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疟疾对青蒿素出现耐药性,科学家找到阻疟新“武器”(图)
2017-09-30 阅读次数:

   蚊子吸血后,肠道细菌快速增殖

  本报记者 王春

  蚊子作为媒介传播疟疾、登革热、黄热病和寨卡等多种重大传染病,严重威胁人类的健康。其中,以按蚊为传播媒介的疟疾最为严重,发病率和死亡率始终居高不下。全球每年有2-3亿人感染,年死亡人数近百万,平均每1-2分钟就有一名儿童死于疟疾,全世界约一半人口面临疟疾风险。随着全球化和人员往来的频繁,近年我国输入性疟疾病例呈显著上升趋势。

  中国科学院上海植物生理生态王四宝研究组首次发现了能在按蚊中进行持续跨代传播的新共生细菌,将其“打造”成抗疟药物和活菌疫苗的高效安全运输载体,让按蚊肠道内的疟原虫无处可逃!研究组从而寻获了从源头阻断疟疾感染人类的新型“重磅武器”,攻克了如何让抗疟基因快速散播至整个蚊群的世界性难题。国际权威学术期刊《科学》9月29日在线发表了这一研究成果。

  据了解,疟疾为非作歹的首要“帮凶”,便是蚊子。疟疾由受疟原虫感染的雌性按蚊通过叮咬传播。全球共有400多种按蚊,其中约有100种是疟疾的适宜传播媒介。蚊媒防制一直是阻断疾病传播的最主要措施。当前灭蚊手段仍然依赖化学杀虫剂,由于化学农药长期大量和不合理的使用,不仅污染环境、损害人类健康,还导致蚊虫抗药性在全球蔓延。同时,近年在大湄公河次区域,柬埔寨、老挝、缅甸、泰国,越南5个国家已发现疟原虫对青蒿素产生了耐药性。因此,研发新的对抗疟疾传播方法迫在眉睫。

  中科院上海植生生态所等发现能在按蚊中进行持续跨代传播的新共生细菌,能高效驱动抗疟效应分子快速散播到整个蚊群中,使按蚊成为无效的疟疾媒介,实现从源头上阻断疟疾传播。

  那么,对付疟疾的新妙招在哪里?鉴于疟原虫需要在雌蚊肠道内完成有性生殖等复杂的发育过程后,才能通过雌蚊叮人吸血传递给人,因此杀灭按蚊肠道内的疟原虫可以阻断疟疾传播。虽然此前大量研究表明,经过遗传改良的蚊子或工程肠道菌表达抗疟效应分子能够杀灭按蚊肠道内的疟原虫,但这两种策略都面临同一个大难题:如何驱动抗疟基因快速渗透到整个蚊群中?

  据悉,王四宝研究组成立于2012年,主要研究蚊虫和肠道微生物协同抗疟的机制。在最新的研究中,王四宝研究团队从按蚊体内分离到兼具垂直和水平传播能力的沙雷氏菌属新菌株AS1。深入研究发现,该共生菌不仅能由雄蚊通过交配水平传播给雌蚊,在不同种类按蚊间传播,还可通过粘附在卵壳表面经雌蚊产卵垂直传给后代蚊虫,实现在蚊群中代代相传。经过多年努力,该团队成功构建了抗疟效应分子高效分泌表达系统,使AS1成为活菌“疫苗”或抗疟药物的双重载体,能在多种按蚊肠道内高效特异地抑制或杀灭疟原虫,使按蚊成为无效疟疾媒介,从而在源头上切断疟疾传播。同时,该共生菌不影响蚊虫寿命,具有生态环境安全性。

  据研究组介绍,利用肠道共生菌介导的阻断疟疾传播新策略具有诸多优势:新共生菌AS1在按蚊种群中具有持续跨代和跨按蚊种群传播的能力,便于在野外蚊群中散播;该共生菌不影响蚊虫寿命,具有生态环境安全性;蚊子吸血后,肠道共生细菌数量会成百上千倍地增殖,产生的抗疟化合物也相应地显著增加;细菌的遗传改造比蚊子的遗传操作要简单得多,构建同时产生多个抗疟化合物的工程菌株简单易行,可降低疟原虫抗性的产生;细菌大规模生产成本低廉,设备简单,便于在疟疾流行的欠发达国家推广应用。

  此项研究提出的肠道共生菌介导的阻断疾病传播新策略,不再只是实验室里的美好愿景,而是具有广阔的应用前景。由于蚊子同时也是传播登革热、黄热病和寨卡等多种重大传染病的媒介,因此该研究成果也为其它蚊媒传染病防控开辟了新的思路。

  此项研究由王四宝研究组联合美国约翰霍普金斯大学、巴西里约热内卢大学等科研人员合作完成。研究得到了中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中国科学院“百人计划”、美国国家过敏和传染病研究所和巴西国家科学委员会等项目资助。(科技日报上海9月29日电)

  (图片说明:中科院上海植生生态所等发现能在按蚊中进行持续跨代传播的新共生细菌,能高效驱动抗疟效应分子快速散播到整个蚊群中,使按蚊成为无效的疟疾媒介,实现从源头上阻断疟疾传播。)

  责任编辑:李忠明

 

作者:王春 文章来源:中国科技网-科技日报(2017-09-29)
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