蚊媒傳染病是最威脅人類健康和生命的傳染病之一。以登革熱和寨卡熱這兩種最具代表性的蚊媒傳染病為例，登革熱在全球100多個國家感染流行，每年引發多達3.9億人感染、50萬-100萬人入院治療；寨卡病毒導緻2015年至2017年在太平洋島嶼和南美洲突然暴發大規模疫情，不到一年時間内出現了超過22.3萬例寨卡确診病例，數千例新生兒小頭畸形病例，被國際衛生組織宣布為國際關注的公共衛生緊急事件。迄今為止，多數蚊媒病毒尚無有效的藥物和疫苗，滅蚊措施也無法控制蚊媒病毒的傳播流行。人們迫切需要成本低廉且環境友好的防控政策來阻斷蚊媒病毒的廣泛傳播。
4月19日，清華大學基礎醫學院程功教授團隊聯合雲南省畜牧獸醫科學院、深圳華大生命科學研究院等團隊，在中國雲南省發現一種能決定蚊蟲對病毒易感性的關鍵環境共生菌，通過在雲南省西雙版納州的現場幹預實驗，研究人員證明該共生菌環境幹預可有效阻斷疫區蚊蟲攜帶和傳播病毒。這項研究成果為重要蚊媒傳染病防控提供了全新的解決方案。相關研究成果在國際頂級學術期刊《科學》（Science）上發表，為這一領域帶來了革命性的進展。
Science官網截圖
該研究發現，在白紋伊蚊及埃及伊蚊的腸道中定植一種名為Rosenbergiella_YN46的天然共生菌，可有效阻斷蚊蟲傳播黃病毒，包括登革病毒和寨卡病毒，這項工作在雲南省進行的實地實驗中得到了證明。Rosenbergiella_YN46菌通過分泌一種葡萄糖脫氫酶，将吸血蚊蟲腸道環境快速酸化 (pH≈6.0)，導緻蚊蟲腸道微環境重塑。前期大量研究已表明，登革病毒等蚊媒病毒的包膜蛋白對酸性信号敏感，當病毒處于pH<6.5的酸性環境時，其包膜蛋白将發生不可逆的變構，使病毒顆粒進入脫衣殼的狀态并失去感染活性。是以，酸化的腸道環境可直接滅活進入腸道的病毒顆粒，進而抑制蚊蟲通過吸血擷取病毒的能力，大幅降低蚊蟲對病毒易感性。這一發現不僅揭示了蚊蟲腸道微生物與病毒傳播之間的複雜互相作用，而且為蚊媒病毒傳播的防控提供了全新的政策。
Rosenbergiella_YN46菌通過分泌RyGDH因子重塑蚊蟲腸道微環境，抑制吸血蚊蟲感染并傳播病毒
研究團隊通過對雲南省多個地區的伊蚊腸道進行大規模宏轉錄組測序，發現Rosenbergiella_YN46菌在自然界中的分布與雲南省登革熱流行的地理分布存在高度相關性。目前已知的Rosenbergiella屬的細菌均與植物汁液和花蜜有關，是自然環境中廣泛存在的環境共生菌。雲南省是大陸登革熱等烈性蚊媒傳染病流行的主要地區。研究發現，在氣候環境相似、蚊蟲種群密度相似的條件下，雲南省不同地區的登革熱流行存在顯著的不均一性和熱點區域。根據近十年的流行病學調查記錄，西雙版納和臨滄兩地常年存在登革熱暴發流行，但是相鄰的文山和普洱幾乎沒有登革熱的本地流行報道。是以，研究人員深入這四個地區，采集了氣候和環境因素相似地點的蚊蟲，并檢測 Rosenbergiella_YN46菌在野外蚊蟲腸道中的定植情況。
分析發現，Rosenbergiella_YN46菌在文山和普洱 (非登革熱流行地區) 的蚊蟲腸道中有很高的定植率，而在西雙版納和臨滄 (登革熱流行地區) 的蚊蟲腸道中的定植比例很低。這個結果說明，Rosenbergiella_YN46菌的分布定植與雲南地區登革熱流行地區特異性高度相關。
Rosenbergiella_YN46在自然界中的分布定植與雲南地區登革熱流行地區特異性存在高度負相關
為了将這些研究成果推向實際應用，研究團隊設計并執行了一系列現場幹預實驗。通過在蚊蟲孳生水體中加入Rosenbergiella_YN46菌，研究人員成功地将這種共生菌定植到了蚊蟲腸道中，并且顯著降低了蚊蟲感染登革病毒的比例。這些實驗不僅驗證了Rosenbergiella_YN46菌在阻斷蚊蟲傳播病毒方面的有效性，也展示了這種方法的潛在應用價值。
此外，該研究還關注了Rosenbergiella_YN46菌的安全性問題，确認了這種共生菌與蚊蟲的共生關系在自然界中已經穩定存在，其環境幹預政策不會影響蚊蟲的自然适應性或産生耐藥性問題。是以，用 Rosenbergiella_YN46進行環境幹預，可以作為一種具有巨大應用潛力的防治政策，未來還可以進一步确認該菌的最合适的自然植物來源，期望通過天然植物的播種實作對登革病毒傳播的幹預，阻斷蚊媒病毒傳染病在自然界傳播流行。然而，蚊蟲多樣化的自然栖息地和複雜的腸道菌群對Rosenbergiella_YN46的定植效率和有效性具有重大挑戰，Rosenbergiella_YN46在蚊蟲腸道定植的有效性仍需要在自然環境中進一步研究。