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为评估昆虫特异性黄病毒(ISFs)风险及影响,研究人员分离海南伊蚊黄病毒(AEFV),发现其对哺乳动物风险低,可抑制 ZIKV 和 DENV2 复制。
在奇妙的病毒世界里,蚊子就像一个个 “移动的病毒库”,它们能传播多种对人类健康危害极大的病毒。黄病毒(Flaviviruses)便是其中一类由蚊子等节肢动物传播的病毒,像登革病毒(DENV)、西尼罗河病毒(WNV)和寨卡病毒(ZIKV),一旦感染人类,就会引发各种严重的疾病,给人们的生活带来极大困扰。
除了这些臭名昭著的致病黄病毒,蚊子还携带一类特殊的病毒 —— 昆虫特异性黄病毒(ISFs)。这类病毒只在蚊子细胞中 “安营扎寨”,却不会在脊椎动物细胞里复制。伊蚊黄病毒(AEFV)作为 ISFs 的典型代表,在世界各地的野生伊蚊中广泛存在。但随着 ISFs 被越来越多地发现,人们心中的担忧也与日俱增:这些病毒会不会哪天突然 “变脸”,对人类健康发起攻击?它们又是否会影响那些致病黄病毒在蚊子中的传播,从而间接加大人类感染的风险呢?这些未知就像一团团迷雾,笼罩在科研人员心头。
为了拨开这团迷雾,来自中国科学院动物研究所、海南医学院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Parasites & Vectors》杂志上,为我们揭示了许多重要信息。
研究人员开展了一系列实验。首先,从中国海南岛五指山市采集的野生白纹伊蚊中,成功分离出一株 AEFV,命名为 AEFV 海南株。接着,运用荧光原位杂交(FISH)、定量聚合酶链反应(qPCR)等技术,对该病毒在不同蚊子和哺乳动物细胞系中的感染情况进行研究;通过对感染 AEFV 后再感染 ZIKV 或 DENV2 的蚊子进行检测,探究 AEFV 对致病黄病毒复制的影响及其免疫机制。
研究结果如下:
- AEFV 在海南岛蚊子中的分布:研究人员在海南岛 13 个县采集的 15 种蚊子样本里,仅在南部 5 个地区的白纹伊蚊中检测到 AEFV 片段,其中五指山的 AEFV 最为流行。通过基因测序和系统发育分析发现,AEFV 海南株与中国云南、泰国和秘鲁的毒株在基因上较为相似,它们似乎都起源于印度尼西亚的 AEFV 毒株。
- AEFV 海南株的蚊子宿主范围:利用碘克沙醇密度梯度超速离心法分离出的 AEFV 海南株,在电子显微镜下呈圆形,直径约 40 - 50nm。它能在白纹伊蚊 C6/36 细胞中引发明显的细胞病变效应(CPE),使细胞出现肿胀、融合、空泡化等现象。进一步研究发现,该毒株可感染白纹伊蚊和埃及伊蚊,但无法感染致倦库蚊。在细胞实验中,AEFV 在 Aag2 和 Cxq-1 细胞中的感染效率和复制能力有限,在致倦库蚊 Cxq-1 细胞中,甚至无法进入细胞。
- AEFV 海南株对哺乳动物细胞的感染风险:研究人员用 AEFV 海南株感染仓鼠肾(BHK - 21)、非洲绿猴肾(Vero)、人肾上皮(293T)和人宫颈癌细胞(HeLa)这四种哺乳动物细胞。结果显示,病毒在这些细胞中的滴度随时间显著下降,且大多无法进入细胞,这表明 AEFV 海南株对这四种哺乳动物细胞的感染风险很低。
- AEFV 对致病虫媒病毒在白纹伊蚊中复制的影响:白纹伊蚊是 ZIKV 和 DENV2 的主要传播媒介。研究人员给白纹伊蚊注射 AEFV 海南株,5 天后让蚊子吸食含有 ZIKV 或 DENV2 的血液。相对 qPCR 检测发现,AEFV 的存在会抑制 ZIKV 和 DENV2 在白纹伊蚊体内的复制,但对这两种病毒在蚊子唾液腺中的传播影响有限。
- AEFV 激活白纹伊蚊的抗病毒反应:Janus 激酶 / 信号转导与转录激活因子(JAK - STAT)、Toll 和 RNA 干扰(RNAi)通路在伊蚊抵御 ZIKV 和 DENV 感染时发挥着重要的抗病毒作用。研究人员检测了这些通路中相关蛋白的表达变化,发现 AEFV 感染可激活 JAK - STAT 和 RNAi 通路,抑制 ZIKV 和 DENV2 的复制。
综合研究结论和讨论部分,AEFV 海南株虽然能在伊蚊中复制,但对哺乳动物细胞的感染风险较低。更重要的是,它能通过激活伊蚊的抗病毒反应,抑制 ZIKV 和 DENV2 等致病黄病毒在伊蚊中的复制。这意味着 AEFV 有望成为一种免疫诱导剂,在病毒病爆发时,降低伊蚊传播致病黄病毒的能力,为防控蚊媒传播疾病提供了新的思路和潜在方法。这一研究成果就像一盏明灯,为后续相关研究和疾病防控指引了方向,具有重要的理论和实践意义。
研究人员在研究过程中,主要使用了以下关键技术方法:
- 病毒分离与培养:从野生白纹伊蚊中分离 AEFV 海南株,并在不同细胞系中进行培养。
- 核酸检测技术:运用荧光原位杂交(FISH)和定量聚合酶链反应(qPCR),检测病毒感染情况和基因表达水平。
- 病毒感染实验:对蚊子和细胞进行 AEFV 感染,以及后续与致病黄病毒的共感染实验。
- 基因测序与分析:测定 AEFV 基因组序列,进行序列比对和系统发育分析。