盛夏傍晚,一只蚊子悄悄落在人的手臂上。它的口器由6根针组成——一对上颚、一对下颚、一个上唇、一个舌,相互配合扎进皮肤。唾液中的抗凝血剂和消化酶顺着舌部的管道注入人体,人几乎察觉不到疼痛。等蚊子吸饱血飞走,免疫系统才开始反应,红肿和瘙痒随之而来。
但被蚊子叮咬真正危险的是,它唾液中可能携带的病原体,会传播登革热、寨卡热、基孔肯雅热、乙型脑炎、疟疾等疾病。今年4月,国家卫生健康委员会举行的“共建健康城镇,共筑健康防线”发布会上,广东省疾控中心消毒病媒所主任技师段金花强调,蚊虫堪称世界致死率最高的病媒生物,全球每年因蚊虫传播疾病间接导致的死亡人数超过70万。
如今,气候变化导致温度和湿度上升,蚊虫种群分布北移,一些原本非流行区也开始出现病例。防蚊问题变得更加严峻。
在清华大学基础医学院,程功教授和蚊子打了近20年交道。他研究的方向听起来有些不可思议:给蚊子“去毒”。
百年难题
自1901年沃尔特·里德证明蚊子是黄热病的传播媒介以来,人类与蚊媒传染病的斗争已经持续了100多年。
病毒到底是如何感染蚊子的?
这一看似简单的问题却困扰了科学界上百年。传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,蚊子只是一个被动载体。但科学家始终找不到真正的“病毒受体”,即病毒通过什么机制进入蚊子细胞。
2026年2月4日,程功团队在《自然》杂志发表论文《蚊虫与黄病毒衣壳蛋白的相互作用决定病毒感染蚊虫的特异性》,给出了一个出人意料的答案。
团队成员在测试其他数据时,发现埃及伊蚊、白纹伊蚊、致倦库蚊等主要蚊种的血淋巴呈酸性环境,pH值在5.9到6.1之间。这个发现引起研究人员重视——蚊媒黄病毒颗粒在pH值低于6.5的条件下会迅速失活,失去感染能力。换句话说,蚊子体内根本没有适合病毒颗粒存活的环境。
那病毒是怎么在蚊子体内留存和传播的?
经过多轮实验,团队终于找到答案:蚊子体内真正的传播载体不是病毒颗粒,而是蚊子自身的细胞外囊泡(EVs)。它像一层保护膜,把病毒的感染性物质包裹起来,隔绝酸性环境的“杀伤”,让病毒得以在蚊子体内存活扩散。
“这也解释了为什么蚊子自身不会发病,却能携带并传播病毒。”程功说。
这项颠覆传统科学认知的研究,首次证明蚊子并非被动的传播工具,而是通过特定分子机制对病毒进行“许可”或“限制”。
程功提到,如果能精准调控蚊子体内的关键宿主因子,或许就能从源头阻断病毒传播。
让“带毒”蚊虫变“无毒”
迄今为止,国际上虽然已有乙脑疫苗和黄热疫苗可用于预防,但针对大多数烈性蚊媒病毒性传染病,仍缺乏可用于临床治疗和预防的特效药物和疫苗。程功之所以要选择一条新路,是因为大量使用杀蚊剂可能对环境产生不良影响,导致其他有益昆虫死亡,“蚊虫快速进化出耐药性后将更加猖獗”。
既然杀不绝蚊子,那能不能换个思路——破坏病毒在蚊虫体内的携带条件,让蚊子带着“无毒”的身体飞行?
自然界中,蚊媒病毒的传播循环是“人(动物)-蚊-人(动物)”:蚊子叮咬感染者,吸入带病毒的血液,病毒感染蚊子的肠道细胞,扩散到全身,蚊子再通过叮咬把病毒传给下一个人。在这个链条里,蚊子的肠道是病毒进入的第一道关卡,也是最关键的关卡。
一个大胆的设想由此产生:能否改变蚊子肠道里的微生物环境,阻止病毒进入呢?
