《細胞》：蚊子竟可以通過病毒定位人類！中國科學家首次發現，特定病毒可以調節宿主皮膚微生物豐度，釋放誘蚊氣體丨科學大發現

夏日炎炎，有些人類又被蚊子咬的很慘。

兩個月前，普林斯頓大學趙志磊團隊在《自然》發表論文稱，與其他動物相比，人類之所以招蚊子喜歡，是因為人類皮脂中存在的癸醛和十一醛能讓蚊子興奮起來[1]。

不過，這個研究只告訴了我們蚊子如何尋找、定位人類，但沒有告訴我們為什么有些人類更招蚊子。當然啦，也有一種可能的解釋：招蚊子的人類身上散發的癸醛和十一醛“度數”，可能更對蚊子的胃口。

今天，清華大學醫學院程功團隊在頂級期刊《細胞》上發表的一篇研究論文，讓我們對蚊子挑人有了新的認知[2]。

他們發現，一些靠蚊子傳播的病毒，在感染宿主之后，竟然能通過調節宿主皮膚抗菌蛋白的表達，影響宿主皮膚微生物群落，導致特定的微生物大量繁殖，釋放能吸引蚊子的氣味。從數據上來看，蚊媒病毒的這一伎倆，能讓圍繞宿主的蚊子數量翻倍！

據了解，這是科學家首次發現蚊媒病毒能通過這種方法促進自身在人群中的傳播。清華大學醫學院博士后張虹和助理研究員朱毅斌，是研究論文的共同第一作者。

論文首頁截圖

夏天的每一次聚會，我們都會發現蚊子咬人不是隨機的，而是有偏好性的。

關于蚊子的這種偏好性，其實已經有很多研究了。

我們也常說，有些人更招蚊子是因為體溫高[3]，或者呼出的二氧化碳濃度高[4]，又或者是身上有特殊的氣味[5]。其實這些說法都是有科學依據的。

就在5年前，斯德哥爾摩大學的研究人員發現，瘧原蟲感染會導致宿主釋放更多的二氧化碳、醛類和單萜類物質，讓宿主更招蚊子，加速瘧疾的傳播[6]。

從事蚊媒病毒感染傳播機制與抗病毒免疫研究的程功教授注意到，蚊媒病毒是否也能通過類似的機制傳播目前仍不清楚。因此程功團隊就發起了相關的研究。

研究的思路倒是不復雜。研究人員首先用寨卡病毒（ZIKV）感染小鼠，然后觀察伊蚊（Aedes mosquitoes）是更喜歡感染了寨卡病毒的小鼠，還是沒感染的小鼠。

統計結果顯示，蚊子確實更喜歡感染了寨卡病毒的小鼠：70%的蚊子都被感染小鼠吸引走了，剩下約30%的蚊子去找沒感染的小鼠去了。

這真是肉眼可見的密度差異！

把寨卡病毒換成登革病毒（DENV2）之后，結果是一樣的。這就說明，蚊子確實更喜歡被蚊媒病毒感染的宿主。

蚊子喜好實驗

為了確定究竟是感染后的哪些變化吸引了蚊子，研究人員研究了溫度、二氧化碳和氣味對實驗結果的影響。最后確認確實是氣味影響了蚊子的選擇。

那究竟是哪種氣體呢？

程功團隊收集了感染小鼠和健康小鼠身體釋放的揮發性氣體，經過分析，鑒定出422種化合物，其中有三種（苯乙酮、癸醛和苯乙烯）可以激活蚊蟲的嗅覺神經系統，其中反應最強烈的是苯乙酮。

