醫(yī)學(xué)院程功實(shí)驗(yàn)室報(bào)道調(diào)控登革病毒傳播關(guān)鍵因素并提出新型抗登革熱阻斷策略
清華新聞網(wǎng)9月18日電 9月16日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院程功教授團(tuán)隊(duì)在《自然·微生物學(xué)》以長(zhǎng)文(Article)形式發(fā)表題為“宿主血清鐵調(diào)節(jié)蚊蟲(chóng)對(duì)登革病毒的易感性”（Host serum iron modulates dengue virus acquisition by mosquitoes）的學(xué)術(shù)論文（DOI：10.1038/s41564-019-0555-x）。該研究首次發(fā)現(xiàn)人體血清鐵含量是調(diào)控蚊蟲(chóng)傳播登革病毒的關(guān)鍵因素，并提出基于補(bǔ)鐵的抗登革熱傳播阻斷策略。
登革熱是目前世界上傳播流行最為廣泛的病毒性傳染病之一。登革病毒由蚊蟲(chóng)攜帶并且傳播給人。目前，全世界范圍內(nèi)已有100多個(gè)國(guó)家及地區(qū)出現(xiàn)登革熱的感染流行。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全世界大約由25億人生活在受登革熱感染威脅的區(qū)域，每年有3.9億人被登革病毒感染或重復(fù)感染，有50-100萬(wàn)人入院治療。登革熱已經(jīng)成為世界上第一大蟲(chóng)媒病毒性傳染病。近20年來(lái)，登革熱在全球范圍內(nèi)的流行趨勢(shì)加劇，已經(jīng)成為一個(gè)世界性的公共衛(wèi)生難題。埃及伊蚊及白紋伊蚊是登革病毒在自然界傳播的首要媒介。這類(lèi)蚊蟲(chóng)在熱帶及亞熱帶地區(qū)廣泛分布，但是登革熱流行趨勢(shì)與蚊蟲(chóng)分布不完全一致，登革熱的流行存在明顯人群及地域性差異。鑒定影響登革病毒傳播的關(guān)鍵因素是本領(lǐng)域尚待回答的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
蚊蟲(chóng)可以通過(guò)吸血從感染宿主體內(nèi)獲取病毒。在蚊蟲(chóng)吸血后的數(shù)天內(nèi)，感染者的血液被快速消化。與此同時(shí)，血液內(nèi)的病毒感染蚊蟲(chóng)腸道腸道上皮細(xì)胞，擴(kuò)散進(jìn)入蚊蟲(chóng)體腔，使蚊蟲(chóng)具備傳播病毒能力。以上兩個(gè)過(guò)程在時(shí)間上高度重合，于是研究者推測(cè)宿主血液因子或血液代謝產(chǎn)物可調(diào)控病毒在蚊蟲(chóng)體內(nèi)感染過(guò)程，最終決定蚊蟲(chóng)攜帶并傳播病毒的媒介效能。通過(guò)一系列篩選，首次發(fā)現(xiàn)宿主血清中鐵離子含量與蚊蟲(chóng)吸血獲取病毒的能力高度負(fù)相關(guān)，并證明血清鐵離子濃度是阻抑蚊蟲(chóng)獲取病毒感染的關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因素。進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，血清中鐵離子進(jìn)入蚊蟲(chóng)腸道后，可被腸道細(xì)胞的鐵代謝系統(tǒng)直接利用，抑制細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶基因表達(dá)，導(dǎo)致蚊蟲(chóng)腸道中活性氧 (ROS) 水平大幅提高，最終阻抑病毒在蚊蟲(chóng)體內(nèi)的感染擴(kuò)增 (圖1)。
圖1.宿主血清鐵離子通過(guò)抑制腸道細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶基因表達(dá)，提高蚊蟲(chóng)腸道中活性氧水平，阻抑登革病毒在蚊蟲(chóng)體內(nèi)的感染
鐵缺乏癥是一個(gè)在自然界中廣泛存在的營(yíng)養(yǎng)學(xué)難題。根據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，鐵缺乏癥在非洲、南美洲、東南亞等地區(qū)廣泛分布。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，鐵缺乏癥分布的區(qū)域與登革熱流行的區(qū)域高度重合，因此研究者推測(cè)人群的缺鐵狀態(tài)與登革病毒的流行具有密切關(guān)系。在隨后研究中發(fā)現(xiàn)宿主的低鐵狀態(tài)可以促進(jìn)蚊蟲(chóng)在吸血過(guò)程中感染病毒，向低鐵宿主體內(nèi)補(bǔ)鐵可以阻斷病毒傳播。說(shuō)明向登革病毒疫區(qū)的人群中普遍補(bǔ)鐵是切斷登革病毒在自然界中傳播的有效手段，將為登革病毒防治提供全新的防控思路和策略 。
圖2.向宿主體內(nèi)補(bǔ)鐵可以阻斷蚊蟲(chóng)攜帶并傳播登革病毒
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41564-019-0555-x
供稿：醫(yī)學(xué)院
編輯：李華山 趙姝婧
審核：周襄楠
