蚊子传播那么多疾病，自己怎么没事？《科学》揭秘蚊子免疫细胞的特殊之处

▎药明康德内容团队编辑

地球上杀人最多的动物是什么？是蚊子。这并非危言耸听。蚊子每天造成的死亡人数比鲨鱼100年来杀死的人还要多。

▲蚊子每天造成的死亡人数比鲨鱼100年来杀死的人还要多丨参考资料[2]；数据来源：WHO，Global Shark Attack File

蚊子的危险，在于它们是出色的疾病“中介”。在叮咬吸血的同时，它们可能把体内携带的致病寄生虫或病毒传给人类。世界范围内，蚊子传播的疾病非常多，包括疟疾、登革热、脑炎、丝虫病、寨卡、黄热病、基孔肯雅热，等等。

单说疟疾。根据世界卫生组织的数据，这种致命疾病在全球范围内的病例超过2亿，仅2018年一年就造成了约40万人死亡，其中大多数是5岁以下儿童。每天，每2分钟就有一个儿童死于疟疾。

▲冈比亚按蚊是传播疟疾的罪魁祸首之一丨By James D. Gathany (The Public Health Image Library , ID#444) [Public domain], via Wikimedia Commons）

为什么蚊子能容忍疟原虫（疟疾的病原体）或病毒待在体内并帮助传播疾病？它们为什么有抵抗感染的免疫力？这些问题的答案，将有助于人类找到有效的方法来控制蚊子传播疾病。

科学家们决定在蚊子的免疫系统中一探究竟。为此，一支跨国研究团队针对两种主要的传播疾病的蚊子——冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）和埃及伊蚊（Aedes aegypti），收集了它们的8500多个血细胞（hemocyte，相当于白细胞）展开详细分析，以单个细胞的分辨率绘制出了第一份蚊子免疫细胞图谱。

这项研究发表在顶尖学术期刊《科学》的最新一期上。研究第一作者、来自惠康·桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）的Gianmarco Raddi博士说：“我们对蚊子的免疫系统进行了首次大规模调查，使用单细胞测序技术，发现了过去从未见过的新型免疫细胞和细胞状态。我们还观察了被疟原虫感染的蚊子，第一次在分子层面上研究了蚊子的免疫反应，并确定涉及这一过程的细胞类型和信号通路。”

▲实验流程示意图丨参考资料[1]

在这份细胞图谱中，科学家们可以知道每个血细胞打开了哪些基因，并通过识别细胞表达的特异性蛋白，给不同类型的细胞打上专门的分子标记。以往，通过形态观察只能区分出3种血细胞；而新的方法揭示，按蚊和伊蚊的免疫细胞类型实际上都更为多样，至少是以前所见的2倍。

尤其值得注意的是，比较两种蚊子的免疫细胞类型发现，按蚊体内有一类独特的免疫细胞是伊蚊没有的。而这两种蚊子传播的疾病并不相同，按蚊是疟疾的主要传播者，而伊蚊传播登革热、黄热病和寨卡病毒等。因此，不同类型的免疫细胞可能是参与不同疾病传播过程的关键。

▲虽然都通过叮咬传播疾病，但不同种类的蚊子传播的病原体不同丨Pixabay

研究人员把按蚊体内发现的罕见免疫细胞命名为巨细胞（megacyte），因为它们个头相对巨大。这些细胞的特点是大量表达一种转录因子“脂多糖诱导肿瘤坏死因子”（LL3）。进一步实验显示，人为去除这种关键分子后，按蚊的“免疫启动”过程会受到影响——而这是蚊子感染疟原虫后一种必不可少的免疫反应。

共同通讯作者之一Oliver Billker教授说：“这是第一次发现，有特定类型的蚊子细胞在疟原虫感染的调控中发挥作用，非常激动人心！现在，我们需要开展进一步研究验证这个发现，更好地理解这些细胞及其作用。”

▲冈比亚按蚊体内有多种类型的免疫细胞，包括特殊的巨细胞（Megac）丨参考资料[1]

此外，研究人员还在蚊子的循环系统、肠道及其他部位追踪了各类免疫细胞的位置和数量，并观察在蚊子吸血、感染疟原虫后，这些细胞的状态有何变化。他们发现，特定类型的免疫细胞会为了应对感染而增加数量，其中一些还会发展为其他免疫细胞。

“可以看到，蚊子似乎对疟原虫之类的寄生虫有一个恰到好处的免疫反应：既能有效地对抗感染，使之不会杀死蚊子，又没有强烈到消灭寄生虫。”另一位通讯作者Sarah A. Teichmann博士，“这份细胞图谱带来的信息，将为进一步研究提供宝贵资源，我们或许能设法修改蚊子的免疫反应，从而防止蚊子把疾病传给人类。”

参考资料

[1] Gianmarco Raddi et al., (2020) Mosquito cellular immunity at single-cell resolution. Science. DOI: 10.1126/science.abc0322

[2] This animal kills more people in a day than sharks do in a century. Retrieved Aug. 29, 2020, from https://www.gatesnotes.com/Health/Mosquito-Week-2018

[3] Retrieved Aug. 28, 2020 from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/malaria

[4] Mosquito immune system mapped to help fight malaria. Retrieved Aug. 28, 2020, from https://www.sanger.ac.uk/news_item/mosquito-immune-system-mapped-to-help-fight-malaria/

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