最終，也只有苯乙酮重復了前面70%對30%的實驗結果。而且把苯乙酮涂抹到人類的手上，也能吸引更多的蚊子。于是，研究人員就將苯乙酮鎖定為吸引蚊子的化學物質。

苯乙酮落網

不過，苯乙酮這種物質畢竟是從小鼠身上分離到的，人類能不能釋放這種物質還不清楚。

為了進一步證實人類也能產生苯乙酮，研究人員又招募了一批登革熱患者和健康志愿者，并收集了他們胳肢窩的揮發物。

人體采集過程

結果發現，登革熱患者釋放的苯乙酮比健康志愿者高得多。（實際上，研究人員還在所有參與人員的胳肢窩里發現了癸醛、棕櫚酸甲酯和苯乙烯等六種揮發性化合物，但是這六種化合物在感染者組和對照組之間沒有差異。這再次說明癸醛可能真不是蚊子更愛咬誰的關鍵。）

登革熱患者釋放的苯乙酮比健康志愿者高太多

至此，引誘蚊子的化合物算是找到了，不過，這個物質究竟是哪里來的呢？要知道，哺乳動物的基因組中可不存在合成苯乙酮的酶。這種情況下，矛頭只能指向人體微生物了。

于是，研究人員用抗生素雞尾酒清除小鼠消化道的微生物，用超聲刷和70%的酒精去除小鼠皮膚上的微生物。

結果發現，單獨清除消化道微生物沒用，不影響蚊子對感染小鼠的喜好；而清除了皮膚細菌的感染小鼠對蚊子的吸引力大大降低。相對應的，去除腸道微生物，不影響苯乙酮的產生，清除皮膚微生物之后，感染小鼠釋放的苯乙酮與未感染小鼠一致了。

如此看來，蚊媒病毒的感染影響了皮膚微生物，進而決定了蚊子的喜好。后續分析發現，是產生苯乙酮的芽孢桿菌增加了。

就是這四種芽孢桿菌

那病毒感染又是如何影響皮膚芽孢桿菌豐度的呢？研究結果讓人吃驚！原來是蚊媒病毒會抑制皮膚產生抗菌蛋白（RELMa），導致能產生苯乙酮的細菌在宿主皮膚上的大量增殖。

到此，這條邏輯鏈條就清晰了。蚊媒病毒感染宿主之后，抑制皮膚產生抗菌蛋白，導致芽孢桿菌大量增殖，釋放大量的苯乙酮，招來蚊子，促進病毒的傳播。

行文到此處，我不由得感慨：蚊媒病毒和蚊子之間的這種協同進化真是奇妙。

不過，奇妙歸奇妙，如果任由病毒和蚊子合作，人類就要遭殃了。雖然我們已經有蚊帳和滅蚊藥，但這還遠遠不夠，如果能打破病毒的這個傳播閉環，說不定就有望阻止蚊媒病毒的大范圍流行。

好在程功團隊也找到了應對之策，他們發現讓感染小鼠服用維生素A衍生物——異維甲酸之后，可以促進小鼠皮膚產生抗菌蛋白，抑制產生苯乙酮的細菌增殖。小鼠實驗也表明，在感染小鼠的食物中添加異維甲酸之后，蚊子對感染小鼠和未感染小鼠的喜好就變得一樣了。

據《自然》雜志報道，程功團隊目前正在計劃開展用維生素A阻止登革熱在人與人之間傳播的試驗[7]。

預祝程功教授試驗成功。

參考文獻：

[1].Zhao Z, Zung JL, Hinze A, et al. Mosquito brains encode unique features of human odour to drive host seeking. Nature. 2022;605(7911):706-712. doi:10.1038/s41586-022-04675-4

[2].Zhang et al. A volatile from the skin microbiota of flavivirus-infected hosts promotes mosquito attractiveness. Cell 2022, 185, 2510–2522. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.05.016

[3].Corfas RA, Vosshall LB. The cation channel TRPA1 tunes mosquito thermotaxis to host temperatures. Elife. 2015;4:e11750. Published 2015 Dec 15. doi:10.7554/eLife.11750

[4].Gillies M T. The role of carbon dioxide in host-finding by mosquitoes (Diptera: Culicidae): a review[J]. Bulletin of Entomological Research, 1980, 70(4): 525-532.

[5].Cardé RT. Multi-Cue Integration: How Female Mosquitoes Locate a Human Host. Curr Biol. 2015;25(18):R793-R795. doi:10.1016/j.cub.2015.07.057