基础医学院程功团队合作发表综述阐释利用微生物助力蚊媒病毒病防控
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清华新闻网9月4日电 蚊媒病毒病已经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，而大多数蚊媒病毒病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。近日，清华大学基础医学院教授程功与深圳湾实验室研究员刘洋发表综述文章，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。
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（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。其他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。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
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，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。
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。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。
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。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，推动此类策略真正走向广泛应用。
9月3日，研究成果以“微生物助力蚊媒病毒病防控：从实验室到田间”（Microorganisms in mosquitoes for controlling mosquito-borne viral diseases: from lab to field）为题，发表于《微生物学趋势》（Trends in Microbiology）。
深圳湾实验室研究员刘建英，清华大学基础医学院博士后张礼铭、2023级博士生童话和昆明理工大学2022级博士生李节为论文共同第一作者。清华大学基础医学院教授程功与深圳湾实验室研究员刘洋为论文共同通讯作者。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。研究得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、深圳医疗卫生“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的联合资助。
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