蚊子传播那么多疾病,自己怎么没事?

地球上杀人最多的动物是什么?是蚊子。这并非危言耸听。蚊子每天造成的死亡人数比鲨鱼100年来杀死的人还要多。蚊子的危险,在于它们是出色的疾病“中介”。在叮咬吸血的同时,它们可能把体内携带的致病寄生虫或病毒传给人类。世界范围内,蚊子传播的疾病非常多,包括疟疾、登革热、脑炎、丝虫病、寨卡、黄热病、基孔肯雅热,等等。

蚊子每天造成的死亡人数比鲨鱼100年来杀死的人还要多(数据来源:WHO,Global Shark Attack File)

单说疟疾。根据世界卫生组织的数据,这种致命疾病在全球范围内的病例超过2亿,仅2018年一年就造成了约40万人死亡,其中大多数是5岁以下儿童。每天,每2分钟就有一个儿童死于疟疾。

冈比亚按蚊是传播疟疾的罪魁祸首之一(图片来源:By James D。 Gathany (The Public Health Image Library , ID#444) [Public domain], via Wikimedia Commons)

为什么蚊子能容忍疟原虫(疟疾的病原体)或病毒待在体内并帮助传播疾病?它们为什么有抵抗感染的免疫力?这些问题的答案,将有助于人类找到有效的方法来控制蚊子传播疾病。

科学家们决定在蚊子的免疫系统中一探究竟。为此,一支跨国研究团队针对两种主要的传播疾病的蚊子——冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)和埃及伊蚊(Aedes aegypti),收集了它们的8500多个血细胞(hemocyte,相当于白细胞)展开详细分析,以单个细胞的分辨率绘制出了第一份蚊子免疫细胞图谱。

这项研究发表在顶尖学术期刊《科学》的最新一期上。研究第一作者、来自惠康·桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的Gianmarco Raddi博士说:“我们对蚊子的免疫系统进行了首次大规模调查,使用单细胞测序技术,发现了过去从未见过的新型免疫细胞和细胞状态。我们还观察了被疟原虫感染的蚊子,第一次在分子层面上研究了蚊子的免疫反应,并确定涉及这一过程的细胞类型和信号通路。”

实验流程示意图

在这份细胞图谱中,科学家们可以知道每个血细胞打开了哪些基因,并通过识别细胞表达的特异性蛋白,给不同类型的细胞打上专门的分子标记。以往,通过形态观察只能区分出3种血细胞;而新的方法揭示,按蚊和伊蚊的免疫细胞类型实际上都更为多样,至少是以前所见的2倍。

尤其值得注意的是,比较两种蚊子的免疫细胞类型发现,按蚊体内有一类独特的免疫细胞是伊蚊没有的。而这两种蚊子传播的疾病并不相同,按蚊是疟疾的主要传播者,而伊蚊传播登革热、黄热病和寨卡病毒等。因此,不同类型的免疫细胞可能是参与不同疾病传播过程的关键。

虽然都通过叮咬传播疾病,但不同种类的蚊子传播的病原体不同(图片来源:Pixabay)

研究人员把按蚊体内发现的罕见免疫细胞命名为巨细胞(megacyte),因为它们个头相对巨大。这些细胞的特点是大量表达一种转录因子“脂多糖诱导肿瘤坏死因子”(LL3)。进一步实验显示,人为去除这种关键分子后,按蚊的“免疫启动”过程会受到影响——而这是蚊子感染疟原虫后一种必不可少的免疫反应。

共同通讯作者之一Oliver Billker教授说:“这是第一次发现,有特定类型的蚊子细胞在疟原虫感染的调控中发挥作用,非常激动人心!现在,我们需要开展进一步研究验证这个发现,更好地理解这些细胞及其作用。”

冈比亚按蚊体内有多种类型的免疫细胞,包括特殊的巨细胞(Megac)

此外,研究人员还在蚊子的循环系统、肠道及其他部位追踪了各类免疫细胞的位置和数量,并观察在蚊子吸血、感染疟原虫后,这些细胞的状态有何变化。他们发现,特定类型的免疫细胞会为了应对感染而增加数量,其中一些还会发展为其他免疫细胞。

“可以看到,蚊子似乎对疟原虫之类的寄生虫有一个恰到好处的免疫反应:既能有效地对抗感染,使之不会杀死蚊子,又没有强烈到消灭寄生虫。”另一位通讯作者Sarah A。 Teichmann博士,“这份细胞图谱带来的信息,将为进一步研究提供宝贵资源,我们或许能设法修改蚊子的免疫反应,从而防止蚊子把疾病传给人类。”

来源:学术经纬

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