皮肤微生物群产生的人类挥发性物质对台湾蠓( Lasiohelea taiwana )宿主偏好的影响机制研究

这篇研究通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定了人类皮肤挥发性物质中25种关键化合物，发现0.001%香叶基丙酮(geranylacetone)对台湾蠓的吸引率最高(≤72.1%)，而10% 3-甲基-1-丁醇(3-methyl-1-butanol)的驱避效果最佳(70.7%)。研究首次揭示皮肤共生菌(如 Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus )通过调控挥发性物质(如3-甲基-1-丁醇)的合成，间接影响蠓类的嗅觉行为，为媒介昆虫防控提供了新靶点。

　　

引言

台湾蠓( Forcipomyia (Lasiohelea) taiwana )是中国南方重要的吸血昆虫，可传播日本脑炎病毒等病原体。研究团队通过野外调查发现，不同个体对蠓的吸引力存在显著差异，这提示人类皮肤挥发性物质可能在其中起关键作用。

材料与方法

实验采集8名男性志愿者皮肤吸附纱布，通过GC-MS鉴定出25种主要挥发性物质，包括酮类、醛类、醇类和酸类。采用Y型嗅觉仪测试行为反应，并结合电生理技术(EAG)分析蠓触角对不同浓度化合物的响应。皮肤细菌通过16S rRNA测序鉴定，并检测其挥发性代谢产物。

关键发现

1. 挥发性物质的双向调控

   0.001%香叶基丙酮展现最高吸引率(72.1%)，而10% 3-甲基-1-丁醇具有最强驱避效果(70.7%)。值得注意的是，6-甲基-5-庚烯-2-酮在人体皮肤含量最高(≤14.62%)，但其吸引效果呈现浓度依赖性。

2. 微生物-气味轴心机制

   从35种皮肤细菌中，发现 Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus (R2A01-07)能高效合成3-甲基-1-丁醇(占比81.898%)。 Micrococcus luteus 等菌株则产生香叶基丙酮和非醛(nonanal)，但相对含量较低。

3. 嗅觉受体响应特征

   EAG实验显示蠓触角对10%香叶基丙酮响应最强，而对庚醛(heptaldehyde)敏感性最低。行为学实验证实，0.00001%壬醛(nonanal)具有显著吸引作用，但浓度升高后效果逆转。

讨论与展望

该研究首次阐明皮肤微生物群通过"代谢物-嗅觉受体"通路调控蠓类宿主选择的分子机制。未来可针对 Staphylococcus hominis 等关键菌株开发微生态调节剂，或基于香叶基丙酮设计新型诱捕剂。研究为媒介传染病防控提供了创新思路：通过调控人体气味特征实现"精准驱虫"。

技术亮点

• 建立皮肤挥发性物质数据库(含25种特征化合物)

• 发现3-甲基-1-丁醇的菌源合成路径

• 揭示0.001%为香叶基丙酮的最佳引诱浓度窗口

• 创新性结合EAG技术与行为学分析

应用价值

研究成果可直接转化为两类产品：

1. 基于菌群调控的个性化驱虫方案

2. 仿生挥发性物质诱捕装置

   该策略相比传统杀虫剂更具生态友好性，特别适用于农业区和自然保护区的蠓害防控。