清华大学程功团队与合作者在Trends in Microbiology发表综述丨微生物助力蚊媒病毒病防控：从实验室到田间

蚊媒病毒病已成为全球公共卫生的重大威胁。全球超过一半人口生活在高风险地区，而大多数相关疾病 (如登革热、寨卡病毒病、基孔肯尼雅热和裂谷热) 仍缺乏有效疫苗和特效药物。传统化学杀虫剂正面临耐药性和生态安全问题。近年来，基于微生物的制剂逐渐受到关注，成为潜在的可持续替代方案。2025年9月3日，清华大学基础医学院程功教授与深圳湾实验室刘洋研究员在Cell Press旗下期刊Trends in Microbiology发表题为“Microorganisms in mosquitoes for controlling mosquito-borne viral diseases: from lab to field” (微生物助力蚊媒病毒病防控：从实验室到田间) 的综述 (https://doi.org/10.1016/j.tim.2025.08.005)。文章系统总结了基于微生物的蚊媒控制策略的最新进展，探讨了作用机制、转化潜力及田间应用前景，并指出发展生态友好型微生物媒介疾病防控的未来战略方向。

一、微生物对蚊虫种群的抑制作用

蚊媒病毒的传播风险与蚊虫种群密度密切相关。因此，降低蚊虫种群密度依然是控制疾病传播的核心策略。蚊虫的生命周期包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段，每一阶段都为种群抑制提供潜在干预靶点 (见图1)。细胞内共生菌Wolbachia以其诱发的细胞质不相容效应 (cytoplasmic incompatibility，CI)而著称，使感染雄蚊与未感染雌蚊的后代无法孵化，从而显著降低蚊虫种群密度。其它微生物也能影响蚊虫繁殖与发育。例如，昆虫病原真菌Metarhizium humberi可附着于卵壳并导致胚胎死亡，Aspergillus tamarii会削弱蚊虫的繁殖力。在水生阶段，幼虫和蛹更易受到环境微生物影响：Bacillus thuringiensis israelensis (Bti)和Lysinibacillus sphaericus等细菌通过分泌特异性毒素杀死幼虫；Saccharopolyspora spinosa产生的Spinosad 可作用于幼虫神经系统导致麻痹；Chromobacterium sp. Panama (Csp_P) 则分泌氰化氢等代谢物使蚊虫致死。

此外，部分微生物还能缩短成蚊寿命，如真菌制剂Beauveria bassiana与M. anisopliae对白纹伊蚊成虫具有持续致死作用；Wolbachia的wMelPop株系和某些蚊特异性病毒 (如mosquito densoviruses，MDVs) 也表现出缩短成蚊寿命的潜力。这些研究凸显了微生物在蚊虫种群抑制中的多样化潜力。

图1.靶向蚊虫不同生命周期阶段的微生物种群抑制策略

二、微生物对蚊媒病毒感染传播的抑制作用

除控制蚊虫数量外，利用微生物削弱蚊虫感染传播病毒的能力同样关键 (图2)。在这方面，Wolbachia是目前研究最深入的共生菌。其多个株系 (如wMel)在伊蚊中展现出广谱抗病毒作用，可通过激活Toll、IMD 和 JAK-STAT 等免疫通路，诱导活性氧 (ROS)产生，增强 RNA 干扰 (RNAi)，以及干扰脂质代谢与囊泡运输过程，从而有效抑制病毒的复制与传播。

新兴候选中，Rosenbergiella_YN46尤其为引人关注。它能分泌葡萄糖脱氢酶 (RyGDH)，通过降低蚊虫中肠 pH来破坏病毒包膜结构，从而抑制登革热和寨卡病毒感染。与多数细菌不同，YN46具有跨龄传播 (从幼虫到成蚊) 能力。在最新的半田间试验中，YN46已实现稳定定植，展现出较高的应用潜力。

