世界新消息丨清华大学研究团队新成果：调控人体气味，控制登革和寨卡病毒传播流行

2022年6月30日清华大学医学院程功教授团队发表在细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《细胞》）上的一项研究表明，人类和小鼠感染登革或寨卡病毒后，体表会大量释放一种挥发性气味物质，使它们对传播病毒的媒介——蚊子更有吸引力。随后，程功教授团队发掘了这种挥发性气味物质作为蚊子引诱剂的特性，找到了一种方法，可以减少它在体表的释放，进而降低蚊虫叮咬的频率，防控登革热及其他蚊媒疾病的传播流行。

(资料图片仅供参考)

登革和寨卡病毒依靠蚊子在自然界中进行传播。世界上有近一半的人口生活在登革热流行地区，由于缺乏有效的疾病防治手段，导致较高发病率和死亡率。蚊媒病毒在人体与蚊虫之间循环传播，当蚊子叮咬了感染的宿主时，蚊子自己也会被感染，并会将病毒传播给其他人或动物。“蚊子依靠嗅觉来寻找宿主并进行叮咬。”清华大学程功教授说，“在这项研究开始时，我们发现蚊子更喜欢寻找和叮咬感染登革和寨卡病毒的小鼠。”

为了探究蚊子更喜欢叮咬病毒感染动物的原因，研究小组成员对感染病毒的小鼠和人类的气味样本进行了化学分析。确定了感染动物吸引蚊子的罪魁祸首是一种气味物质——苯乙酮。感染动物能大量释放苯乙酮，让蚊子感觉他们闻起来更“美味”。程功教授说：“我们发现蚊媒病毒（如登革病毒和寨卡病毒）感染人或动物后，可以增加感染者的苯乙酮释放，使感染者对蚊子更具吸引力，从而帮助病毒更有效地实现其在宿主间的传播循环。”

团队成员进一步研究了登革和寨卡病毒是如何增加宿主苯乙酮释放水平的，并将其描述为“宿主皮肤微生物群落、病毒和蚊子之间复杂的相互作用”。

当病毒入侵宿主时，它会与宿主体内的细胞展开一场拔河比赛，来控制一种关键蛋白质——RELMα的表达水平，RELMα是调节皮肤微生物组成的关键免疫因子。如果细胞获胜，RELMα会抑制产生苯乙酮的皮肤细菌生长。程功教授说：“有趣的是，登革和寨卡病毒都通过抑制RELMα的表达，促进产生苯乙酮的皮肤细菌增殖。”因此，在感染条件下，一些细菌会过度增殖，产生更多的苯乙酮。突然间，这些感染者对蚊子来说闻起来就像一盘刚烤好的饼干对5岁孩子一样美味。

为了进一步阐明这些蚊媒病毒如何影响皮肤微生物的机制，研究小组开始寻找一种方法来帮助感染宿主体内的细胞赢得这场“拔河比赛”。查阅相关文献后，研究小组决定尝试异维甲酸（一种维生素A衍生物，常用作治疗皮肤感染），看能否抑制苯乙酮的产生。

实验设计很简单：给感染小鼠喂食异维甲酸，然后将喂食异维甲酸的感染小鼠放在蚊笼里。结果令人兴奋，团队成员发现，对于未感染小鼠和喂食异维甲酸的感染小鼠，蚊子叮咬频率几乎相同。说明喂食异维甲酸后，蚊子无法通过苯乙酮来识别感染小鼠。程功教授进一步解释说：“给蚊媒病毒感染的小鼠喂食异维甲酸，可通过改变宿主皮肤上的共生微生物来减少气味物质——苯乙酮的释放。”

在未来，程功教授团队将着手将以上发现进行应用，来防控蚊媒病毒的传播。程功教授说：“在登革热及寨卡热流行的疫区，可对感染者广泛补充维生素A或相关药物，重塑感染者皮肤微生物挥发的气味，大幅降低蚊媒病毒传播循环效率，有效防止蚊子携带并传播病毒。”据悉，目前程功教授已与马来西亚合作者共同筹划，准备在登革热疫区开展临床实验。

另外，团队成员也计划从蚊子的角度入手，阻断蚊媒病毒的传播。程功教授解释说：“我们团队将对蚊子中感受苯乙酮的嗅觉受体进行筛选，并通过基因驱动的方式去除这个嗅觉受体，去除嗅觉受体后的蚊子将不能通过苯乙酮来精准定位感染者，可以有效阻断蚊媒病毒的传播。”

该研究获得科技部国家重点研发计划“病原学与防疫技术体系研究”、国家自然科学基金委“病原体与宿主基础科学中心”、国家自然科学基金委杰出青年科学基金、国家自然科学基金委重点项目、深圳湾实验室科研项目基金、清华大学春风基金、中国科协青年人才托举工程、云南省专家工作站联合资助。

阅读论文原文：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00641-9

了解更多最新研究，请关注Cell Press细胞出版社官方微信“CellPress细胞科学”