研究發現一種腸道細菌能抑制蚊蟲體內致命的瘧疾寄生蟲
研究人員偶然發現了一種天然存在於蚊子腸道中的細菌,抑制導致最致命瘧疾的寄生蟲的生長。這種細菌不太可能產生抗藥性,因此可以輕鬆引入野外,以補充現有的瘧疾根除策略。
瘧疾這種由蚊子傳播的疾病是由五種原生動物寄生蟲引起的,其中惡性瘧原蟲是最致命的寄生蟲,也是非洲大陸最流行的寄生蟲。與其他原生動物不同的是,惡性瘧原蟲會感染所有類型的紅血球,從未成熟的幼細胞到老細胞。如果不及時治療,惡性瘧原蟲瘧疾可在24 小時內發展成重症並導致死亡。
瘧疾的影響已被公認,但在減少瘧疾造成的死亡方面卻進展甚微。根據世界衛生組織(WHO)的最新報告,2022 年的瘧疾病例為2.49 億例,而2021 年為2.44 億例。現在,研究人員偶然發現了一種細菌,它能阻止惡性瘧原蟲寄生蟲在傳播瘧疾的雌蚊體內發育。
作為葛蘭素史克公司(GSK)新藥開發研究的一部分,研究人員在研究一群蚊子時發現,它們越來越難以感染惡性瘧原蟲。透過更仔細地觀察蚊子及其繁殖環境,他們發現這些昆蟲攜帶一種名為Delftia tsuruhatensis TC1 的共生細菌菌株,這種菌株能減緩原蟲在蚊子腸道中的生長,原蟲通常在腸道中發育,然後進入唾液腺。
為了研究阻止瘧原蟲在其他蚊子體內傳播的可能性,研究人員進行了實驗室實驗,先給雌蚊服用帶有D. tsuruhatensis TC1的血液,通常這種細菌在蚊子腸道中的數量很少,實驗中,TC1的數量增加了約100倍,而且在所有蚊子中都能看到。一旦攝入,惡性瘧原蟲的卵囊形成會被抑制高達73%,並在至少在16 天內停止發育,甚至可能終生停止發育,傳染性也大大下降且只有33% 的小鼠在被攜帶這種細菌的蚊子叮咬後受到感染瘧原蟲。
D. tsuruhatensis TC1 的存在並沒有影響昆蟲本身的壽命,它們仍然產生相同數量的卵。對它們的吸血能力也沒有明顯影響。當受D. tsuruhatensis TC1感染的蚊子吸食血液時,細菌不會釋放到飼養器中,這表明D. tsuruhatensis TC1也不會透過叮咬傳播給人類。
分子分析表明,該細菌的作用是由於產生了一種稱為harmane的活性分子,研究人員發現,這種分子可以透過昆蟲的外表面(角質層)和消化吸收。
在西非布吉納法索進行的實地研究表明,從野外獲得這種細菌的蚊子與實驗室飼養的蚊子一樣,甚至更有效地被D. tsuruhatensis TC1定殖。實地研究與數學建模相結合表明,D. tsuruhatensis TC1有可能與現有策略結合使用,以改善瘧疾根除工作。此外,由於這種細菌沒有經過基因改造,是蚊子正常微生物群的一部分,昆蟲不太可能對它產生抗藥性。
研究的合著者之一阿方索-門多薩-洛薩納(Alfonso Mendoza-Losana)說:「發現一種細菌可以阻止蚊子體內寄生蟲階段的發育,而不會影響蚊子,這提供了一種新方法,因為它對蚊子無害,所以產生抗藥性的可能性很小。此外,它是一種非基因改造細菌,可以在現場快速引入”。”
這項研究發表在《科學》雜誌。