研究人員發(fā)現(xiàn)能在按蚊中進(jìn)行持續(xù)跨代傳播的新共生細(xì)菌，能驅(qū)動(dòng)抗瘧效應(yīng)分子快速散播到整個(gè)蚊群中 (A)，使按蚊成為無(wú)效的瘧疾媒介 (B)，實(shí)現(xiàn)從源頭上阻斷瘧疾傳播。

蚊子作為媒介傳播瘧疾、登革熱、黃熱病和寨卡等傳染病，威脅人類(lèi)健康。以按蚊為傳播媒介的瘧疾zui嚴(yán)重，發(fā)病率和致死率居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，*約一半人口面臨瘧疾風(fēng)險(xiǎn)，年死亡人數(shù)近 50 萬(wàn)。隨著化和人員往來(lái)頻繁，近年我國(guó)輸入性瘧疾病例呈顯著上升趨勢(shì)。

瘧疾由受瘧原蟲(chóng)感染的雌性按蚊通過(guò)叮咬傳播。蚊蟲(chóng)防治是阻斷疾病傳播的主要措施。當(dāng)前，滅蚊手段仍依賴化學(xué)殺蟲(chóng)劑，但蚊蟲(chóng)對(duì)化學(xué)已產(chǎn)生普遍抗性，研發(fā)新的對(duì)抗瘧疾傳播方法迫在眉睫。鑒于瘧原蟲(chóng)需要在雌蚊腸道內(nèi)完成一系列復(fù)雜的發(fā)育過(guò)程后，才能具備感染人類(lèi)的能力，因此殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲(chóng)可阻斷瘧疾傳播。此前研究表明，經(jīng)過(guò)遺傳改良的蚊子或工程腸道菌表達(dá)抗瘧原蟲(chóng)效應(yīng)蛋白能夠殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲(chóng)，但這兩種新策略都面臨挑戰(zhàn)——如何驅(qū)動(dòng)抗瘧基因快速滲透到整個(gè)蚊群中。

9 月 29 日，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所王四寶研究組，聯(lián)合美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)合作完成的題為 Driving mosquito refractoriness to Plasmodium falciparum with engineered symbiotic bacteria 的研究論文，在線發(fā)表在《科學(xué)》上。該研究發(fā)現(xiàn)了能在按蚊中持續(xù)跨代傳播的共生細(xì)菌，構(gòu)建出分泌表達(dá) 5 種不同抗瘧機(jī)制的效應(yīng)蛋白工程菌株，能在多種按蚊腸道內(nèi)特異地抑制或殺滅瘧原蟲(chóng)，攻克了驅(qū)動(dòng)抗瘧基因快速散播到整個(gè)蚊群的關(guān)鍵難題，為從源頭上阻斷瘧疾傳播提供。

在的研究中，研究團(tuán)隊(duì)從按蚊體內(nèi)分離到兼具垂直和水平傳播能力的沙雷氏菌屬新菌株 AS1。深入研究發(fā)現(xiàn)，該共生菌不僅能由雄蚊通過(guò)交配水平傳遞給雌蚊，還可通過(guò)粘附在卵殼表面經(jīng)雌蚊產(chǎn)卵垂直傳播給后代蚊蟲(chóng)，從而實(shí)現(xiàn)在蚊群中持續(xù)跨代傳播。此外，該共生菌在瘧蚊中的散播，不受按蚊種間或種群間存在生殖隔離的制約。經(jīng)過(guò)多年努力，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出分泌表達(dá) 5 種不同抗瘧機(jī)制的效應(yīng)蛋白工程菌株，使 AS1 成為活菌“疫苗”或抗瘧藥物的雙重載體，能在多種按蚊腸道內(nèi)特異地抑制或殺滅瘧原蟲(chóng)，使按蚊成為無(wú)效瘧疾媒介，從而在源頭上阻斷瘧疾傳播，這種策略將有助于減少瘧原蟲(chóng)抗性的產(chǎn)生。同時(shí)，該共生菌不影響蚊蟲(chóng)壽命，具有生態(tài)環(huán)境安全性。這項(xiàng)研究為抗瘧基因快速散播到整個(gè)蚊群提供了安全的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，解決了如何驅(qū)動(dòng)抗瘧基因擴(kuò)散到整個(gè)蚊群中的挑戰(zhàn)，使腸道共生菌介導(dǎo)的阻斷疾病傳播新策略從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用成為可能，具有廣闊的應(yīng)用前景。該項(xiàng)研究成果也為其它蚊媒傳染?。ǖ歉餆帷⒄ǖ龋┖椭参锵x(chóng)媒病害的防控開(kāi)辟了新思路。