通讯员 彭稳平 中青报·中青网记者 杨洁
4月19日，清华大学基础医学院程功教授团队领衔在《科学》发表论文“一种天然定植的伊蚊肠道共生菌阻断蚊媒黄病毒传播”。研究人员在云南边境地区发现了来源于植物汁液和花蜜的环境共生菌Rosenbergiella_YN46，通过环境干预有效阻断了疫区蚊虫携带和传播病毒，为重要蚊媒传染病防控提供了全新的解决方案。
蚊媒病毒传染病的传播流是人类健康和生命的严重威胁之一。以通过蚊媒传播的登革病毒为例，在全球100多个国家感染流行每年引发多达3.9亿人感染。美洲地区已报告了超过400万例登革热病例。“迄今为止国际上尚无可用于临床预防和治疗蚊媒病毒性传染病的疫苗和特效药物。大量使用杀蚊剂可能对环境产生不良影响，导致其他有益昆虫死亡。蚊虫快速进化出耐药性后更加猖獗。”程功解释道。
早在10年前，程功团队就开始关注蚊虫的肠道微生物与蚊媒病毒，在清华大学医学院建立病毒传染病学实验室，主要研究重要蚊媒病毒及其传播。
自然界中，蚊媒病毒主要通过“宿主-蚊虫”传播蚊虫叮咬感染者，从感染者体内吸食带有病毒的血液，随后病毒感染蚊虫肠道细胞并扩散入体内使蚊虫携带传播病毒。因此，蚊虫的肠道组织是病毒首先感染的组织器官。“蚊媒病毒作为蚊虫的‘肠道病毒’必然与蚊虫肠道中的微生物发生复杂的相互作用，最终决定蚊虫对病毒的易感性。”程功介绍在之前工作中，他们已在实验室饲养的埃及伊蚊种群中发现一种粘质沙雷氏菌，可辅助病毒感染蚊虫肠道上皮细胞，提高蚊虫对病毒的易感性。
但实验室和自然环境有很大差别。比如野外蚊虫的肠道微生物可来自孳生水体中的环境微生物，也可来自环境中植物汁液或花蜜中的共生微生物。不同地域中环境微生物组成存在巨大差别，导致不同环境下孳生的蚊虫肠道微生物存在显著不同。那么，决定自然界中野外蚊虫感染传播病毒能力的肠道微生物是什么？是否可以通过调控蚊虫肠道微生物来阻断蚊虫携带并传播病毒？
2020年5月，云南省程功专家工作站成立，依托工作站研究人员深入西双版纳等地采集了数千只野外雌性伊蚊，分离出55株蚊虫肠道共生菌并进行功能筛选。
研究显示，在常见的白纹伊蚊及埃及伊蚊的肠道中定植一种Rosenbergiella属细菌，可显著抑制蚊虫通过叮咬吸血，感染登革病毒及寨卡病毒Rosenbergiella_YN46菌，通过分泌葡萄糖脱氢酶将吸血蚊虫肠道环境快速酸化(pH≈6.0)，导致肠道微环境重塑大幅降低蚊虫对病毒易感性。
沿着云南边境，程功教授团队调研了7个城市和地区检测Rosenbergiella_YN46菌，在野外蚊虫肠道中的定植情况发现共生菌在非登革热流行地区的蚊虫肠道中有很高的定植率，而在登革热流行地区则相反。
这一发现证明了环境微生物的差异，导致某些地区的蚊虫高效携带并传播病毒，致使该地区蚊媒传染病高发，而另外地区的蚊虫对病毒易感性较低，无法有效感染并传播病毒，几乎没有蚊媒传染病流行。
为将科研成果应用于实际，程功团队在西双版纳州勐腊县，设计了一个现场干预实验。研究发现通过向蚊虫孳生水体中加入Rosenbergiella_YN46菌进行环境干预，孵化出的疫区蚊虫，感染登革病毒的比例大幅下降。整个夏天，研究人员扎根野外实验一线吃住在大棚旁边。每天在30多度的湿热天气下开展野外干预实验。孵化周期一般5至7天，蚊虫从干预环境中孳生出来以后，再带到昆明合作实验室进行实验循环往复。
“很有意思的是，广西也属于亚热带，蚊子一点都不少，气候、地缘更为复杂，但广西少有登革病毒爆发流行。”程功说，未来还在进一步研究找到相关线索，通过共生菌环境干预，把疫区“神不知鬼不觉”变成非疫区，尽量在不打扰老百姓的情况下减少蚊媒病毒传播。
“Rosenbergiella_YN46菌的研制相较于传统蚊媒病毒防控手段成本低、效率高、安全系数高。目前已经在一个样板村进行大规模现场干预实验，成功后扩大到整个西双版纳，再到我国广东、广西、海南等地，一步步实现共生菌环境干预策略的落地。”谈及未来应用，程功充满信心，“这只是时间问题。”
研究人员还注意到安全性问题。Rosenbergiella_YN46是一种天然环境共生菌，它与蚊虫的共生关系在自然界已稳定存在实施环境干预策略，可降低蚊虫产生耐药性概率，保护自然生物多样性。“希望我们研发出来的方案可以在国内顺利应用，未来能够在全球推广真正解决世界性公共卫生难题。”程功说。
