中美合作发文《Cell》:病毒感染会使人类更好“闻”?
研究人员在6月30日的《Cell》杂志上报告说,寨卡病毒和登革热病毒会改变它们感染的鼠和人类的气味。改变了的气味会吸引蚊子,它们会叮咬宿主,喝下受感染的血液,然后把病毒带到下一个受害者身上。
登革热是由蚊子在世界各地的热带地区传播的,偶尔也会在美国东南部等亚热带地区传播。它会引起发烧、皮疹和疼痛,有时还会导致出血和死亡。根据美国国立卫生研究院(NIH)国家过敏和传染病研究所的数据,每年有超过5000万登革热病例发生,约有2万人死亡,其中大多数是儿童。
寨卡病毒是另一种由蚊子传播的病毒性疾病,与登革热属于同一科。虽然寨卡病毒在成人中引发严重疾病的情况并不多见,但最近在南美爆发的一次疫情,导致受感染孕妇的未出生婴儿出现严重的出生缺陷。黄热病、日本脑炎和西尼罗病毒也是这一病毒科的成员。
这些病毒需要不断感染动物宿主和蚊子才能传播。如果其中任何一种缺失——如果所有易感宿主清除病毒,或者所有蚊子死亡——病毒就会消失。例如,1793年费城黄热病爆发期间,秋天的霜冻杀死了当地的蚊子,疫情结束了。
在热带气候中,没有杀死霜冻的地方,总是有蚊子;病毒只需要咬一口受感染的宿主动物就能传播。兹卡病毒和登革热病毒似乎已经发展出一种鬼鬼祟祟的方式来增加患病几率。
来自康涅狄格大学健康中心、北京清华大学、深圳传染病研究所、瑞丽中医院和傣族医药、云南热带和亚热带动物病毒疾病实验室以及中国疾病预防控制中心的一组研究人员怀疑,登革热和寨卡病毒可能在以某种方式操纵宿主来吸引蚊子。疟疾和一般炎症都会改变人的气味。他们认为,登革热和寨卡病毒感染可能会产生同样的效果。
首先,研究小组测试了蚊子是否对受感染的小鼠表现出偏爱。事实上,当蚊子在健康小鼠和感染登革热的小鼠之间做出选择时,它们更容易被感染登革热的小鼠吸引。
然后,他们分析了感染和健康小鼠皮肤上的气味分子。他们确定了几种在感染动物身上更常见的分子,并分别对它们进行了测试。他们将这两种物质分别应用于清洁过的小鼠和人类志愿者的手上,发现一种散发气味的分子,苯乙酮,对蚊子特别有吸引力。从人类登革热患者身上收集到的皮肤气味也显示了同样的情况:对蚊子更有吸引力,产生更多苯乙酮。
苯乙酮是由一些生长在人类(和小鼠)皮肤上的芽孢杆菌产生的。正常情况下,皮肤会产生一种抗菌肽来控制芽孢杆菌的数量。但事实证明,当小鼠感染登革热和寨卡病毒时,它们不会产生那么多的抗菌肽,芽孢杆菌生长得更快。
“这种病毒可以操纵宿主的皮肤微生物群,吸引更多的蚊子更快地传播!”该研究的作者之一、康涅狄格大学健康学院的免疫学家penghua Wang说。这一发现可以解释蚊子病毒是如何存活如此之久的。
Wang和他的合著者还测试了一种潜在的预防措施。他们给患登革热的小鼠注射了一种维生素A衍生物异维甲酸,这种物质可以增加皮肤抗菌肽的产生。经过异维甲酸处理的小鼠释放出的苯乙酮较少,降低了它们对蚊子的吸引力,并可能降低了将病毒传染给其他人的风险。
Wang说,下一步是分析更多患登革热和寨卡病毒的人类患者,看看皮肤气味和微生物组之间的联系在现实世界的条件下是否普遍正确,并看看异维甲酸是否能像在病小鼠中那样减少患者体内苯乙酮的产生。
A volatile from the skin microbiota of flavivirus-infected hosts promotes mosquito attractiveness