图2.蚊虫共生微生物抑制病毒感染的多元机制

Chromobacterium属菌株可分泌蛋白酶和脂肪酶降解病毒颗粒，Proteus和Paenibacillus可上调抗菌肽表达以降低病毒滴度；部分昆虫特异性病毒 (ISVs)则通过超感染排斥 (Superinfection Exclusion) 和资源竞争抑制病原性病毒复制；亚致死剂量的真菌感染 (如B. bassiana) 亦可通过免疫激活提高蚊虫的抗病毒能力。此外，科研人员也在探索工程化改造微生物。例如，经过改造的Serratia AS1菌株能够在蚊体内稳定定植，并通过分泌效应分子抑制病毒复制。这类策略展示了功能化设计的潜力，但其生态安全性和田间效果需进一步评估。

三、从实验室到田间：应用与挑战

多种基于微生物的蚊媒病毒病防控策略正逐步从实验室走向半田间试验、田间评估，甚至在部分地区实现商业化应用，主要包括蚊虫种群抑制与种群替代两类途径。种群抑制目前仍是应用最广泛的方式，多种微生物杀幼虫剂和杀成虫剂已商业化使用数十年，并在实践中被证明行之有效 (图3)。

图3.经半田间、田间或实际操作评估的微生物控蚊策略

其中，Bti依靠特异性毒素高效杀幼虫，L. sphaericus具有持久的残留活性，Spinosad 对已产生抗药性的幼虫仍有效；真菌制剂如 B. bassiana 在诱捕装置中则兼具杀灭与诱集双重功能。此外，基于 Wolbachia 的不相容昆虫技术通过释放感染雄蚊诱导 CI，可有效降低蚊虫数量，并常与不育昆虫技术联合使用以增强其抑制效能。近年来，Csp_P和Streptomyces indiaensis等新兴微生物在半田间试验中展现出杀幼虫潜力，真菌与蚊虫共生病毒也表现出一定的应用前景。

在种群替代策略中，释放感染Wolbachia 的蚊虫以取代野生种群，可显著降低疾病传播率，全球多地的野外试验均已报道蚊媒病毒发病率明显下降。然而，Wolbachia对温度等环境因素较为敏感，需开发耐高温菌株并持续监测带菌蚊虫的进化动态。近期，新发现的Rosenbergiella_YN46已在半田间试验中实现稳定定植并降低宿主易感性，展现出高应用潜力。

与直接降低蚊虫数量的策略不同，以病毒抑制为目标的微生物干预策略不破坏生态环境和食物链，具有阻断病毒传播甚至根除蚊媒疾病的潜力。然而，该类方法大多仍处于早期探索阶段，除Wolbachia已逐步推广外，大多数候选微生物仍停留在实验室或半田间试验环节。当前主要难点包括生态适应性不足、田间定植稳定性与传播能力有限，以及缺乏大规模验证数据。未来亟需在递送系统优化、长期防控效果评估及生态安全性研究等方面取得突破，方能推动此类策略真正走向广泛应用。

四、未来展望

微生物介导的控蚊策略前景广阔，但要实现规模化应用仍需解决生态安全性、递送系统优化和长期效果验证等问题。随着多组学、人工智能和高通量筛选等技术的发展，新候选的发现与优化有望加速。未来，结合Wolbachia的成熟经验，与 YN46、Serratia AS1等新兴候选菌株等多样化策略，构建综合、生态友好的控蚊体系，有望为全球蚊媒病毒病防控提供新的思路和工具。

该论文的共同第一作者为深圳湾实验室刘建英研究员、清华大学博士后张礼铭、清华大学博士生童话和昆明理工大学博士生李节。清华大学基础医学院为第一完成单位，深圳湾实验室为第二完成单位。本论文受到科技部国家重点研发计划、深圳市医学研究专项资金、国家自然科学基金委、深圳三名工程、西南联合研究生院科技项目、新基石研究员项目与科学探索奖等项目联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tim.2025.08.005