デング熱とジカウイルスは人間を蚊にとってより魅力的にします| 化学

蚊が媒介する病気は、毎年数十万人の死者を出します。 マラリアが原因で 600,000人の死者 一年、それは最も有名です。 しかし、約40億人がリスクの高い地域に住んでいます デング熱 毎年約40,000人が死亡する発熱感染症。 そして少なくとも個人 86カ国 に感染している ジカ ウイルス。 症例が致命的となることはめったにありませんが、深刻な先天性欠損症に関連しています。 そのような病気を研究している科学者たちは現在、ウイルスが人間の生理機能を彼らの利益のために微調整できるかどうか、もしそうなら、彼らがそれをどのように行うかを調査しています。

その探求は導きました ゴングチェン、清華大学-北京大学生命科学合同センターの微生物学者であり、デング熱とジカウイルスに感染した人間が蚊にとってより魅力的であるかどうかをテストします。 彼らの 新しい研究 本日公開 細胞 蚊が両方に感染している宿主にさらに引き付けられるようになることを明らかにする フラビウイルス、ウエストナイル熱と同じ家族の病気と黄熱病。 彼らの結果は、皮膚のバクテリアによって生成された化学物質が、昆虫に対するこの増加した魅力の原因であることを示しています。 チェンは電子メールで、彼のチームの調査結果は「デング熱やジカ熱などの蚊媒介性フラビウイルスウイルス性疾患を制御するための実際の公衆衛生戦略に情報を与えることができる」と書いています。

彼らの多段階研究の最初の部分で、チェンのチームは、2種類の蚊が ネッタイシマカ と ヒトスジシマカ、非感染マウスよりもジカウイルスまたはデング熱感染マウスに引き付けられました。 彼らは蚊を、チューブで接続されたプラスチックの箱に入れ、両側に1つずつある他の2つの箱に入れました。 これらのサイドチャンバーには、感染していないか、ジカ熱またはデング熱に感染したマウスの近くの容器から空気がパイプで送られていました。

科学者たちは60匹の蚊を中央の部屋に放ち、1週間にわたって彼らの動きを注意深く観察しました。 最初は、同じ数の蚊が各サイドボックスに入っていました。 しかし、4日目までに、科学者たちは明確なパターンに気づきました。蚊の約70％が感染したマウスに接続されたボックスに入ったのに対し、感染していないマウスに接続されたボックスに入ったのはわずか30％でした。 しかし、臭いのある化学物質が箱に入るのを防ぐ脱臭装置を追加した後、彼らが実験を繰り返したとき、蚊はもはや好みを示さなかった。 科学者たちは、ウイルス感染によってマウスの匂いが変化し、蚊にとってより魅力的なものになると結論付けました。

人間が感染したときに蚊にとってより魅力的になるかどうかをテストするために、チェンのチームはデング熱患者と感染していない参加者の両方を募集しました。 研究者たちは、脇の下を拭いて体臭化学物質を収集し、一方の手に臭気化合物を含む一枚の紙を、もう一方の手に未処理の紙を持たせました。 以前と同様の方法を使用して、蚊は両手から選択することができました。 マウスと同様に、蚊はデング熱に感染した人間の匂いに最も強い誘引力を示しました。

フラビウイルス感染によってどの特定の化合物が変化するかを決定するために、科学者たちは感染したマウスと感染していないマウスによって大気中に放出された化学物質を分離しました。 20の化合物は、感染していないマウスと比較して、ジカ熱またはデング熱に感染したマウス間で異なっていました。 次に、研究者たちは、これらの化合物のそれぞれが蚊の触角から脳への神経インパルスを引き起こすことができるかどうかをテストしました。これは、蚊が化学物質を感知できることを示しています。

アセトフェノンと呼ばれる化合物は、蚊のアンテナテストで最も強い電気的応答を引き起こしたため、第一容疑者になりました。 アセトフェノンは、感染していないマウスと比較して、ジカ熱またはデング熱に感染したマウスによってより多く大気中に放出されました。 ヒトデング熱患者はまた、感染していない参加者よりも高いレベルのアセトフェノン放出を示しました。

アセトフェノンはまた、蚊がマウスの皮膚に適用されたときに明確な誘引力を示した唯一の化学物質でした。 アセトフェノンを片方の手に適用し、両手を蚊かごに接続されたチャンバーに入れると、蚊は化学物質を含んだ手に向かって群がりました。

