程功团队总结虫媒肠道微生物对病毒感染的调控机制

2020年5月6日，清华大学医学院程功教授课题组于Cell系列综述类杂志 Trends in Parasitology 发表题为Roles of symbiotic microorganisms in arboviral infection of arthropod vectors  (共生微生物对虫媒病毒感染节肢动物媒介的调节作用) 的特邀综述文章，系统地总结了节肢动物媒介体内共生微生物与虫媒病毒感染之间的相互关系，并对其用于阻断虫媒病毒传播进行了展望。程功教授曾于2016及2019年在Trends in Parasitology连续发表特邀综述介绍蚊虫抗病毒免疫机制及蚊媒病毒传播机制。该综述是程功教授团队近期第三次受邀在该杂志总结领域内的最新进展。

虫媒病毒是指由蚊、蜱、白蛉等节肢动物携带并通过吸血叮咬传播给人类及动物宿主的一大类病毒。近年来，多种新发及再发虫媒病毒，包括登革病毒、寨卡病毒、基孔肯亚病毒、西尼罗病毒等对人类的健康造成了严重威胁。虫媒病毒在节肢动物媒介与脊椎动物宿主之间循环传播。节肢动物媒介通过吸食宿主血液获取病毒，随后病毒感染节肢动物肠道上皮细胞，继而扩散入体腔并感染唾液腺。当携带病毒的节肢动物媒介再次叮咬宿主时，会将病毒传播给下一个宿主。

节肢动物体内存在种类丰富、数目众多的共生微生物，广泛分布于肠道、血淋巴、生殖腺和唾液腺等组织。它们不仅能够调控昆虫的营养、代谢、免疫、生殖等，还可以通过直接或间接的方式影响虫媒病毒的感染，其分子机制主要包括以下四种（图1）：1）肠道微生物通过介导肠道免疫反应释放抗菌肽或激活ROS抑制虫媒病毒的增殖；2）肠道微生物及其代谢物调控昆虫肠道物理屏障的形成，进而影响昆虫对病毒的易感性；3）肠道共生微生物代谢物直接与病毒相互作用以促进或抑制病毒感染；4）昆虫非肠道组织内的共生微生物（沃尔巴克氏体等）通过激活昆虫免疫或干扰脂代谢来抑制病毒感染。该综述全面系统地总结了“节肢动物媒介-共生微生物-虫媒病毒”三者间的相互关系，强调了昆虫微生物对虫媒传染病传播的重要性，同时提出了该领域亟待解决的重要科学问题，对使用微生物作为防控蚊媒病毒的传播的手段进行了展望。