即使在豐富多樣的細菌世界中,沃爾巴克氏體也是一種特例。在其昆蟲宿主體內,這種細菌充當性別轉換、殺死卵子、劫持DNA的寄生蟲,透過雌性傳給後代。它寄生於至少五分之一的昆蟲物種,可能是地球上最多產的寄生蟲。但現在,沃爾巴克氏體本身也正在被劫持,以幫助人類在與蚊媒疾病的長期戰爭中佔據上風。
特別是,澳大利亞昆士蘭大學和武漢華中師範大學的一個團隊專注於一種沃爾巴克氏體菌株,該菌株使其天然果蠅宿主的壽命縮短一半。科學家們已成功將其引入一個全新的宿主:埃及伊蚊,這種蚊子傳播導致登革熱的病毒,登革熱會產生嚴重的流感樣症狀和皮疹,在其更危險的出血熱形式中,約有5%的病例是致命的。
沃爾巴克氏體的縮短壽命效應似乎不會妨礙埃及伊蚊的繁殖。事實上,它透過殺死受感染雄性蚊子使未受感染雌性蚊子的卵子受精來賦予受感染雌性蚊子優勢。但這種細菌可能對登革熱病毒是災難性的,登革熱病毒具有很長的潛伏期:它需要長達兩週的時間才能侵入蚊子,複製,進入蚊子的唾液腺,然後傳播到新的宿主,昆士蘭大學的昆蟲學家斯科特·奧尼爾解釋說。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
如果感染了縮短壽命的沃爾巴克氏體菌株,蚊子可能活不到登革熱寄生蟲孵化並傳播的時間。鑑於新孵化的雌性蚊子通常要等待兩天才能吸食第一口血,並有可能感染登革熱病毒,因此攜帶沃爾巴克氏體的蚊子21到27天的壽命為登革熱病毒的孵化和傳播提供了狹窄的時間範圍。
研究人員還發現了另一個令人驚訝的副作用。受感染的蚊子更頻繁地試圖叮咬人類志願者,但無法吸到任何血液。經過仔細檢查,研究小組發現蚊子的喙變得“彎曲”,無法穿透皮膚。
奧尼爾評論說,這是一個意想不到的意外收穫,因為無法叮咬的蚊子無法傳播登革熱或任何其他疾病。“我們談論的是將壽命縮短50%,但如果它們無法將口針插入別人的手臂,它們就已經死了,”他說。
這項研究引起了相當大的興趣,特別是在遠北昆士蘭州,該州正處於登革熱大爆發之中。昆士蘭州衛生部和昆士蘭大學的醫學昆蟲學家斯科特·裡奇解釋說,目前控制登革熱的方法側重於消除蚊子最喜歡的在盛水容器中的繁殖場所。但這絕非易事。
“這非常勞動密集,因為人們必須挨家挨戶地試圖清除盛水的容器,而且在許多地區,這些容器盛放的是人們需要飲用的水,”裡奇說。儘管這種策略在澳大利亞城市地區相當成功,但在巴西里約熱內盧人口稠密的貧民窟中,這種策略的實用性或安全性會大大降低。在這種情況下,像沃爾巴克氏體這樣自然傳播的生物防治方法開始顯得非常有吸引力。
考慮到沃爾巴克氏體在控制其他蟲媒疾病(如瘧疾和舌蠅引起的昏睡病)方面的潛在應用,它顯得更具吸引力。聖路易斯華盛頓大學醫學院的分子寄生蟲學家拉馬克裡希納·烏·拉奧說,絲蟲病可能是一個特別好的目標,因為引起該疾病的寄生蟲蠕蟲的潛伏期“很長”。然而,拉奧指出,這一成功發生在實驗室中,“那麼,如果真的將[感染沃爾巴克氏體的蚊子]引入野外會發生什麼呢?”
奧尼爾和他的同事們正在建立這樣的野外試驗,將野生的、未受感染的蚊子引入受感染個體的室外籠子裡,看看沃爾巴克氏體菌株是否會在自然條件下佔據主導地位。(值得慶幸的是,這種菌株沒有表現出其他沃爾巴克氏體變種的性別改變效應,例如感染鼠婦的那種;否則可能會降低受感染種群的適應性。)研究人員希望攜帶沃爾巴克氏體的蚊子將逐漸佔據主導地位,並在此過程中擺脫蚊子的其他不太友好的乘客。
編者注:這篇文章最初的標題是“以蟲克蟲”