疟疾、蚊子和微生物群控制

研究人员希望找到一条微生物途径来降低蚊子种群数量。
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每年4月25日,全世界都会团结起来,纪念人类为对抗最严峻的健康威胁之一——疟疾——而付出的努力。在世界疟疾日期间,各组织和个人通过各种活动来提高人们对这种传染病的认识,并确保终结疟疾的势头保持强劲。毕竟,导致疾病的原因,一种被称为疟原虫的寄生虫属,已经让研究人员和公共卫生官员困扰了几代人。

疟原虫寄生虫普遍存在于全球一半以上的地区,威胁着约32亿人口。唯一的缓解办法是这种病原体的传播方式:它通过蚊子传播。然而,这也构成了一个重大问题,因为控制这种寄生虫通常意味着控制这种昆虫。尽管已经找到了一些途径,但这项任务已被证明几乎是不可能完成的。

使用杀虫剂一直是减少蚊子种群数量的首选方法。然而,早在20世纪60年代,人们就对这种化学控制方法的抗药性表示担忧,这削弱了人们的积极性。情况已经变得非常糟糕,现在已经有完善的检测方法来确定是否存在抗药性。

另一种由来已久的干预措施是引入已知对蚊子健康有害的细菌种类。一种被称为苏云金芽孢杆菌的物种长期以来一直被探索作为杀死蚊子的方法。最近,另一种菌属沃尔巴克氏体受到了广泛关注,因为它不仅能减少蚊子数量,还能抑制疟原虫在昆虫体内生长。然而,这种方法需要外部干预,并且尚未得到广泛应用。

在过去十年里,另一条途径得到了探索。由于人们对高等物种微生物组的兴趣日益浓厚,研究人员推测蚊子微生物种群的性质可能是预防疟疾传播的关键因素。其目的是识别存在于身体各个部位的特定物种,从而确定与疟疾生长和传播的联系。

研究最多的区域之一是中肠疟原虫最初感染昆虫的地方。通过对微生物组的分析,可以增强已知有助于免疫系统抵抗寄生虫的物种列表,从而实现更自然的控制形式。然而,最近的研究表明,这可能并不完全有效,因为个体蚊子中肠微生物组之间似乎相似性很小。

通过微生物介导的控制的另一条途径是干扰生殖。通过了解蚊子生殖微生物组的性质,可能会发现更多的相似之处,从而开辟一条可能的控制途径。然而,对这一领域缺乏详细的检查,使得这一选项未被触及。

From egg to Imago
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但上周,一个国际研究团队为这一方向的进一步研究打开了大门。他们发表了一份关于生殖微生物组的分析,希望找到能够控制蚊子种群数量的细菌物种。结果表明,由于一个特定的细菌物种,可能有一条前进的方向。

该团队专注于两种蚊子物种:冈比亚按蚊科鲁齐按蚊。这两种蚊子都分布在撒哈拉以南非洲,并已知会传播疟原虫给人类。在两个月的时间里,研究团队在布基纳法索的三个村庄收集了昆虫,该国深受该疾病的影响。将生殖道与身体分离,然后使用基因技术分析细菌的存在。希望找到已知对生殖有影响的常见物种。

第一个好消息是在大多数昆虫中发现了一种核心微生物种群。虽然这些细菌物种的数量在雄性和雌性昆虫之间存在差异,但研究团队拥有一个良好的基础来进行进一步的调查。

第一个有趣的发现是某些类型细菌在聚集的蚊子中的丰度。诸如沙门氏菌固氮螺菌红环菌科等菌属似乎在这些种群中有所增加。它们主要是稻田中的环境细菌。对作者来说,这提供了一些关于地理与交配和聚集能力之间联系的想法。然而,虽然这些地理空间信息很吸引人,但对于最初的目标却帮助不大。

在干扰生殖功能方面,研究团队发现少数细菌菌属与一小部分种群相关。这些细菌包括前面提到的沃尔巴克氏体以及其他与蚊子微生物相关的已知名称。在所有这些情况下,进一步探索的潜力很小。

然而,有一个物种经常出现在生殖道中,并且有可能实现蚊子控制的目标,而不会对环境产生影响。这个名字是伊氏不动杆菌,它是环境微生物组的常规成员。它也被确定为一种可能的蚊子控制剂,尽管是在中肠而不是生殖道。然而,考虑到这些新信息,作者建议继续研究这个物种在该身体部位的潜力,最终可能提供最佳的控制机会,而不会产生任何环境副作用。

随着世界疟疾日的到来和离去,世界将继续探讨控制疟疾和蚊子的最佳选择。随着微生物组研究的加入,实现疟疾根除的道路可能会加快,这样我们就能找到预防的自然途径,只使用一种无害的细菌,而它会带来一个秘密的后果。

 

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自青少年时期起,Jason Tetro就把实验室视为他的第二个家。他在微生物学和免疫学方面的经验使他涉足多个领域,包括血液传播、食品和水病原体;环境微生物学;消毒和防腐;以及SARS、禽流感和寨卡病毒等新兴病原体。他目前是圭尔夫大学的访问科学家。在公众中,Jason更广为人知的名字是“The Germ Guy”(细菌 guy),他经常在媒体上以其有时非传统的视角解读科学。Jason著有两本书:《The Germ Code》(2014年入围年度科学图书奖)和《The Germ Files》(曾连续几周登上全国畅销书榜)。他还合编了《The Human Microbiome Handbook》(人类微生物组手册),该书从学术角度探讨了微生物对人类健康的影响。他住在多伦多。

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