早在研究初期,程功团队就在实验室饲养的埃及伊蚊中发现,一种粘质沙雷氏菌可以辅助病毒感染蚊虫肠道上皮细胞,提高蚊子对病毒的易感性。既然有“帮凶”菌,那有没有“阻击”菌?
云南的湿热天气是蚊子繁殖的温床。2020年5月,云南省程功专家工作站成立。团队走进西双版纳等地。这里,气温高、湿度大,即便穿着长袖长裤也挡不住蚊子的偷袭。团队采集了数千只野外雌性伊蚊,分离出55株蚊虫肠道共生菌,逐一筛选它们的抗病毒功能。
研究发现,在白纹伊蚊和埃及伊蚊的肠道中定植一种罗森伯格氏菌属细菌,可以显著抑制蚊虫通过叮咬感染登革病毒和寨卡病毒。后来,团队沿着云南边境调研了7个城市和地区,检测这种共生菌在野外蚊虫肠道中的定植情况。
结果很有意思:在非登革热流行地区,蚊虫肠道中的菌定植率很高;而在登革热高发地区,定植率反而很低。
“这说明,环境微生物的差异,直接影响了某些地区的蚊虫是否能高效携带和传播病毒。”程功说。
2024年4月,这项研究发表在《科学》杂志上。团队将这种从云南边境植物汁液和花蜜中发现的共生菌命名为Rosenbergiella_YN46,并提出了“共生菌环境干预”的防控新思路——向蚊虫孳生的水体中投放共生菌,让孵化出的蚊子肠道中天然携带这种菌,从而降低它们感染和传播病毒的能力。
“把疫区神不知鬼不觉地变成非疫区。”程功认为,采用这种科学方法既不用大规模消杀,又不用打扰老百姓的日常生活,“通过环境中微生物的置换,就能减少蚊媒病毒的传播”。
从实验室到10万平方米现场
然而,2024年发现的共生菌虽然效果显著,却有一个短板:环境韧性不强,需要连续喷洒,成本很高。
“在真正大规模应用时,整个区域和社区都需要大规模喷洒,而且不止一次,大规模使用成本非常高。”程功解释。团队继续在广东、海南寻找新的“去毒武器”,于今年从广东和海南分离出一种能定植到蚊虫体内的芽孢杆菌。这种芽孢杆菌能形成芽孢,即一种独立的休眠体,可以抵御外界极端环境。
“它的抗病毒能力强、稳定性强。”程功说,这是目前最有希望大规模推广的产品。
今年4月,在深圳市光明区,涵盖公园、小区、城中村、国有储备用地荒地,超过10万平方米的大规模试验正在开展。
6月22日,深圳湾实验室传染病研究所的研究员刘建英和团队成员,带着40公斤菌粉,按比例配成孢子液,倒入高压水枪中喷洒。
“这是天然环境共生菌,在农业上已经使用了几十年,安全性经过了长期验证,不会对人体有伤害。”刘建英解释。在现场试点之前,团队对不同地区的蚊虫种群展开调查,测试喷洒设备,摸索干预剂量范围,在确保有效活菌量和批次稳定性后,才开展现场作业。
深圳四个示范区的共生菌喷洒已持续两个多月。让刘建英欣喜的是,数据显示,效果在逐步显现,野外蚊虫携带抗病毒共生菌的比例明显提高。
“要从基础研究走向应用落地,要把实验室成果用到公共卫生的真实问题中,只能摸着石头过河,没有可以参考的标准。”刘建英说,若能成功探索出生态干预的防治之路,对于环境保护和百姓健康来说,是一个全新的思路。
今年暑假,程功还带着团队去希腊交流,与国际同行开展合作。目前,东南亚国家面临的蚊媒传染病防控压力大,马来西亚、泰国、老挝、柬埔寨都是登革热高发地区。
团队成果转化的落地目标不止于国内。程功希望,这套共生菌生态干预的方案,能从中国走向更多需要它的国家,“将中国的智慧和科技方案带到全世界”。
来源:中国青年报