蚊子变疫苗:中科院新研究可以从源头抑制新发传染病

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  世人苦蚊子久矣。

  但一群中科院的科学家却脑洞大开,竟然把人人喊打的蚊子变成了行走的疫苗。

  

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  他们的相关论文已成功登上了Nature Communications。

  

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  想亲测一下效果?

  Nope,这可不行——因为这种“蚊子疫苗” 不是给人打的,而是用于野生动物。

  事情是这样的:

  据统计,人类有约75%的新发和再发传染病来自野生动物;但要直接根除野生动物身上的传染性病毒,一直是个难题。

  不过随着“蚊子疫苗”闪亮登场,该问题找到了新的解决思路:

  野生动物被一群特殊的蚊子叮咬之后,会被诱发强烈且持久的免疫反应。

  然后,这样就能从源头上有效阻止不少病毒的传播了,包括一度大肆流行的寨卡病毒等。

  “蚊子疫苗”有效抑制传染病

  那么,蚊子究竟是如何变身成为“蚊子疫苗”的?

  这还得从2种黄病毒( Flaviviridae)说起:

  一个名曰寨卡病毒 ( Zika virus,ZIKV),另一个名曰朝阳病毒 (Chaoyang virus,CYV )。

  所谓黄病毒,是一个单链、包膜的RNA病毒家族。它们主要存在于节肢动物中(包括蚊子、蜱虫等),也可能会感染人类等脊椎动物,是脑炎和出血性疾病的一大元凶。

  

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  作为一种黄病毒,寨卡病毒也是起源于野生动物。据悉,这种病毒的首次发现时间为1947年,宿主是非洲乌干达的一只猴子。

  寨卡病毒主要传播途径是伊蚊叮咬。

  伊蚊叮完野生动物后又去咬人,结果导致许多人也染上了寨卡病毒,感染者往往会出现皮疹、头痛、发烧、结膜炎、肌肉和关节疼痛症状,甚至还有新生儿因此出现了小头畸形。

  先前的调查显示,2015年左右,在寨卡病毒疫情最严重的巴西,感染者高达130万人。

  而朝阳病毒最早是在中国辽宁省朝阳市被发现的,故得此名。

  中科院团队通过之前的实验发现,朝阳病毒有个特点,就是在蚊子体内容易复制传染,但在脊椎动物细胞中却不能复制、扩散。于是,他们以朝阳病毒为载体,通过替换寨卡病毒的囊膜蛋白,构建了一种新的病毒:CYV-ZIKV嵌合体。

  

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  然后,研究人员让普通的伊蚊吸食含有CYV-ZIKV的血液,使其成功染上这种合成的病毒。

  他们还通过实验证明,该病毒也只能在蚊子的细胞里复制,不会感染任何脊椎动物。

  另外,为了避免这些合成的CYV-ZIKV泄漏到自然界中,团队还对蚊子进行了X射线照射处理,让它们全都不孕不育。

  到此,“蚊子疫苗”算是准备好了。

  接下来,就是脊椎动物实验环节。

  研究人员选取小鼠为实验对象,首先测试了小鼠对CYV-ZIKV的免疫应答能力。

  他们对6-8周大的小鼠分别注射了2 x 103 FFU、2×105 FFU和2×107 FFU剂量的CYV-ZIKV,并在14天后再次注入同样的剂量;在这些小鼠第一次免疫后的4、12和16周,收集并分析了其血清样本。

  结果显示,虽然后期小鼠体内的抗体数量有所下降,但直到第一次免疫后的第16周(约4个月后),小鼠体内依然含有有效抗体。

  也就是说,含有CYV-ZIKV的溶液本身,确实能诱发小鼠的免疫反应,并且至少持续4个月。

  

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  然后,研究人员用感染了CYV-ZIKV的伊蚊叮咬每只小鼠一次到三次,每只小鼠前后都共被30只蚊子叮咬。

  (感谢这些为实验奉献的小鼠……)

  结果显示,在小鼠身上的被叮咬部位,CYV-ZIKV没有发生扩散。

  被携带“疫苗”的伊蚊叮咬后,小鼠体内也发生明显的免疫反应,并且相关抗体可以存在5个月以上。

  

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  而且这些接种了“CYV-ZIKV疫苗”的小鼠,在面对真正的寨卡病毒毒株时,免疫力也是杠杠的:

  研究人员给“免疫”小鼠们注射了致死量的寨卡病毒,结果这些小鼠竟然全部都成功活下来了。

  而对照组的小鼠们就不太走运了,这些小鼠没有接种“CYV-ZIKV疫苗”,但被注射了等量的寨卡病毒,然后除了一只幸存者,其余全都牺牲。

  另外,研究人员后来还设计了专门的实验,并表明,这些接受了“CYV-ZIKV疫苗”的小鼠,不会再将寨卡病毒反向传给蚊子。

  也就是说,通过蚊子叮咬不仅成功让小鼠免疫,而且还阻断寨卡病毒从宿主(小鼠)向媒介(蚊子)反向传播,从而切断了该病毒的传播链。

  ——这就很奈斯了。

  研究团队表示,他们下一步将会用携带CYV-ZIKV的蚊子去叮咬不同的野生动物,进行多种生物的验证,并且真正让自然疫源地的动物获得群体免疫,切断病毒传播链。

  研究者简介

  最后再来认识一下本研究背后的中科院团队。

  论文共同一作为中科院动物所温丹和丁利民博士。

  论文的通讯作者郑爱华,现任中国科学院动物研究所研究员,并担任中科大博导。

  

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  他的主要研究方向包括:媒介与病毒互作,疫苗研发,以及虫媒病毒传播机制。另外,目前郑爱华和团队已获得了和病毒相关的3项专利成果。

  

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  论文地址:https://www.nature.com/articles/s41467-022-35407-x


标签: 蚊子 疫苗 中科院 传染病

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