对抗登革热的细菌武器沃尔巴克氏体
对抗登革热的细菌武器沃尔巴克氏体
登革热是由登革热病毒引起的一种急性传染病。全球每年约有3.9亿人感染该病毒,其中约9600万人会出现发热、头痛、关节痛、皮疹等临床症状。重症登革热可导致休克、严重出血甚至死亡,不仅危害患者健康,还带来沉重的社会经济负担。许多国家和地区需投入大量资源用于疾病预防、监测和治疗,而疫情流行还可能造成劳动力短缺,影响经济发展。
登革热主要通过伊蚊叮咬传播给人类。气候变化和全球变暖为伊蚊繁殖提供了有利条件,进而加剧了疾病传播。当温度处于26℃至29℃时,埃及伊蚊对登革热病毒的传播能力最强。高湿度环境同样利于伊蚊生存繁殖,尤其在洪水期间,积水为伊蚊提供了理想的孳生场所,导致其数量激增,显著提高传播风险。例如,巴基斯坦和肯尼亚等国的洪水事件均与登革热病例骤增密切相关。而研究发现,感染沃尔巴克氏体的伊蚊对登革热病毒具有一定的抵抗力,能够显著降低病毒在蚊体内的复制和传播能力。
沃尔巴克氏体是一种广泛存在于昆虫体内的共生菌,可感染包括伊蚊在内的多种昆虫。它通过诱导"胞质不亲和性"(Cytoplasmic Incompatibility, CI)干扰蚊子生殖:当携带该菌的雄蚊与未感染雌蚊交配时,受精卵的胚胎发育会受阻,从而抑制种群繁殖。这一特性不仅能减少蚊子数量,还可阻断病毒在蚊群中的传播链。而当感染雌蚊与雄蚊交配时,后代仍能携带沃尔巴克氏体,使共生菌在种群中持续扩散。
更重要的是,沃尔巴克氏体能激活蚊子的免疫反应,增强其对登革热病毒的抵抗力。感染共生菌的蚊子通过复杂机制抑制病毒复制:一方面诱导活性氧(ROS)产生,激活Toll信号通路,促进防御素、凝集素等抗菌肽生成,直接攻击病毒;另一方面启动抗氧化反应,降低病毒在蚊体内的存活率。这种双重作用显著减少了病毒通过叮咬传播给人的风险。
图一:登革热传播媒介埃及伊蚊中的沃尔巴克菌感染机制(引自参考文献)
基于上述特性,科学家开发出一种新的防治策略——释放携带沃尔巴克氏体的伊蚊替代野生种群。实地试验表明,该方法能有效降低蚊子数量和疾病传播率。在澳大利亚、巴西、印度尼西亚等国的应用中,感染共生菌的伊蚊成功定殖,并显著减少了当地登革热病例。
沃尔巴克氏体的应用为登革热的防治提供了一种创新且有效的解决方案。与传统的化学杀虫剂相比,沃尔巴克氏体的使用更加环保,不会对环境造成污染,也不会对非靶标生物产生显著的负面影响。该方法具有较高的可持续性,它能够通过自然传播的方式在蚊群中长期存在并发挥作用。还可以用于控制其他通过蚊子传播的疾病,如寨卡病毒病、黄热病和西尼罗河热等。这使得沃尔巴克氏体成为一种具有多重优势的生物防控工具。
参考文献:Safaei S, Derakhshan-Sefidi M, Karimi A. Wolbachia: A bacterial weapon against dengue fever- a narrative review of risk factors for dengue fever outbreaks. New Microbes New Infect. 2025 Mar 8;65:101578. doi: 10.1016/j.nmni.2025.101578.
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