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人类基因可产生独特化学驱蚊剂

夏天里人类与蚊子之间的大战似乎一直没有停息过。如今的人类文明已经非常发达,但人类对蚊子却总是无可奈何,甚至经过数千万年的进化竞赛,蚊子似乎还稍占上风,它们传播的疟疾等疾病对人类来说是致命性的。如何战胜致命的蚊子?英国伦敦卫生与热带医药学院科学家通过研究人类、蚊子及疟疾三者之间的关系,试图找到其中的答案。

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研究人员发现,蚊子和疟疾寄生原虫的进化总是领先人类一步,而人类中某些拥有特定基因的人也会产生独特的化学驱虫剂,从而让蚊子避而远之。


每年,全球有成千上万人死于疟疾。众所周知,疟疾是一种由寄生微生物引起的致命性疾病,而蚊子则是主要的传播媒介,它们可以在不经意间从一人身上将疟疾传染到另一人身上。大多数雌性蚊子以吸食血液为生,因为它们产卵需要血液中的蛋白质。因此,雌蚊常以动物和人类作为吸血对象。它们每叮咬一口,就可以有效地传播疟疾。


吸血的雌蚊通常习惯于刺破人类或其它动物的皮肤去吸血,同时还会注射一种唾液以防止血液凝固。它们的腹部会膨胀很大用于存储大量的血液。从解剖学上看,如今的蚊子其实与它们5000万年前的祖先非常相似。


但是,在遗传功能方面,它们已经进化出强大的繁衍能力,可以快速生产大量的卵,并繁衍出成千上万的后代。蚊子强大的生存和繁衍能力已对全球疟疾防治工作构成严重威胁,因为某些蚊子物种又进化出强大的抗药能力,而使用灭蚊剂则是人类对抗蚊子叮咬的主要方法之一。


蚊子为何能够如此强大且致命?人类如何战胜蚊子?英国伦敦卫生与热带医药学院的科学家们试图找到其中的答案。研究团队成员詹姆斯-洛甘博士表示,“我们发现,这种抗药性像野火一样蔓延到撒哈拉以南的非洲地区。这是一个非常严重的问题。以前可以有效杀灭蚊子的物质,现在已经不起作用了,而且我们已陷入无药可用的困境,或者有的药在至少五年之内还无法真正投入使用。”


对某种可传播全球性最致命疾病的昆虫进行研究,这项工作本来就极端危险,而且在人工条件下很难观测到蚊子的自然行为。但是,詹姆斯-洛甘研究团队已经取得了不少研究成果。比如,为什么有的人容易被蚊子叮咬,有的人却不会。这是一个古老的问题。


相关研究认为,这是由人类身体气味决定的,因为有的人汗液气味易吸引蚊子。不过,詹姆斯还发现,一些人会产生自己独特的化学驱蚊剂,从而让蚊子避而远之。此外,詹姆斯还研究了同卵双胞胎和异卵双胞胎之间的基因异同以及他们对蚊子的吸引力的差异,他发现这种天然防护能力是具有遗传性的,可以由父母遗传给孩子。


詹姆斯表示,“我们发现,同卵双胞胎对蚊子的吸引力几乎处于同一水平,而异卵双胞胎的吸引力就存在差异。因此,我们也可以看到遗传可能性的大小,这与我们已知的可通过基因传给下一代的一些事物很相似,如身高、智商等。”詹姆斯认为,如果这种可以产生驱蚊剂的基因能够被区分出来,将可能用于生产抗蚊虫叮咬的新型药物,进而还可以制定控制和消灭蚊子的方案。


但是,蚊子只是疟疾的传染媒介,引起疟疾的寄生原虫同样也会产生抗药能力。詹姆斯介绍说,“疟疾寄生原虫被看作是自然界的变形者,它随时会改变。这也是一个大麻烦。”


疟疾寄生原虫还能够控制宿主蚊子的行为。詹姆斯发现,感染疟疾的蚊子比那些未感染的蚊子,更容易被人类气味吸引。因为寄生物改变了它们的嗅觉,因此它们变成了“超级感觉蚊子”,即人类更可能被已感染疟疾的蚊子叮咬,这也就提高了疟疾的传染机会。


詹姆斯表示,他们将进一步研究寄生物究竟是如何做到这一点的,研究成果将有助于发现新型“吸引性”物质,从而用于改进捕蚊技术。当然,詹姆斯也承认,蚊子和疟疾仍然在进化竞赛中保持优势。“这是最大的挑战之一。我们正在试图理解它,但我们仍未弄明白。还需要继续努力。这其实也是一种军备竞赛,蚊子和寄生物似乎总是领先我们一步,因此 我们一直在努力赶上。”


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