《Nature》揭秘蚊子免疫細胞的特殊之處

　　地球上殺人最多的動物是什么?

　　是蚊子。這并非危言聳聽。蚊子每天造成的死亡人數比鯊魚100年來殺死的人還要多。

▲蚊子每天造成的死亡人數比鯊魚100年來殺死的人還要多

（圖片來源：參考資料[2]；數據來源：WHO，Global Shark Attack File）

　　蚊子的危險，在于它們是出色的疾病“中介”。在叮咬吸血的同時，它們可能把體內攜帶的致病寄生蟲或病毒傳給人類。世界范圍內，蚊子傳播的疾病非常多，包括瘧疾、登革熱、腦炎、絲蟲病、寨卡、黃熱病、基孔肯雅熱，等等。

　　單說瘧疾。根據世界衛生組織的數據，這種致命疾病在全球范圍內的病例超過2億，僅2018年一年就造成了約40萬人死亡，其中大多數是5歲以下兒童。每天，每2分鐘就有一個兒童死于瘧疾。

　　▲岡比亞按蚊是傳播瘧疾的罪魁禍首之一

(圖片來源：By James D. Gathany (The Public Health Image Library , ID#444) [Public domain], via Wikimedia Commons)

　　為什么蚊子能容忍瘧原蟲(瘧疾的病原體)或病毒待在體內并幫助傳播疾病?它們為什么有抵抗感染的免疫力?

　　這些問題的答案，將有助于人類找到有效的方法來控制蚊子傳播疾病。

　　科學家們決定在蚊子的免疫系統中一探究竟。為此，一支跨國研究團隊針對兩種主要的傳播疾病的蚊子——岡比亞按蚊(Anopheles gambiae)和埃及伊蚊(Aedes aegypti)，收集了它們的8500多個血細胞(hemocyte，相當于白細胞)展開詳細分析，以單個細胞的分辨率繪制出了第一份蚊子免疫細胞圖譜。

　　這項研究發表在頂尖學術期刊《科學》的最新一期上。研究第一作者、來自惠康·桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的Gianmarco Raddi博士說：“我們對蚊子的免疫系統進行了首次大規模調查，使用單細胞測序技術，發現了過去從未見過的新型免疫細胞和細胞狀態。我們還觀察了被瘧原蟲感染的蚊子，第一次在分子層面上研究了蚊子的免疫反應，并確定涉及這一過程的細胞類型和信號通路。”

　　▲實驗流程示意圖(圖片來源：參考資料[1])

　　在這份細胞圖譜中，科學家們可以知道每個血細胞打開了哪些基因，并通過識別細胞表達的特異性蛋白，給不同類型的細胞打上專門的分子標記。以往，通過形態觀察只能區分出3種血細胞;而新的方法揭示，按蚊和伊蚊的免疫細胞類型實際上都更為多樣，至少是以前所見的2倍。

　　尤其值得注意的是，比較兩種蚊子的免疫細胞類型發現，按蚊體內有一類獨特的免疫細胞是伊蚊沒有的。而這兩種蚊子傳播的疾病并不相同，按蚊是瘧疾的主要傳播者，而伊蚊傳播登革熱、黃熱病和寨卡病毒等。因此，不同類型的免疫細胞可能是參與不同疾病傳播過程的關鍵。

　　研究人員把按蚊體內發現的罕見免疫細胞命名為巨細胞(megacyte)，因為它們個頭相對巨大。這些細胞的特點是大量表達一種轉錄因子“脂多糖誘導腫瘤壞死因子”(LL3)。進一步實驗顯示，人為去除這種關鍵分子后，按蚊的“免疫啟動”過程會受到影響——而這是蚊子感染瘧原蟲后一種必不可少的免疫反應。共同通訊作者之一Oliver Billker教授說：“這是第一次發現，有特定類型的蚊子細胞在瘧原蟲感染的調控中發揮作用，非常激動人心!現在，我們需要開展進一步研究驗證這個發現，更好地理解這些細胞及其作用。”

▲岡比亞按蚊體內有多種類型的免疫細胞，包括特殊的巨細胞(Megac)(圖片來源：參考資料[1])

　　此外，研究人員還在蚊子的循環系統、腸道及其他部位追蹤了各類免疫細胞的位置和數量，并觀察在蚊子吸血、感染瘧原蟲后，這些細胞的狀態有何變化。他們發現，特定類型的免疫細胞會為了應對感染而增加數量，其中一些還會發展為其他免疫細胞。

　　“可以看到，蚊子似乎對瘧原蟲之類的寄生蟲有一個恰到好處的免疫反應：既能有效地對抗感染，使之不會殺死蚊子，又沒有強烈到消滅寄生蟲。”另一位通訊作者Sarah A. Teichmann博士，“這份細胞圖譜帶來的信息，將為進一步研究提供寶貴資源，我們或許能設法修改蚊子的免疫反應，從而防止蚊子把疾病傳給人類。”

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