世人苦蚊子久矣。
但一群中科院的科學家卻腦洞大開,竟然把人人喊打的蚊子變成了行走的疫苗。
他們的相關論文已成功登上了 Nature Communications。
想親測一下效果?
Nope,這可不行——因為這種 " 蚊子疫苗 " 不是給人打的,而是用于野生動物。
事情是這樣的:
據統計,人類有約 75% 的新發和再發傳染病來自野生動物;但要直接根除野生動物身上的傳染性病毒,一直是個難題。
不過随着 " 蚊子疫苗 " 閃亮登場,該問題找到了新的解決思路:
野生動物被一群特殊的蚊子叮咬之後,會被誘發強烈且持久的免疫反應。
然後,這樣就能從源頭上有效阻止不少病毒的傳播了,包括一度大肆流行的寨卡病毒等。
" 蚊子疫苗 " 有效抑制傳染病
那麼,蚊子究竟是如何變身成為 " 蚊子疫苗 " 的?
這還得從 2 種黃病毒( Flaviviridae)說起:
一個名曰寨卡病毒 ( Zika virus,ZIKV),另一個名曰朝陽病毒 (Chaoyang virus,CYV )。
所謂黃病毒,是一個單鍊、包膜的 RNA 病毒家族。它們主要存在于節肢動物中(包括蚊子、蜱蟲等),也可能會感染人類等脊椎動物,是腦炎和出血性疾病的一大元兇。
作為一種黃病毒,寨卡病毒也是起源于野生動物。據悉,這種病毒的首次發現時間為 1947 年,宿主是非洲烏幹達的一隻猴子。
寨卡病毒主要傳播途徑是伊蚊叮咬。
伊蚊叮完野生動物後又去咬人,結果導緻許多人也染上了寨卡病毒,感染者往往會出現皮疹、頭痛、發燒、結膜炎、肌肉和關節疼痛症狀,甚至還有新生兒因此出現了小頭畸形。
先前的調查顯示,2015 年左右,在寨卡病毒疫情最嚴重的巴西,感染者高達 130 萬人。
而朝陽病毒最早是在中國遼甯省朝陽市被發現的,故得此名。
中科院團隊通過之前的實驗發現,朝陽病毒有個特點,就是在蚊子體内容易複制傳染,但在脊椎動物細胞中卻不能複制、擴散。
于是,他們以朝陽病毒為載體,通過替換寨卡病毒的囊膜蛋白,構建了一種新的病毒:CYV-ZIKV 嵌合體。
然後,研究人員讓普通的伊蚊吸食含有 CYV-ZIKV 的血液,使其成功染上這種合成的病毒。
他們還通過實驗證明,該病毒也隻能在蚊子的細胞裡複制,不會感染任何脊椎動物。
另外,為了避免這些合成的 CYV-ZIKV 洩漏到自然界中,團隊還對蚊子進行了 X 射線照射處理,讓它們全都不孕不育。
到此," 蚊子疫苗 " 算是準備好了。
接下來,就是脊椎動物實驗環節。
研究人員選取小鼠為實驗對象,首先測試了小鼠對 CYV-ZIKV 的免疫應答能力。
他們對 6-8 周大的小鼠分别注射了 2 × 103 FFU、2 × 105 FFU 和 2 × 107 FFU 劑量的 CYV-ZIKV,并在 14 天後再次注入同樣的劑量;在這些小鼠第一次免疫後的 4、12 和 16 周,收集并分析了其血清樣本。
結果顯示,雖然後期小鼠體内的抗體數量有所下降,但直到第一次免疫後的第 16 周(約 4 個月後),小鼠體内依然含有有效抗體。
也就是說,含有 CYV-ZIKV 的溶液本身,确實能誘發小鼠的免疫反應,并且至少持續 4 個月。
然後,研究人員用感染了 CYV-ZIKV 的伊蚊叮咬每隻小鼠一次到三次,每隻小鼠前後都共被 30 隻蚊子叮咬。
(感謝這些為實驗奉獻的小鼠……)
結果顯示,在小鼠身上的被叮咬部位,CYV-ZIKV 沒有發生擴散。
被攜帶 " 疫苗 " 的伊蚊叮咬後,小鼠體内也發生明顯的免疫反應,并且相關抗體可以存在 5 個月以上。
而且這些接種了 "CYV-ZIKV 疫苗 " 的小鼠,在面對真正的寨卡病毒毒株時,免疫力也是杠杠的:
研究人員給 " 免疫 " 小鼠們注射了緻死量的寨卡病毒,結果這些小鼠竟然全部都成功活下來了。
而對照組的小鼠們就不太走運了,這些小鼠沒有接種 "CYV-ZIKV 疫苗 ",但被注射了等量的寨卡病毒,然後除了一隻幸存者,其餘全都犧牲。
另外,研究人員後來還設計了專門的實驗,并表明,這些接受了 "CYV-ZIKV 疫苗 " 的小鼠,不會再将寨卡病毒反向傳給蚊子。
也就是說,通過蚊子叮咬不僅成功讓小鼠免疫,而且還阻斷寨卡病毒從宿主(小鼠)向媒介(蚊子)反向傳播,從而切斷了該病毒的傳播鍊。
——這就很奈斯了。
研究團隊表示,他們下一步将會用攜帶 CYV-ZIKV 的蚊子去叮咬不同的野生動物,進行多種生物的驗證,并且真正讓自然疫源地的動物獲得群體免疫,切斷病毒傳播鍊。
研究者簡介
最後再來認識一下本研究背後的中科院團隊。
論文共同一作為中科院動物所溫丹和丁利民博士。
論文的通訊作者鄭愛華,現任中國科學院動物研究所研究員,并擔任中科大博導。
他的主要研究方向包括:媒介與病毒互作,疫苗研發,以及蟲媒病毒傳播機制。另外,目前鄭愛華和團隊已獲得了和病毒相關的 3 項專利成果。
論文地址:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-35407-x