中山大学奚志勇博士Science发表新研究成果

　　

生物通报道  来自中山大学和密歇根州立大学的研究人员，通过在斯氏按蚊中建立起稳定遗传的Wolbachia细菌感染，减小了这种昆虫传播人类疟疾病原物——疟原虫的机会。研究结果表明这样的转基因蚊子在未来可能有助于疟疾预防。这项研究报道在5月9日的《科学》（Science）杂志上。

牛津大学实验医学系蚊与Wolbachia菌研究小组负责人Steven Sinkins（未参与该研究）说：“这项研究极好地验证了，作为疟疾最重要的疾病媒介物——按蚊，可以一种稳定遗传的方式支持Wolbachia细菌感染。就开发新的疟疾控制策略而言，这是一个非常令人兴奋的研究发现。”

Wolbachia是许多昆虫物种，其中包括一些蚊子的共生菌，在某些情况下可以保护宿主不被其他的寄生生物感染。这种保护功能促使研究人员想知道，是否可以利用Wolbachia来阻止它们昆虫宿主体内的危险人类寄生虫传播。

事实上，近期的研究证实，在携带登革热病毒的埃及斑蚊中建立Wolbachia感染，可使得昆虫对病毒表现抗性。现在人们已在田间试验中将这样的蚊子释放到野外，其能够潜在地降低人类登革热病毒感染的发病率。

中国广东省中山大学-密歇根州立大学联合热带病媒介控制中心主任奚志勇（Zhiyong Xi），现在将同样的方法应用于在斯氏按蚊中建立Wolbachia感染。在东南亚和中东，斯氏按蚊是疟疾病原体——疟原虫的主要媒介物。

奚志勇说：“按蚊并非Wolbachia细菌的天然宿主。但如果建立起稳定的感染，Wolbachia细菌便得到极好的机会存留下来，可通过母子遗传。然而获得这样稳定可以遗传的感染，在很长一段时间内却是一个极大的挑战。”

Sinkins解释说：“令人惊讶地是，人类的祸害——按蚊在实验室中非常难以用于开展研究工作。而鉴别出一种能够形成遗传性感染，而又对蚊子无害的合适的Wolbachia菌株也是一个问题。”

宾夕法尼亚州立大学昆虫学教授Jason Rasgon（未参与该研究）说，如果有任何人能够获得稳定的感染，就可以利用它来开展工作，奚志勇就做到了。Rasgon说：“这是一个重要的步骤。25年来，人们一直尝试将Wolbachia置于按蚊体内。对于该实验室能够第一个完成这项工作我并不感到吃惊。奚志勇和他的研究小组大概是世界上完成蚊胚胎显微注射操作最出色的一个群体。这一技术对于传递Wolbachia细菌至关重要。”

尽管拥有技术专长，完成这一工作也并非是容易之事。奚志勇研究小组将Wolbachia通过显微注射到了近500个蚊子胚胎中，最终只有6个孵化了。4只蚊子存活到成年，只有1只感染雌蚊将细菌传递给了后代，生成了一种数代遗传的稳定的感染蚊品系。

奚志勇说，感染蚊的生殖力也不如未感染的蚊子，前者的卵只有一半能够成功孵化。然而，它们却具有一个替代优势。由于一种称作细胞质不相容（cytoplasmic incompatability）的现象，Wolbachia感染雄蚊不能成功地与未感染的雌蚊进行交配。由此导致的对于感染雌蚊的偏好，帮助清除了群体中的未感染个体。研究人员发现，如果感染雄蚊足够多的话，事实上，感染蚊可在8代后就清除它们的未感染同类。

重要的是，当用疟原虫喂养Wolbachia感染蚊子时，相比于在野生型蚊子体内，感染蚊体内的疟原虫发育到引起疟疾的子孢子阶段的减少了3-4倍。作者们认为，在野外这样的减少作用有可能实现完全抗性。但这样的说法还需要进一步验证。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Wolbachia Invades Anopheles stephensi Populations and Induces Refractoriness to Plasmodium Infection

Wolbachia is a maternally transmitted symbiotic bacterium of insects that has been proposed as a potential agent for the control of insect-transmitted diseases. One of the major limitations preventing the development of Wolbachia for malaria control has been the inability to establish inherited infections of Wolbachia in anopheline mosquitoes. Here, we report the establishment of a stable Wolbachia infection in an important malaria vector, Anopheles stephensi. In A. stephensi, Wolbachia strain wAlbB displays both perfect maternal transmission and the ability to induce high levels of cytoplasmic incompatibility. Seeding of naturally uninfected A. stephensi populations with infected females repeatedly resulted in Wolbachia invasion of laboratory mosquito populations. Furthermore, wAlbB conferred resistance in the mosquito to the human malaria parasite Plasmodium falciparum.