Nature：蚊子為什么對你“偏愛”？“以身誘蚊”的科學家找到了答案

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2022-05-19 09:55:00【大中小】

導語：你有沒有這樣的經(jīng)歷，無論在人群中怎么躲藏，都好像自帶主角光環(huán)，逃不過被蚊子追蹤的命運。這世界有那么多人，為什么蚊子總對我“偏愛”？難道是我的身體里“安裝了”便于蚊子定位的系統(tǒng)嗎？有同樣疑問的還有一群瘋狂的科學家，他們幾天不洗澡，脫光衣服躺在特氟龍袋子里收集“人味”，并吸引蚊子，以找尋蚊子“偏愛”的原因。

2022年5月4日，美國普林斯頓大學的研究團隊在Nature發(fā)表題為“Mosquito brains encode unique features of human odour to drive host seeking”的研究成果（圖1）[1]。研究發(fā)現(xiàn)埃及伊蚊對宿主辨別的氣味可能來自人類皮脂，人類皮脂分泌物因富含長鏈醛（癸醛和十一醛）而有別于其他動物，并且這些醛在蚊子大腦內(nèi)選擇性調(diào)節(jié)嗅小球活性，使蚊子對人類具有較強鎖定，如果有些人代謝物中葵醛和十一醛比例適中的話，就很容易成為蚊子的目標。

圖1 研究成果（圖源：Nature）

埃及伊蚊（Aedes aegypti）即我們熟知的“花蚊子”，是一種專門叮咬人類的蚊種，并可傳播登革熱、屈公熱、茲卡熱、黃熱病等疾病。科學家一直很好奇：埃及伊蚊是如何精準鎖定人類位置的？是因為人類的特殊氣味嗎？具體人體氣味中的哪種成分呢？并為此設(shè)計了一系列實驗以解開謎題。首先，科學家收集了人類、大鼠、豚鼠、鵪鶉、綿羊、狗、乳草和蜂蜜的氣味，并測試埃及伊蚊的反應(yīng)；然后，收集人類氣味，并具體分析氣味中哪些化合物起了作用；再者，構(gòu)建出特殊的轉(zhuǎn)基因蚊子，使其初級嗅覺腦區(qū)的嗅小球會在被激活時發(fā)出熒光，這樣就能觀察哪些神經(jīng)元在接收氣味時被激活；最后，測試不同化合物暴露下蚊子大腦的反應(yīng)（圖2）。

圖2 實驗設(shè)計內(nèi)容（圖源：[1]）

研究結(jié)果：

1、對比其他生物，雌性埃及伊蚊對人類氣味表現(xiàn)出強烈偏好

埃及伊蚊對動物和人類的氣味偏好組內(nèi)變異具有魯棒性。雌性埃及伊蚊可以利用呼吸中的二氧化碳和其他一般線索（例如體溫、濕度和視覺對比）來發(fā)現(xiàn)脊椎動物。然而，埃及伊蚊嚴重依賴體味來區(qū)分物種，并且表現(xiàn)出對人類氣味的強烈偏好。

2、癸醛和十一醛為人類區(qū)別于其他動物的氣味比例成分，也是埃及伊蚊的偏好成分

人類和動物的氣味成分幾乎全部相同，但在成分比例上始終存在差異，最大的差別在于癸醛和十一醛的比例；人類皮脂的分泌物為多組分混合物，其中癸醛和十一醛對雌性埃及伊蚊具有強烈的吸引力；通過人為地合成兩種分子的混合物并送至風洞中，發(fā)現(xiàn)埃及伊蚊同樣會開始啟動尋找宿主的行為；偏好分析發(fā)現(xiàn)，癸醛和十一醛水平接近人類平均水平的人更有可能成為埃及伊蚊的目標，偏高或偏低的比例均不會被埃及伊蚊“偏愛”。因此理論上來說，如果有些人代謝物中葵醛和十一醛達到恰到好處的水平，就很容易成為埃及伊蚊的目標。

3、人類和動物的氣味會激活埃及伊蚊觸角葉中不同的嗅小球組合

在埃及伊蚊大腦眾多嗅小球中，只有兩個參與了篩選人類氣味過程，其中一個嗅小球會對包括人類氣味在內(nèi)的許多氣味產(chǎn)生反應(yīng)，可以引導蚊子朝著氣味方向前進；另一個嗅小球只對人類產(chǎn)生反應(yīng)，對其他哺乳動物氣味反應(yīng)微弱。在這種組合下，埃及伊蚊對人類具有目的性較強的鎖定，從而產(chǎn)生了一個二進制信號，有可能解釋遠距離人類對動物氣味的偏好。

此項研究發(fā)現(xiàn)埃及伊蚊辨別吸食目標的氣味來源為人類皮脂分泌物，而非傳統(tǒng)認知的汗液；研究揭示了埃及伊蚊區(qū)分并鎖定位置依據(jù)的化合物及腦內(nèi)信號傳導機制，且埃及伊蚊偏愛的人群具有相似的特征—皮脂分泌接近人類平均水平的癸醛和十一醛。這一發(fā)現(xiàn)可為新一代滅蚊技術(shù)提供依據(jù)：掩蓋人類氣味或根據(jù)埃及伊蚊對癸醛和十一醛混合比例的偏好設(shè)置氣味陷阱來滅蚊。

此項研究的負責人趙志磊博士表示：“為了研究埃及伊蚊，我們做了很大‘犧牲’。研究人員為了收集‘人味’，好幾天都不洗澡，然后脫光衣服躺在特氟龍袋子里收集氣味。這樣做氣味濃度比較高，我們就可以在較短的時間內(nèi)收集到大量的氣味用于實驗。由于洗發(fā)水沐浴露中常常添加了人工香味劑，可能干擾實驗結(jié)果，而衣服的棉、滌綸或者其他纖維同樣會產(chǎn)生獨特的氣味分子，影響實際數(shù)據(jù)，所以必須保持不洗澡并裸體采集氣味。最終我們發(fā)現(xiàn)癸醛和十一醛是埃及伊蚊辨別目標的關(guān)鍵，兩種醛太少或者太多，蚊子都不喜歡。所以理論上來說是可以通過增加或者減少人的氣味中這兩種醛的濃度來干擾蚊子對人的叮咬。當然現(xiàn)在還沒有很成熟的方法可以來特異性地掩蓋這兩種分子。”

據(jù)悉，目前研究團隊基于此項研究結(jié)果申請了一項專利，主要是將混合物用在捕蚊器中來吸引捕殺蚊子。在正式商用之前，這項技術(shù)還需要進行田野實驗，檢驗在野外是否也能高效地吸引蚊子。如果野外檢驗?zāi)軌虺晒Φ脑挘@項技術(shù)會應(yīng)用到捕蚊器中，亦或者擴展夏日特供“香水”隊列，解除蚊子對你的鎖定！

參考資料：

[1]Zhao Z, Zung JL, Hinze A, et al. Mosquito brains encode unique features of human odour to drive host seeking. Nature. 2022 May 4. doi: 10.1038/s41586-022-04675-4. Epub ahead of print. PMID:35508661.