防瘧新思路!科學家給按蚊傳播瘧原蟲的通道設置“交通堵塞”
2019年08月13日19:56

原標題:防瘧新思路!科學家給按蚊傳播瘧原蟲的通道設置“交通堵塞”

輕如羽毛的蚊子被認為是地球上最致命的動物,絲蟲病、黃熱病、登革熱、寨卡病毒、瘧疾等傳染病皆由它負責傳播。其中,據世界衛生組織(WHO)統計,全球估計有2.2億人患有瘧疾,每年有超過40萬人死於瘧原蟲感染。

瘧疾目前可通過奎寧、青蒿素等藥物治療,也可以通過滅蚊計劃進行預防。但藥物和滅蚊方案的高成本一直是瘧疾防治工作的障礙,一些科學家試圖從傳播者按蚊身上找到更好的方案。

從原理上來說,瘧原蟲必須依靠雌性按蚊(Anopheles)才能傳播。感染了瘧原蟲的按蚊可通過叮咬將瘧原蟲子孢子傳播給人類,引起人類瘧疾。子孢子從按蚊的唾液腺進入人體,經血液循環到達肝臟,並侵入肝細胞。子孢子細胞會分裂增殖數千倍,直到形成成熟的組織裂殖體,每個裂殖體內都含有數以千計的子代裂殖子。

一隻蚊子可攜帶成千上萬條瘧原蟲,但實際上,科學家們長期以來觀察到,大部分瘧原蟲都未能從蚊子體內傳播出去。那麼,誰在扮演阻止瘧原蟲集體“出逃”向外傳播的屏障?

約翰•霍普金斯醫療集團的科學家們近日在微生物及相關領域知名學術期刊mBio上發表最新研究,他們已經發現蚊子的唾液腺中有一道屏障可以阻止瘧原蟲向體外傳播,該屏障或許可以作為預防或減少瘧疾感染的新靶標。

約翰•霍普金斯大學醫學院細胞生物學教授Deborah Andrew表示,“我們的研究結果進一步詳細說明了蚊子唾液腺在阻止昆蟲傳播疾病中起到的作用,通過增強蚊子體內天然存在的傳播屏障,我們或許可以阻止瘧疾和其他致命的蚊媒疾病的蔓延。”

論文第一作者Michael Wells說,“儘管成千上萬的瘧原蟲侵入蚊子的唾液腺,但在蚊蟲叮咬期間只有不到十分之一的瘧原蟲被傳播出去。所以,我們知道唾液腺阻止了瘧原蟲傳出體外,但我們並不清楚其中的明確機製”。

雌性按蚊的唾液腺,綠色表示導致瘧疾的寄生蟲。

論文提到,按蚊唾液腺分成三葉,每葉由產生唾液的細胞組成,葉的外層包覆著保護膜(基底膜),每葉呈長導管狀並延伸至昆蟲的口腔。若要釋放到體外,瘧原蟲必須先鑽過基底膜、穿過一層唾液腺細胞,然後遊過一個叫做分泌腔的空間,最終到達唾液管。

為研究唾液腺如何阻礙瘧疾傳播,研究團隊首先讓按蚊吸食含有瘧原蟲的囓齒動物血液。隨後解剖這些蚊子的唾液腺並在高倍顯微鏡下尋找寄生蟲,從而系統地確定瘧原蟲的位置。

研究團隊發現,大多數瘧原蟲或存在於基底膜內,或分佈於分泌腔內,只有少數瘧原蟲在唾液管中。Wells表示,“瘧原蟲似乎可以無障礙進入唾液腺,但之後在試圖進入唾液管的過程中遇到了阻礙。”

接下來,研究人員在更高倍數的顯微鏡下觀察了唾液腺每葉的細胞層。他們發現大多數瘧原蟲似乎無法離開分泌腔,並聚集在唾液管周圍的一層堅固的纖維壁上,該纖維壁由幾丁質組成。而能穿過這層堅硬管壁到達唾液管的瘧原蟲成了在按蚊叮咬期間被釋放的“幸運兒”。

Andrew表示,如果可以加強唾液管周圍的幾丁質壁,或許就可以阻止瘧原蟲感染。該研究團隊希望,未來這些信息可用於製定阻止瘧疾傳播的策略。

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