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為何一些人會更招惹蚊子?為了解答這個問題,科學家努力了很多年,但答案一直沒有完全清晰。但是,在感染一類蟲媒病毒的人群中,病毒為了在更多的人之間傳播,可能會使出一些招數,讓人更吸引蚊子。
撰文 | clefable
審校 | 二七
在自然界中,一些生物為了繁殖、擴大種群和領地,經常會耍出一些陰損的招數。
在鳥類和昆蟲中,就存在一種 "巢寄生"(Brood parasite)的現象。杜鵑不會自己撫養后代,而是會將蛋下在和自己繁殖周期接近的小型鳥的巢穴中。它們 6 秒就能下一個蛋,因此宿主根本無法察覺。這些蛋蛋殼更厚(耐摔抗啄),且外觀與宿主的蛋很相似,孵化得更早。杜鵑的幼鳥在孵化后,還會將其他未孵化的蛋擠出巢穴外。被欺騙的小型鳥只能含辛茹苦地這些幼鳥養大。

東方大葦鶯(Reed Warbler)在喂養杜鵑雛鳥 (圖片來源:Per Harald Olsen/ 維基百科)
除了給其他生物養孩子,一些昆蟲還被迫陪著其他昆蟲的孩子長大,并成了它們的食物。這一過程的策劃者是一種精明又毒辣的動物——扁頭泥蜂。它會和體型比自己大很多的美洲大蠊過招,并趁機將一些毒素輸送到美洲大蠊體內,讓它變成一個活體 " 僵尸 ":失去行動能力,只能乖乖聽話。隨后,泥蜂在美洲大蠊體內產下一枚卵,并會找個好地方將它們埋起來。隨著日月變換,當泥蜂幼蟲孵化時,就能大快朵頤,健康成長。
但是在殘酷的自然界中,一些生物害 " 人 " 的套路還會隱藏得會更深,真正做到了 " 殺人于無形 "。例如,一種名為蠅蟲霉的真菌會感染雌性家蠅,操縱它們在死前的最后階段爬向高處。在雌性家蠅死后,蠅蟲霉會釋放一些化合物吸引雄性家蠅前來交配。這些年輕又狂熱的雄性,最終,全都會因感染而喪命,而在生前,它們還可能幫助蠅蟲霉進一步擴散。而對于蠅蟲霉來說,就輕易取得了一場大勝利。
擅長操縱的黃病毒
以上這些故事,都距離我們人類比較遙遠。但是,人身處在自然界中,又是一個行走的能量寶藏,即使有強大的免疫系統傍身,也會招來覬覦。近期,在一篇發表于《細胞》(cell)雜志的論文中,深圳灣實驗室和清華大學等機構的科學家就發現,一類病毒會控制人體內的基因表達,來幫助自己傳播,而帶來的結果是很多人會因此喪命。

寨卡病毒的電子顯微圖像。(圖片來源:CDC)
這些會操控人的病毒——寨卡病毒(zika virus)和登革病毒(dengue virus),對人的健康、生存會帶來嚴重的影響。它們都隸屬于黃病毒屬(Flavivirus),在感染人后會造成較為相似的癥狀,比如高熱、皮疹、出血、頭痛、肌肉和關節酸疼等癥狀。兩者的區別在于,登革熱發病會比較急,如果患者出現重型登革熱,很快會因呼吸衰竭和出血性休克而死。
寨卡病毒導致的癥狀比較溫和,類似于輕型登革熱,但它能通過孕婦感染胎兒,導致胎兒出現一些生殖缺陷,例如小頭畸形(嚴重的頭部畸形)等。這些胎兒在長大后會遭遇記憶力快速減退、身體不協調以及語言和聽力障礙等多種問題。

左邊的嬰兒患有小頭畸形(圖片來源:Brar_j- Flickr/ 維基百科)
而將人和這 2 種恐怖的病毒連接起來的是一類人類正在努力殺死的生物、病毒的攜帶者——伊蚊(包括埃及伊蚊、白紋伊蚊等)。這 2 種病毒屬于蟲媒病毒,會通過伊蚊的叮咬在脊髓動物中傳播。它們還突破了很多同科病毒不能人體內繁殖的限制,形成了人 - 蚊 - 人的傳播途徑。而這條途徑能一直維系,是因為滿足了一個必要條件:嗜血的雌性伊蚊會主動去叮咬攜帶有病毒的人,進而將含有病毒的血傳遞給更多的人。
更加吸引伊蚊
伊蚊的主動和感染者對它的吸引密不可分,那感染者為何會吸引伊蚊呢?研究人員認為可能有 3 個原因:感染者呼出的二氧化碳、升高的體溫以及身體釋放的化學物質。他們通過一些實驗,測試了健康小鼠和染病小鼠對埃及伊蚊的吸引力。在一個實驗中,他們準備了 3 個連通的小房間(也稱為三籠實驗),把蚊子放在中間的房間里,兩頭通過管道分別連接著小鼠生活的區域。其中一側的小鼠都很健康,而另一側的小鼠都感染了寨卡病毒。
考慮到感染 6 天后,小鼠會因為出血熱開始死亡,因此研究只進行了 6 天。在開始的幾天,兩邊的小鼠對伊蚊的吸引力相同——從中間去往兩側房間的伊蚊一樣多。但在 4~6 天時,情況發生了轉變。更多的伊蚊——約占總數的 70% ——會去往受感染小鼠一側的房間。由此可見,感染加重后,小鼠變得更吸引蚊子了。研究人員還測試了感染登革病毒的小鼠,獲得了同樣的結果。

