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蚊子如何對抗瘧疾

看起來很公平:蚊子和人類一樣,都屈服在瘧疾的病原體-虐原蟲(Plasmodium)的感染下,但它們之中,有許多鬥士挺身而出,擊退感染。現在,科學家終於了解,昆蟲的免疫系統如何戰勝虐原蟲,或許我們可以藉此對抗瘧疾的傳播。

昆蟲的免疫系統不像我們的一樣,有別於針對特定威脅發展出對策,昆蟲的免疫系統對任何外來入侵作出一樣的反應。這樣的系統卻能有效地對抗虐原蟲。

為了了解它們是如何辦到的,美國國家過敏和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases)的病媒生物學家Janneth Rodrigues,和她的團隊,讓蚊子吸食感染了瘧疾的老鼠的血液,然後將這些蚊子分成兩群:一群維持感染;另一群則生活在較高的溫度下,使虐原蟲無法在蚊子體內生存。幾天過後,研究人員再次用染上瘧疾的老鼠的血液餵食這兩群蚊子。結果顯示,和「初次染病」的蚊子相比,再次染病的蚊子較少死亡,且也較少因為再度感染而喪失生殖能力;對抗虐原蟲的能力,勝過另一組蚊子的十倍。

看來蚊子的免疫兵工廠裡有兩種武器,其中一種是「粒細胞」(granulocytes,一種白血球)。研究團隊發現,二次感染的蚊子,比「初次感染」的蚊子體內有多三倍的粒細胞數量。當粒細胞偵測到外來物,它們會自己將其吞噬,或者招來更多免疫細胞來包圍。

但如果粒細胞沒有支援,蚊子也無法扭轉感染的局勢。Rodrigues的團隊懷疑細菌也參與了「對抗虐原蟲」的行動,因為虐原蟲會破壞蚊子腸道,使細菌可以侵入平常無法到達的部位。這個情形,讓更多「免疫球寶寶」分化成粒細胞,投入對抗虐原蟲的戰場。

為了解是否細菌也參與這場戰役,研究團隊重複一次實驗,但這次給予蚊子抗生素,以殺死離開腸道入侵到其他部位的細菌。這次的結果,粒細胞並沒有因為蚊子再次感染瘧疾而增加,而且兩組蚊子間的死亡率相近。「對抗虐原蟲的過程,也許引發了另一個系統去對抗細菌,使免疫系統『意外』地得以對抗瘧疾」該研究的共同作者Carolina Barillas-Mury說。

研究團隊還試著為蚊子製造瘧疾疫苗,他們注射一些從感染虐原蟲的蚊子體內,萃取出的血清,但去除了血清中的粒細胞。接受疫苗的蚊子,降低了感染瘧疾的機會,即使吸食了帶原瘧疾的老鼠的血液後,也只有40%感染瘧疾,顯示血清中,有關鍵的因子,可以引發蚊子的免疫系統去對抗瘧疾。如果後續的研究可以確定「因子」是什麼,然後施放「因子」,或許可以讓蚊子成為瘧疾「不良的病媒」。

約翰霍普金大學的病媒生物學家 Marcelo Jacobs-Lorena 認為,了解蚊子的免疫生物學有實際應用價值「因為蚊子是病源傳播的必要管道,如果我們想要從消滅瘧疾,這就顯得重要」。

資料來源:ScienceNow: How Mosquitoes Fight Malaria [9 September 2010]

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關於作者

Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。