蚊虫叮咬唾液劫持免疫细胞以传播病毒

受害者的免疫防御系统可能会冲到穿刺部位,并帮助携带病原体遍布全身

埃及伊蚊

从您的角度来看,大自然反常的讽刺之一——或精妙的壮举——是一些蚊媒病毒似乎受益于受害者对蚊虫叮咬的免疫反应。 简而言之,身体对病原体的防御反应,包括登革热或西尼罗河病毒,充当了病毒本身的帮凶。 周二,一项新的小鼠研究揭示了关于这些病原体究竟如何设法劫持身体的防御系统以增强疾病的第一瞥。

免疫杂志上的一篇研究论文表明,当免疫细胞移动到蚊虫叮咬引起的瘙痒、发红部位时,它们可能会在无意中感染蚊媒病毒,然后帮助将感染传播到全身。 由此产生的更高病毒载量使接受者比在没有叮咬的情况下引入病毒时更易生病。 这一发现指出了对抗蚊媒疾病的一个潜在新目标:叮咬部位本身。

欧洲研究人员在对数百只感染病毒的小鼠进行广泛的先导性测试后得出了这一结论。 科学家们给它们注射了几种蚊媒病毒株中的一种——但首先他们在计划的注射部位让大约一半的啮齿动物遭受典型的蚊虫叮咬。 该实验与早期对其他病毒的研究类似,旨在测试蚊虫叮咬的唾液是否会改变宿主身体对感染的反应方式。 新的发现不仅证实了叮咬的促病作用,还揭示了关于免疫系统机制如何帮助病毒的重要细节。


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威斯康星大学麦迪逊分校研究病毒-宿主相互作用的病毒学家克里斯汀·伯纳德说,这项欧洲研究是第一个“让我们很好地掌握这种机制”的研究,她没有参与这项工作。 研究人员的实验评估了被蚊子叮咬的啮齿动物与未被叮咬的啮齿动物在感染后几天的表现,并揭示,“旨在保护身体免受感染的免疫细胞进入叮咬部位并无意中被感染,”利兹大学病毒免疫学家和该论文的资深作者克莱夫·麦基米说。

麦基米的研究小组发现,中性粒细胞(作为身体抵抗入侵者的第一道防线的白细胞)会引发叮咬部位的炎症——从而将病毒困在那里。 几个小时后,被称为髓系细胞的免疫系统反应细胞出现并被感染,它们的细胞机制被劫持以复制病毒。 然后,免疫系统士兵帮助将病毒传播到身体中,最终增加发病率和死亡率。

在一天之内,与仅接种病毒的小鼠相比,大多数接受叮咬和随后病毒注射的小鼠在感染部位的病毒数量增加了 10 倍。 如此高的病毒载量使病毒更容易传播到远处组织——并且还可能增加将疾病传播给其他携带者的机会。 “当血液中病毒含量较高时,蚊子就更容易被感染,”伯纳德说。

较高的病毒计数也证明对许多叮咬受害者是致命的。 在未被叮咬的小鼠中,感染了特别强毒力的辛德毕斯森林病毒(这是一种引起人类关节剧烈疼痛的基孔肯雅病毒的近亲)的小鼠中,约有 20% 在感染后 10 天存活下来。相比之下,100% 被叮咬和感染的小鼠在第四天就死亡了。 在感染了毒性较低的病毒株的小鼠中,100% 的未叮咬小鼠在第 10 天仍然存活,但只有 60% 的叮咬小鼠仍然存活。

为了证实中性粒细胞和髓系细胞有助于病毒繁殖,研究人员进行了单独的实验,耗尽了中性粒细胞或阻止了髓系细胞的部署。 在这两种改变的状态下,小鼠实际上具有较低的病毒载量并且患病程度较轻。 麦基米说,显然,“蚊虫叮咬会引起炎症,而病毒已经利用了这一点,这仅仅是一个不幸的意外。”

新的发现对研究人员特别有吸引力,因为它们可能指向一个目标——叮咬部位——以更有效地对抗疾病形成。 “如果你能抑制叮咬炎症,你就可以找到一种在病毒建立感染之前阻止病毒的方法。 此外,这可能对许多此类感染有用,因为叮咬炎症在所有感染中都很常见,”麦基米说。 如果他们对啮齿动物的发现对人类和多种蚊媒病毒(如寨卡病毒或基孔肯雅病毒)成立——这些问题尚待解答——他希望研究人员可以抑制叮咬部位的免疫系统反应,而不管病原体如何。

“我们接下来想做的事情以及最有可能产生实际影响的事情是研究重新利用已经可用的抗炎药物,”麦基米说。 然而,伯纳德警告说,即使相同的过程在人类身上起作用,并且这些发现也适用于其他病毒,这种解决方案似乎也“牵强附会”,因为受害者必须迅速意识到叮咬并手头备有药物。但她说,了解这种潜在的机制是一个重要且引人入胜的开始。

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