三籠實驗能測試健康和感染病毒的小鼠對蚊子的吸引力差異。(圖片來源于研究論文)
人呼出的二氧化碳對蚊子有很強的吸引力,當呼出的二氧化碳越多時,會更容易吸引蚊子,小鼠也是如此。但在實驗中,研究人員發現感染這 2 種病毒后,小鼠呼出的二氧化碳要么減少,要么不變,因此可排除這個影響因素。此外,小鼠的體溫增加對蚊子的吸引力也沒有太大變化。這樣就只剩下了最后的影響因素——身體釋放的化學物質。
其他科學家曾發現在瘧疾患者中,瘧原蟲感染會導致患者皮膚釋放的一些揮發物增加,更易招來按蚊等。而類似的變化可能也存在于感染寨卡病毒或登革病毒的小鼠中。于是,他們在小鼠感染后的第 4 天和第 6 天,收集了健康和感染小鼠釋放的全身揮發性物質,并通過氣相色譜進行了檢測,最終發現了這些小鼠共會釋放 422 種化學物質。
進一步檢測發現,在感染寨卡病毒和登革病毒的小鼠中,分別有 12 種和 11 種化學物質的釋放量增加了 1.5 倍及以上。而最終,他們鎖定了 3 種會觸發蚊子嗅覺神經反應的化合物——苯乙酮(acetophenone)、癸醛(decanal)和苯乙烯(and styrene),其中苯乙酮引發的神經活動最為強烈。而通過三籠實驗,他們發現只有苯乙酮會使接近感染小鼠和正常小鼠房間的蚊子數量比為 7:3,而且只有當小鼠釋放的苯乙酮質量達 1 微克及以上時,會激發蚊子尋找氣味釋放的宿主的行為。在人類感染者身上,研究人員也發現他們釋放的苯乙酮比正常人更多,且更容易引來蚊子。
苯乙酮形成之謎
實際上,人體無法表達生成苯乙酮的酶,但在人類腸道和皮膚上的微生物能做到這一點。研究人員發現,人和小鼠皮膚上的共生菌群,在吸引伊蚊中扮演了關鍵作用。他們分析了受感染小鼠皮膚上的那些細菌,發現4 種能產生苯乙酮的芽孢桿菌的數量明顯增加,而不產生苯乙酮的乳酸桿菌的數量下降了。
而促使這些細菌數量改變的正是人體內的一個基因Retnla。在感染小鼠皮膚中,這個基因的表達量會減低,其產生的抗菌蛋白質 RELMα 會下降,這也導致沒有足夠的 RELMα 來抑制芽孢桿菌的增殖,進而導致皮膚菌群的失衡。研究發現,當小鼠無法表達 RELMα 時,只需 3 天,芽孢桿菌迅速增殖為皮膚上的主要菌群,產生大量的苯乙酮。而寨卡病毒和登革病毒正是可以抑制人體內 RELMα 的表達,這個過程可能和這 2 種病毒對一些人體內受體的作用有關。

相比于健康的小鼠(藍色),感染寨卡病毒或登革病毒的小鼠(橙色)表達的抗菌蛋白 RELMα 的水平會降低,其皮膚表面的芽孢桿菌會大量繁殖,產生更多的苯乙酮,招來更多的蚊子叮咬。而給這些小鼠服用異維甲酸后,它們對蚊子的吸引力會變得和正常小鼠一樣。(圖片來源于研究論文)
通過這樣曲折的過程,這 2 種病毒將對感染者的改變隱藏在氣味之中。這個改變人無法察覺,但卻會對幫助病毒傳播的伊蚊產生強大的吸引力。讓人在無意間被這些病毒拿捏,為病毒傳播、壯大而做出犧牲。
不過好在,研究人員發現通過飲食補充維生素 A可以激活人體內的一條信號通路,促進人體內的 RELMα 形成,達到抗菌的效果,進而阻止病毒的進一步傳播。在接受異維甲酸(一種維生素 A 的衍生物)治療后,感染病毒的小鼠皮膚上芽孢桿菌的數量顯著下降。而它們對于蚊子的吸引力,也會下降到與未感染病毒的小鼠相同。對于人類來說,這或許也將會是一個很好的、遏制病毒傳播的方法。
除了這種特殊的情況之外,在日常生活中,健康的人更招蚊子還可能和其皮膚上細菌組成有關。一些研究已經證實,當皮膚上一些細菌的數量改變時,也會改變人身上散發的氣味,進而讓人相應地更吸引特定的蚊子。
人生到處都是身不由己啊 ...
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