研究人員發(fā)現(xiàn)能在按蚊中進行持續(xù)跨代傳播的新共生細菌，能驅(qū)動抗瘧效應(yīng)分子快速散播到整個蚊群中 (A)，使按蚊成為無效的瘧疾媒介 (B)，實現(xiàn)從源頭上阻斷瘧疾傳播。

蚊子作為媒介傳播瘧疾、登革熱、黃熱病和寨卡等傳染病，威脅人類健康。以按蚊為傳播媒介的瘧疾zui嚴重，發(fā)病率和致死率居高不下。據(jù)世界衛(wèi)生組織報告，*約一半人口面臨瘧疾風險，年死亡人數(shù)近 50 萬。隨著化和人員往來頻繁，近年我國輸入性瘧疾病例呈顯著上升趨勢。

瘧疾由受瘧原蟲感染的雌性按蚊通過叮咬傳播。蚊蟲防治是阻斷疾病傳播的主要措施。當前，滅蚊手段仍依賴化學殺蟲劑，但蚊蟲對化學已產(chǎn)生普遍抗性，研發(fā)新的對抗瘧疾傳播方法迫在眉睫。鑒于瘧原蟲需要在雌蚊腸道內(nèi)完成一系列復雜的發(fā)育過程后，才能具備感染人類的能力，因此殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲可阻斷瘧疾傳播。此前研究表明，經(jīng)過遺傳改良的蚊子或工程腸道菌表達抗瘧原蟲效應(yīng)蛋白能夠殺滅按蚊腸道內(nèi)的瘧原蟲，但這兩種新策略都面臨挑戰(zhàn)——如何驅(qū)動抗瘧基因快速滲透到整個蚊群中。

9 月 29 日，中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所王四寶研究組，聯(lián)合美國約翰霍普金斯大學合作完成的題為 Driving mosquito refractoriness to Plasmodium falciparum with engineered symbiotic bacteria 的研究論文，在線發(fā)表在《科學》上。該研究發(fā)現(xiàn)了能在按蚊中持續(xù)跨代傳播的共生細菌，構(gòu)建出分泌表達 5 種不同抗瘧機制的效應(yīng)蛋白工程菌株，能在多種按蚊腸道內(nèi)特異地抑制或殺滅瘧原蟲，攻克了驅(qū)動抗瘧基因快速散播到整個蚊群的關(guān)鍵難題，為從源頭上阻斷瘧疾傳播提供。

在的研究中，研究團隊從按蚊體內(nèi)分離到兼具垂直和水平傳播能力的沙雷氏菌屬新菌株 AS1。深入研究發(fā)現(xiàn)，該共生菌不僅能由雄蚊通過交配水平傳遞給雌蚊，還可通過粘附在卵殼表面經(jīng)雌蚊產(chǎn)卵垂直傳播給后代蚊蟲，從而實現(xiàn)在蚊群中持續(xù)跨代傳播。此外，該共生菌在瘧蚊中的散播，不受按蚊種間或種群間存在生殖隔離的制約。經(jīng)過多年努力，研究團隊構(gòu)建出分泌表達 5 種不同抗瘧機制的效應(yīng)蛋白工程菌株，使 AS1 成為活菌“疫苗”或抗瘧藥物的雙重載體，能在多種按蚊腸道內(nèi)特異地抑制或殺滅瘧原蟲，使按蚊成為無效瘧疾媒介，從而在源頭上阻斷瘧疾傳播，這種策略將有助于減少瘧原蟲抗性的產(chǎn)生。同時，該共生菌不影響蚊蟲壽命，具有生態(tài)環(huán)境安全性。這項研究為抗瘧基因快速散播到整個蚊群提供了安全的驅(qū)動系統(tǒng)，解決了如何驅(qū)動抗瘧基因擴散到整個蚊群中的挑戰(zhàn)，使腸道共生菌介導的阻斷疾病傳播新策略從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用成為可能，具有廣闊的應(yīng)用前景。該項研究成果也為其它蚊媒傳染?。ǖ歉餆?、寨卡等）和植物蟲媒病害的防控開辟了新思路。