以前の研究では、蚊媒介性疾患に感染したヒトで蚊の誘引が増加したという証拠が見つかりましたが、この研究は、この誘引の理由として特定の化学物質を明確に特定した最初の研究の1つです。 「彼らがこのアセトフェノンを発見し、マウスとヒトの両方でこの効果を非常に明確に発見したことは、この研究のハイライトだと思います」とチューリッヒ大学のベクター昆虫学者であるNielsVerhulstは述べています。 寄生虫学研究所 この研究に関与しなかった人。

研究者たちは、ウイルス感染後にアセトフェノンの排出量が増加したのはなぜかとまだ疑問に思っていました。 アセトフェノンは一般的なバクテリアの老廃物であるため、研究者たちは、アセトフェノンが皮膚に生息するバクテリアによって生成される可能性があると考えました。 そこで彼らは、一部のマウスの皮膚からバクテリアを殺し、蚊が感染したマウスと同じくらい頻繁に感染していないマウスに向かって飛ぶことを選択したことを発見しました。 皮膚細菌を欠いたマウスは、アセトフェノンをほとんど生成しませんでした。

科学者たちはもっと掘り下げました。 彼らは、感染したマウスがより多くを持っていることを発見しました バチルス 感染していないマウスよりも細菌。 いつ バチルス バクテリアがマウスの皮膚に加えられ、蚊にとってより魅力的になりました。 バチルス バクテリアはまた、テストされたすべての皮膚バクテリアの中で最も高いアセトフェノン放出を生み出しました。

まとめると、この研究の結果は、デング熱またはジカ熱の感染が バチルス 皮膚にバクテリアが付着し、アセトフェノンの排出量が増え、蚊の誘引力が高まります。 によると ジュリアン・マルティネス、この研究に関与していなかったMRC-グラスゴー大学ウイルス研究センターの進化生物学者であり、この経路の各ステップが非常に明確に理解されていることは非常にまれです。 「寄生虫は、宿主を操作して感染を増やす方法を進化させることがよくあります。 そして、私たちは動物界でこれの多くの例を知っています」と彼は言います、「しかし、ほとんどの場合、私たちはメカニズムについての手がかりを持っていません。」

この蚊の誘引メカニズムを理解することは重要な進歩ですが、Verhulstはそれだけが機能しているわけではないと予想しています。 以前の研究に基づいて、彼は他のバクテリアが バチルス 蚊の誘引にも関与している可能性があります。 「蚊を誘引する皮膚細菌について考えると、4つか5つの研究がそれを示しています ブドウ球菌 役割を果たす」と彼は言う。 チェンは同様に、アセトフェノン以外の化合物も感染した宿主の蚊の魅力の増加に関与している可能性があると述べています。

チェンの研究チームは現在、デング熱および関連するウイルスの蔓延を減らすために彼らの研究結果を適用する方法を検討しています。 彼らは、アセトフェノンの排出を減らす薬でデング熱患者を治療することを検討しています。 イソトレチノインと呼ばれる一般的なにきび薬は、殺害に特に効果的な抗菌タンパク質の産生を増加させることが知られています バチルス バクテリア。 感染したマウスにイソトレチノインを投与すると、 バチルス 負荷が減少し、蚊の魅力が低下しました。 しかし、この研究の大部分がマウスで行われたことを考えると、人間についてさらに研究が必要です。 チェンはまた、イソトレチノインには潜在的に重篤な神経学的副作用があるため、彼のチームはより安全な代替治療法を調査していると述べています。

これらの調査結果の他の潜在的なアプリケーションには、より効果的な蚊取り器の設計や、デング熱またはジカ熱感染のより迅速な検査が含まれる可能性があります。 医療専門家は、皮膚からのアセトフェノン放出を測定することで感染状態を判断できる場合もあります。 「これは、血液サンプルを採取して検査を行うよりもはるかに迅速です」とVerhulst氏は言います。

研究チームはまた、蚊自体を詳しく調べることを計画しています。 チェンは現在、蚊がアセトフェノンを感知できるようにする遺伝子を見つけることを望んでいます。 これらをオフにできれば、ベクターが感染した人間に引き付けられにくくなり、ウイルスが広がる可能性が低くなる可能性があります。

もちろん、マルティネスは、蚊がどのように行動するかを正確に予測することは、ウイルスが蚊にどのように影響するかに依存する可能性があることも指摘しています。 「ウイルスの疫学を理解したいのであれば、そのライフサイクルのすべての異なるステップを調べる必要があります」と彼は言います。 ですから、それが人間の中にあるとき、そしてそれが蚊の中にあるとき。」