清華學者發(fā)現(xiàn)人體血清鐵含量與登革病毒調(diào)控密切相關
● ● ●
登革熱是通過蚊傳播的急性病毒性傳染性疾病，隨著流行地區(qū)的不斷擴大，本病已廣泛分布于東南亞、美洲、西太平洋、非洲和地中海東部等100多個國家和地區(qū)。世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)顯示，約占世界4成以上的人口生存在登革熱的易感環(huán)境中或存在某種染病易感行為，每年世界上有5000萬至1億登革熱感染病例報告。從近5年的全國法定傳染病報告來看，我國登革熱發(fā)病數(shù)呈現(xiàn)連續(xù)居高態(tài)勢，尤其2014年最為嚴重，確診46864例。
登革熱已經(jīng)成為世界上第一大蟲媒病毒性傳染病。登革熱在全球范圍內(nèi)的流行趨勢加劇，已經(jīng)成為一個世界性的公共衛(wèi)生難題。登革熱的傳播是由于人、蚊、病毒和環(huán)境因子相互作用的結(jié)果，埃及伊蚊及白紋伊蚊是登革病毒在自然界傳播的首要媒介。這類蚊蟲在熱帶及亞熱帶地區(qū)廣泛分布，但是登革熱流行趨勢與蚊蟲分布不完全一致，登革熱的流行存在明顯人群及地域性差異。鑒定影響登革病毒流行傳播的關鍵因素是本領域尚待回答的關鍵科學問題。
2019年9月16日，致力于蚊媒病毒感染機制與抗病毒免疫研究的清華大學醫(yī)學院程功教授團隊取得新進展，研究首次發(fā)現(xiàn)人體血清鐵含量是調(diào)控蚊蟲傳播登革病毒的關鍵因素，并首次提出基于補鐵的抗登革熱傳播阻斷策略。文章以"Host serumiron modulates dengue virus acquisition by mosquitoes"為題發(fā)表在國際學術期刊Nature Microbiology。
蚊蟲可以通過吸血從感染宿主體內(nèi)獲取病毒。在蚊蟲吸血后的數(shù)天內(nèi)，感染者的血液被快速消化。與此同時，血液內(nèi)的病毒感染蚊蟲腸道腸道上皮細胞，擴散進入蚊蟲體腔，使蚊蟲具備傳播病毒能力。以上兩個過程在時間上高度重合，于是我們推測宿主血液因子或血液代謝產(chǎn)物可調(diào)控病毒在蚊蟲體內(nèi)感染過程，最終決定蚊蟲攜帶并傳播病毒的媒介效能。
該研究通過一系列試驗篩選，首次發(fā)現(xiàn)宿主血清中鐵離子含量與蚊蟲吸血獲取病毒的能力呈高度負相關關系，首次證明宿主血清鐵離子濃度是阻抑蚊蟲獲取病毒感染的關鍵負調(diào)控因素。進一步研究結(jié)果顯示，血清中鐵離子進入蚊蟲腸道后，可被腸道細胞的鐵代謝系統(tǒng)直接利用，抑制細胞內(nèi)的抗氧化酶基因表達，導致蚊蟲腸道中活性氧 (ROS) 水平大幅提高，最終阻抑病毒在蚊蟲體內(nèi)的感染擴增（圖1）。
?圖1：宿主血清鐵離子通過抑制腸道細胞內(nèi)的抗氧化酶基因表達，提高蚊蟲腸道中活性氧水平，阻抑登革病毒在蚊蟲體內(nèi)的感染。
鐵缺乏癥是自然界中廣泛存在的一個營養(yǎng)學難題。根據(jù)WHO的報道，鐵缺乏癥在非洲、南美洲、東南亞等地區(qū)廣泛分布。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，鐵缺乏癥分布的區(qū)域與登革熱流行的區(qū)域高度重合，因此推測人群的缺鐵狀態(tài)與登革病毒的流行具有密切關系。在隨后的實驗研究中，發(fā)現(xiàn)宿主的低鐵狀態(tài)可以促進蚊蟲在吸血過程中感染病毒（圖2與圖3），向低鐵宿主體內(nèi)補鐵可以阻斷病毒傳播（圖4）。該研究結(jié)果揭示向登革病毒疫區(qū)的人群中普遍補鐵是切斷登革病毒在自然界中傳播的一種有效手段，補鐵將為登革病毒防治提供全新的防控思路和策略。
?圖2：宿主血清中鐵的去除可以促進埃及伊蚊在吸血過程中感染登革病毒。
?圖3： 感染小鼠體內(nèi)血液中鐵的缺乏可以促進埃及伊蚊感染登革病毒。
?圖4： 向宿主體內(nèi)補充鐵可阻斷蚊蟲攜帶并傳播登革病毒。
清華大學醫(yī)學院基礎醫(yī)學系程功教授為本論文通訊作者，朱毅斌博士為本文第一作者。該項目獲得國家杰出青年科學基金、基金委重點項目、科技部重點研發(fā)專項、英國皇家醫(yī)學會牛頓高級學者項目、深圳市三名工程及清華大學-北京大學生命聯(lián)合中心聯(lián)資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41564-019-0555-x
注：本文轉(zhuǎn)載自中國病毒學英文版。
