蚊子的遺傳多樣性與防瘧大計
Christina Faust 2018年2月16日
甘比亞按蚊（圖片來源：疾控中心）
本周是恰逢達爾文的生日，這次博客的主題也剛好與達爾文的理論有些關聯。和達爾文時代相比，我們研究生物進化的手段方法精進了不少，但有些相似的問題仍不斷被我們反覆提起。
本周我們將從基因和進化的角度討論瘧疾的主要傳染媒介——按蚊。蚊子常常被稱作「世界上最致命的動物」，因為它能夠傳播多種疾病，如黃熱病、登革熱、寨卡病毒、瘧疾等。每年約有445000人因感染按蚊傳播的瘧疾而死亡。
在大部分瘧疾流行地區，傳播媒介一般都是某一種特定按蚊。非洲是瘧疾的重災區，那裡瘧疾的主要傳播媒介是甘比亞按蚊。
充分了解蚊子是控制瘧疾的關鍵之一。儘管治療瘧疾患者對於瘧疾控制非常重要，但消除傳播媒介才是關鍵。目前人們主要用蚊帳和滅蚊劑對付蚊子。夜間睡在蚊帳內可以預防蚊蟲叮咬。噴洒滅蚊劑也能在一定程度上殺滅蚊子，阻斷瘧疾傳播。
圖片標題：人們往往因為被攜帶瘧原蟲的蚊蟲叮咬而感染瘧疾，因此睡在蚊帳內是預防瘧疾的有效方法。
使用蚊帳能夠降低瘧疾的感染風險，同時還能能夠阻斷瘧疾在社區的進一步傳播。上圖是卡特中心在對瘧疾流行地區居民進行健康宣教時使用的圖片。
近年來，阻斷傳播途徑在瘧疾防控中越來越受到重視，因而瘧疾的發病率在持續降低，流行區域也在不斷縮小。但是在世界衛生組織去年發布的世界瘧疾報告提示，部分地區瘧疾發病率多年裡第一次出現的回升的勢頭。目前認為殺蟲劑耐葯是發病率回升的主要的原因。研究人員已經在91個瘧疾流行地區中的60個裡發現了殺蟲劑耐葯現象。為應對這一情況，充分了解蚊子的基因多樣性和生態狀況極為重要。
按蚊基因組聯盟（ 10000 Anopheles Genomes Consortium）幾個月前發表了一篇論文旨在幫助大家更好地認識按蚊的遺傳情況。該聯盟的主要目標是了解主要瘧疾傳播媒介的一床多樣性。這是他們該聯盟發表的第一篇研究成果，描述了來自15個地區的不同棲息環境（樹林、草原、河流）的765個按蚊樣本的基因情況。通過對765個樣本進行全基因組測序，他們能夠對按蚊生物學有更多的了解，這對控制蚊蟲十分重要。
甘比亞按蚊的預期分布圖
圖片來源：瘧疾地圖計劃（Malaria Atlas Project）
科研人員首先關注的是按蚊的遺傳多樣性情況。蚊子屬於真核生物中遺傳多樣性極為豐富的物種之一，按蚊基因組聯盟的研究也證實了這一點。在這765個蚊子標本中，研究人員共發現了群體內、群體間超過5000萬個遺傳變異。豐富的遺傳多樣性對物種的生存是有利的——它能夠幫助對抗物種數量的急劇變化，還能夠在環境發生變化的時候幫助物種更快適應。
既往研究發現某些特定基因能夠使蚊子對滅蟲劑產生耐藥性。此次研究測序的蚊蟲基因組提示近期曾發生過顯著的基因篩選，篩選後保存下來的部分基因與殺蟲劑耐葯相關。研究人員不僅發現部分蚊子個體存在耐藥性，他們還發現這種耐藥性會在群體內傳遞，據此可以判斷新的可能存在殺蟲劑耐葯現象的地區。
基因組數據還能夠幫助我們了解蚊子的群體結構方面的信息。通過比較非洲各蚊子群體的基因組，研究人員可以推斷出不同區域間蚊子通過交配發生的遺傳學信息交換情況。剛果盆地北部的不同蚊子群體連接緊密，它們之間存在頻頻繁的遺傳學信息交換。這意味著殺蟲劑耐藥性也可能通過這種發生傳遞。一個區域的蚊子一旦產生了殺蟲劑耐葯，它們有可能將這一特性傳遞到其他區域。
這只是按蚊基因組聯盟發表的第一份研究報告，相信在未來他們還會有更多新的發現。進一步了解野生蚊子的遺傳多樣性、殺蟲劑耐葯產生的原因、耐藥性的傳遞方式、殺蟲劑使用對蚊子基因篩選的作用等對於維持目前控瘧防瘧的良好勢頭甚至在適當的時機完全消除瘧疾至關重要。
長按並提取二維碼瀏覽BMC期刊列表
TAG:BMC期刊 |