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良性细菌阻止蚊子传播寨卡病毒 基孔肯雅病毒

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员证实,一种名为Wolbachia pipientis 的良性细菌可以完全阻止Zika病毒在埃及伊蚊(Aedes aegypti)中的传播,而伊蚊是负责将该病毒传递给人类的蚊子。

威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院(SVM)的科学家马修·阿里奥塔(Matthew Aliota)认为,这种细菌可能具有“新型的生物控制机制,该机制于2002年7月1日发表在《科学报告》杂志上。帮助停止寨卡病毒的传播。

良性细菌阻止蚊子传播寨卡病毒 基孔肯雅病毒

美洲的39个国家和地区已受到寨卡病毒的影响,预计到今年年底将有至少400万人受到感染。科学家认为,这种病毒是导致胎儿发育中的许多脑部缺陷的原因,包括小头畸形,并且在称为吉兰-巴雷综合症的神经系统疾病中引起了这种情况的加剧。尚无任何批准的寨卡病毒疫苗或抗病毒药物,并且正在进行的蚊虫控制策略不足以遏制该病毒的传播。

由威斯康星大学麦迪逊分校病理科学教授乔尔格·奥索里奥(Jorge Osorio)和消除登革热计划(EDP)的斯科特·奥尼尔(Scott O'Neill)和澳大利亚墨尔本的莫纳什大学(Monash University)领导的研究人员已经在哥伦比亚进行了试点研究,释放了携带Wolbachia细菌的蚊子,巴西,澳大利亚,越南和印度尼西亚,以帮助控制登革热病毒的传播。他们的工作得到比尔和梅琳达·盖茨基金会的支持。

Wolbachia的一个重要特征是它可以自我维持,使其成为一种非常低成本的控制蚊子传播的病毒性疾病的方法,这种疾病正影响着世界上许多热带国家。

奥尼尔说:“在我们在澳大利亚的两个最初的研究地点中,六年以上的最初释放后,约有90%的蚊子继续感染了沃尔巴克氏菌。”

EDP​​现在已获得世界卫生组织病媒控制咨询小组的额外认可,以进行进一步的试点研究并在流行地区扩大规模。

在全世界多达60%的昆虫(包括蝴蝶和蜜蜂)中都可以发现沃尔巴氏菌。奥尼尔虽然通常不会在埃及伊蚊中传播登革热,基孔肯雅热和黄热病病毒,但奥尼尔在1990年代初发现实验室可以将Wolbachia引入蚊子中,从而阻止蚊子传播登革热。病毒。

Zika病毒与登革热病毒,Aliota和Osorio属于同一家族-SVM的合著者Stephen Penaido和哥伦比亚麦德林的Antioquia大学的Ivan Dario Velez的合著者询问,是否可能对沃尔巴克氏菌- 感染埃及白纹伊蚊起到抑制作用寨卡病毒。他们还对研究寨卡病毒感染和蚊子传播的机制感兴趣。

在这项研究中,研究小组用最初从人类患者身上分离出的寨卡病毒感染了小鼠,并让麦德林的蚊子在感染后两到三天以小鼠为食。蚊子要么窝藏一脉相承沃尔巴克氏体在实地研究中使用的细菌(称为WMEL),或者是沃尔巴克氏体 -免费和小鼠在他们的血液相似,感染病毒兹卡人类病毒的水平。

根据其他标准实验室研究,允许另一组野生型和沃尔巴氏菌感染的蚊子从含有掺有高浓度寨卡病毒的绵羊血液的膜中取食。

用蚊子感染寨卡病毒感染的血液喂食后四,七,十和十七天,研究人员测试了它们是否感染了寨卡病毒,评估了该病毒是否已经传播或扩散到蚊子的其他组织中,并检查该病毒是否到达蚊子唾液的途径,必须在那里传播。

Aliota说:“虫媒病毒的第一个复制位点是蚊子中肠。” “它最终离开中肠,并在血液中被转移至次要组织,最终被唾液腺吸收,在唾液腺中复制更多并最终被吐出。”

2016年5月17日,威斯康星大学麦迪逊分校汉森生物医学科学大楼的研究实验室中, 一株埃及伊蚊蚊子从血液膜中取食。图片来源:Jeff Miller / UW-Madison

他们发现,携带沃尔巴克氏菌的蚊子在吸食病毒血液后不太可能感染寨卡病毒,而被感染的蚊子无法在唾液中传播该病毒。

奥索里奥说:“我们发现埃及伊蚊与沃尔巴克氏菌的载体能力降低了,”这被定义为昆虫支持病原体如病毒的繁殖或复制然后传播的内在能力。“带有沃尔巴克氏菌的蚊子携带Zika病毒的能力较弱,尽管它们确实感染了Zika,但其程度比野生型蚊子小。”

他们还发现,蚊子从老鼠或膜上获取血粉的地方会影响其感染和传播状况。Aliota说,这对其他基于实验室的寨卡病毒研究具有影响。

尽管小鼠的血液中病毒的浓度低于膜中所含的血液,但是以小鼠为食的蚊子的感染率要高于通过膜喂养的蚊子。在小鼠中发现的病毒水平也与人类感染中发现的水平更加相似。

非沃尔巴克氏体,从小鼠中获得的寨卡病毒含蚊子也能够传输在更短的天数的病毒,并且在比其他的研究显示更少的时间的。此外,研究人员了解到,传播寨卡病毒的蚊子相对较低的比例可能足以维持爆发。

Aliota说:“实际上,蚊子能够传播病毒的比例非常低,” Aliota说,“但是鉴于疫情的规模,而且我们认为蚊子是疫情的诱因,结果有些出乎意料。告诉您我们还需要了解多少有关此病毒的基本生物学信息。”

Aliota说,这项研究是第一个使用活宿主研究寨卡病毒传播动力学的研究。

重要的是,研究小组还确认所用的沃尔巴克氏菌菌株不会影响埃及伊蚊,这对田间研究的成功至关重要。

一旦进入蚊子,Wolbachia便会从母亲传给后代,因此新生的蚊子将包含细菌并将其整合到野生种群中。EDP​​希望在怀有Wolbachia的研究区看到超过80%的埃及伊蚊。根据奥索里奥(Osorio)的说法,在麦德林的研究地点,携带沃尔巴赫氏菌的蚊子接近达到该数目。

其他研究表明,Wolbachia可以预防黄热病病毒的蚊子传播,黄热病病毒正在非洲引起爆发。另外一项研究于4月下旬发表在《PLOS被忽视的热带病》,Aliota,Osorio及其威斯康星大学麦迪逊分校和安蒂奥基大学(University of UdMadison and Universidad de Antioquia)的同事中,Wolbachia可防止哥伦比亚伊蚊传播基孔肯雅病毒。

像寨卡病毒一样,基孔肯雅热从非洲出现并传播到美洲。Aliota说,现在它是由蚊子在全球每个有人居住的大陆传播的。该病毒可引起发烧,慢性关节痛,疲劳,恶心和皮疹。没有治愈或特定的治疗方法。

Aliota和Osorio继续研究蚊子中与这些病毒有关的Wolbachia,监测可能影响持续释放的变化或发展。Aliota说,到目前为止,这一发现令人鼓舞。

他说:“我们的发现与本月早些时候EDP-Brazil的同事在Cell Host&Microbe中描述的结果相辅相成,这确实令人兴奋,而且非常有希望。”

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