来源:BMC 发布时间:2018/6/9 14:07:40
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与疟疾相关的特有皮肤气味能够吸引蚊子

Ailie Robinson 27 Apr 2018

自20世纪80年代初以来,媒介传播疾病(通过节肢动物传播的传染病)的研究者一直在提出这样的问题:“感染宿主是否比未感染宿主对媒介生物更有吸引力?”答案似乎是肯定的。对动物疟疾系统的早期研究表明,感染小鼠的蚊虫叮咬率增加(1),之后的研究显示蚊子更加偏好被感染的鸟类宿主(2),再加上近年来一些在人类疟疾中的相关研究(3,4,5),有越来越多的文献支持这一假设。不仅仅是疟疾,在利什曼病(6),锥虫病(睡眠疾病)(7)和虫草病毒裂谷热(8)中也发现了相关证据。这种变化假设的理论基础就是在寄生虫中的自然选择:那些最能成功繁殖下一代、进入寄生虫生命周期下一阶段(即在媒介生物内)的个体将被选择,同样被选择的还有对此有帮助的相关基因(即让宿主更具吸引力)。

我们选择在疟疾流行的肯尼亚西部的自然感染人群中研究这种现象。 我们的目标不仅是重新强调吸引力增强的相关发现,而是进一步调查皮肤气味作为一种可能的基础。感染疟原虫小鼠身体气味组成发生的改变在之前的研究中已得到证实,我们最近还研究了实验中感染恶性疟原虫人体的皮肤气味。然而,研究自然环境中的传播相关现象是极为重要的,因为寄生虫-载体-宿主相互作用的复杂性不可能在实验环境中完全复制。

1.患疟疾的儿童更容易吸引蚊子,这可以通过袜子(皮肤)上的气味来证明。

疟疾患者所穿的袜子(红色)和清除疟疾后所穿的袜子(绿色)被用于测试其对蚊子的吸引力。

为了证实以前的研究,我们首先评估了患疟疾儿童与未患疟疾儿童皮肤气味的吸引力。 我们的研究与之前的研究略有不同,因为我们没有测试全身气味(其中重要的是包括呼吸)。我们发现任何疟疾阶段儿童的袜子与清除疟疾后同一儿童袜子相比,对冈比亚按蚊的吸引力都更大。

2.蚊子利用触角嗅出“疟疾物质”

深入分析皮肤气味,我们使用了一种称为空气夹杂的技术。此方法中调查对象被隔离在一个化学清洁的容器或袋子里,我们在儿童脚上使用了烤箱袋。之后将过滤后的空气同时泵入物体,并通过聚合物过滤器抽真空,捕获极为微小的气味颗粒。这些化学物质可以稍后从过滤器中洗脱并进行研究。以这种方式收集很多足部气味样品并同时测量每个人血液中寄生虫的密度后,我们使用了一种名为“气相色谱-触角电位反应”(GC-EAG)的方法。在此方法中,蚊子的触角基本上被用作探测器系统:通过附着微小的电极并将它们暴露在气味中,可以放大当触角检测到目的化合物时神经细胞发出的电反应。我们发现在所有气味样品中,疟蚊对大约20种物质产生持续反应,但是我们没有发现来自具有不同寄生虫状态个体气味样品之间存在任何定性差异。

3.疟疾与某些物质的过量产生相关

接下来,夹杂空气的气味样品被用于检测区分感染的全部化合物信息。样品通过气相色谱分析分离出复杂的混合物,然后根据寄生虫状态进行比较。我们发现有几种化合物在感染儿童中大量产生。令人兴奋的是,三种醛类化合物(如下图)根据血液中寄生虫的含量而增加。 此外,这三种化合物在之前由GC-EAG证实的、能够在蚊子中引起反应的20种化合物之中。

不同寄生虫状态个体中三种醛(庚醛、辛醛、壬醛)的平均含量(L:低含量,M-L:中低含量,M-H:中高含量,H:高含量,CNL(A):溶剂对照,CNL(B),空白袋对照)

4.疟疾物质对蚊子有吸引力

最后,我们测试了疟疾相关化合物对疟蚊的吸引力。寻找与感染有关的化合物令人兴奋且重要,而人类的许多病理都与特定的气味有关。疾病和障碍会对人体的生理造成深刻的变化,所以从皮肤排出的化学物质受到影响并不奇怪。 因此,有必要在我们的GC-EAG工作之后进行行为研究。 我们测试了所有疟疾相关化合物,单独或与“无寄生虫气味”(来自无疟疾儿童的袜子)以及称为MB5(模仿健康人的气味)的合成气味相混合。我们发现单独使用庚醛增加了无寄生虫袜子气味的吸引力,并且所有五种与疟疾相关的醛(“Plas5”)的混合物增加了MB5的吸引力。

虽然尚未在自然环境中证明那些患有疟疾和散发疟疾相关化合物的人更易被蚊子叮咬,但我们相信这些发现有三重意义。首先,这可能会深刻地影响疟疾在人群中的传播方式,而我们对疟疾传播的理解必须随之考虑到这一点。 其次,Plas5 / MB5诱饵可以用来增强蚊子已有有效的气味诱饵陷阱。 最后,在进一步研究和开发之后,这些疟疾相关化合物可能充当生物标记物来发出感染信号并用于帮助疾病的诊断。(来源:科学网)

英文原文链接https://blogs.biomedcentral.com/bugbitten/2018/04/27/sicks-scent/

 
 
 
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