研究人員發(fā)現(xiàn)能在按蚊中進行持續(xù)跨代傳播的新共生細菌，能驅(qū)動抗瘧效應分子快速散播到整個蚊群中 (A)，使按蚊成為無效的瘧疾媒介 (B)，實現(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，威脅人類健康。以按蚊為傳播媒介的瘧疾zui嚴重，發(fā)病率和致死率居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織報告，*約一半人口面臨瘧疾風險，年死亡人數(shù)近 50 萬。隨著化和人員往來頻繁，近年我國輸入性瘧疾病例呈顯著上升趨勢。

瘧疾由受瘧原蟲感染的雌性按蚊通過叮咬傳播。蚊蟲防治是阻斷疾病傳播的主要措施。當前，滅蚊手段仍依賴化學殺蟲劑，但蚊蟲對化學已產(chǎn)生普遍抗性，研發(fā)新的對抗瘧疾傳播方法迫在眉睫。鑒于瘧原蟲需要在雌蚊腸道內(nèi)完成一系列復雜的發(fā)育過程后，才能具備感染人類的能力，因此殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲可阻斷瘧疾傳播。此前研究表明，經(jīng)過遺傳改良的蚊子或工程腸道菌表達抗瘧原蟲效應蛋白能夠殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲，但這兩種新策略都面臨挑戰(zhàn)——如何驅(qū)動抗瘧基因快速滲透到整個蚊群中。

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

在的研究中，研究團隊從按蚊體內(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交配水平傳遞給雌蚊，還可通過粘附在卵殼表面經(jīng)雌蚊產(chǎn)卵垂直傳播給后代蚊蟲，從而實現(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)過多年努力，研究團隊構(gòu)建出分泌表達 5 種不同抗瘧機制的效應蛋白工程菌株，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，使按蚊成為無效瘧疾媒介，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抗性的產(chǎn)生。同時，該共生菌不影響蚊蟲壽命，具有生態(tài)環(huán)境安全性。這項研究為抗瘧基因快速散播到整個蚊群提供了安全的驅(qū)動系統(tǒng)，解決了如何驅(qū)動抗瘧基因擴散到整個蚊群中的挑戰(zhàn)，使腸道共生菌介導的阻斷疾病傳播新策略從實驗室走向?qū)嶋H應用成為可能，具有廣闊的應用前景。該項研究成果也為其它蚊媒傳染?。ǖ歉餆帷⒄ǖ龋┖椭参锵x媒病害的防控開辟了新思路。