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蚊子:恕我直言,我也是受害者

时间:2018-11-26 12:41来源: 作者:丹阳市科学技术协 点击:
出品:科普中国 制作:任丹丹 监制:中国科学院计算机网络信息中心 2014 年比尔盖茨表示:若以每年杀死多少人为标准来衡量,那么全世界最危险的动物非蚊子莫属。据统计, 2015 年因蚊子而丧命的人数高达 83 万,较 2014 年增长约 10 万 5 千人(数据来源于 gatesnotes )。 2016 年,世界卫生组织在日内瓦召开《国际卫生条例》紧急委员会会议宣布:南美地区爆发的寨卡病毒病已构成国际关注的突发公共卫生事件。而寨卡病毒的主要传播途径为伊蚊叮咬,一时间大家谈蚊色变。 图片来源: https://www.gatesnotes.com 这还是我们印象中小小的蚊子么,究竟是什么原因让蚊子变得这么可怕

 出品:科普中国

  制作:任丹丹

  监制:中国科学院计算机网络信息中心   

  2014年比尔·盖茨表示:若以“每年杀死多少人”为标准来衡量,那么全世界最危险的动物非蚊子莫属。据统计,2015年因蚊子而丧命的人数高达83万,较2014年增长约105千人(数据来源于gatesnotes)。

  2016年,世界卫生组织在日内瓦召开《国际卫生条例》紧急委员会会议宣布:南美地区爆发的寨卡病毒病已构成“国际关注的突发公共卫生事件”。而寨卡病毒的主要传播途径为伊蚊叮咬,一时间大家“谈蚊色变”。

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  图片来源: https://www.gatesnotes.com

  这还是我们印象中“小小”的蚊子么,究竟是什么原因让蚊子变得这么可怕?   

  吸食人血的蚊子只占少数

  蚊子(mosquito)一词源自西班牙语,意为“小苍蝇”。已经在地球上存在了至少上亿年,生存在几乎每一块大陆的各种栖息地上。蚊子是一种具有刺吸式口器的纤小飞虫,属于昆虫纲双翅目蚊科,目前全球约有3500种。

  

  图片来源:https://www.cdc.gov/malaria/about/biology/mosquitoes/map.html

  通常雌蚊以血液作为食物,而雄蚊则吸食植物的汁液在以吸食血液为生的蚊子种类中,只有少数(200种左右)吸食人血,其他的则以鸟类、蜥蜴或小型哺乳动物的血液为食   

  小小的蚊子并不可怕,可怕的是许多种类的蚊子作为重要的病毒传播媒介,携带着十分可怕的病毒。在从不同生物之间吸食血液的过程中,雌蚊可以传播一些极其有害的疾病,如:疟疾、黄热病、基孔肯雅热、西尼罗河热、登革热、丝虫病、日本脑炎、寨卡病和其他病毒等。

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  图片来源: https://thenewdaily.com.au/news/world/2016/01/29/mosquito-deadliest-animal-zika-virus/   

  这三种蚊子最为致命

  蚊子的种类虽然很多,但目前我们主要提防以下三种:

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  图片来源: https://www.creative-diagnostics.com/Flavivirus.htm   

  携带最多病毒的按蚊

  按蚊(Anopheles),别称疟蚊,喜在夜间活动,是携带病毒最多的蚊子。分布于世界各地,它因传播疟疾和丝虫病而臭名昭著。其中,冈比亚疟蚊(Anopheles gambiae)是最著名的一种,因为它是最危险的疟原虫恶性疟原虫Plasmodium falciparum)的宿主。据统计在非洲,每一分钟就有一个儿童死于疟疾,每10人中有9人死于疟疾。1902年,英国微生物学家罗纳德·罗斯(Ronald Ross)因发现了蚊子是疟疾的传播媒介而获得诺贝尔生理学或医学奖。

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  图片来源: http://www.sundaynews.co.zw/all-about-malaria/

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  图片来源: https://baike.baidu.com/item/罗纳德·罗斯

  白天咬你的很可能是花蚊子

  伊蚊(Aedes),是蚊科中最大一属。喜在白天活动,具有很强的攻击性,且叮咬的速度非常快。伊蚊会传播很多疾病,主要有黄热病、登革热、乙型脑炎、基孔肯雅热、寨卡等。中国伊蚊中比较重要的有埃及伊蚊Aedes aegypti)和白纹伊蚊Aedes albopictus)。白纹伊蚊就是人们俗称的“花蚊子”,又叫亚洲虎蚊。源于东南亚,是过去20年间全球扩散速度最快的100种物种之一,已扩散至全球70多个国家和地区。

   

  

  图片来源:https://www.practo.com/healthfeed/chikungunya-fever-not-a-life-threatening-illness-but-extremely-painful-condition-24325/post   

  全世界都能看到身影的库蚊

  库蚊(Culex),又称家蚊,室内最常见的蚊子,最喜在夜间活动。全世界都能看到它们的身影,位列蚊科第二大属。能传播丝虫病、西尼罗河热和流行性乙型脑炎等疾病。中国常见的种类为致乏库蚊(Culex fatigans)、三带喙库蚊Culex tritaeniorhymchus)等。

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  图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Culex   

  蚊子也是“受害者”

  事实上,蚊子并不仅仅是病毒的传播者,它们同时也是“受害者”,因为它们也被感染了。为了延续下去,病原体会十分谨慎:它们不能在自己完成繁殖并注入到新的宿主之前杀死蚊子。“幕后的操纵者”病原体会让蚊子不必要地频繁吸血,以期感染更多宿主从而更广泛的传播。

  雌蚊在叮咬吸血的过程中,会由口腔中的唾液腺向伤口处注射唾液。蚊子唾液具有麻醉和抗凝血的作用,这可以让它们在吸血的时候不容易被发现,同时也可以防止血液凝结。

  

  图片来源: https://www.washingtonpost.com/graphics/health/zika-virus/?noredirect=on

  在刺穿了血管后,雌蚊将被病原体感染的血液输送到体内中肠,它们的中肠因而受到感染。病原体会在中肠内进行增殖,然后转移进入到体腔。最终病原体会渗透到唾液腺中,当蚊子叮咬下一个受害者时,病原体就会随着唾液一起注入到受害者体内。携带病毒的蚊子将唾液从唾液腺中导出注入人体,就是蚊子叮人时真正有危险的步骤。

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  图片来源:https://impakter.com/zika-virus-highlights-flaws-in-public-health-approaches-in-the-americas-part-1/   

  蚊子的免疫系统也会努力的对抗病原体。Kevin Myles等研究发现埃及伊蚊切割病毒源RNA形成小分子干扰RNA(siRNAs),这些siRNAs可以进一步指导宿主的免疫系统限制辛德毕斯病毒(Sindbis, SINV)在其体内的复制。他们用一种重组的辛德毕斯病毒(可抑制siRNAs的形成)感染蚊子,结果发现实验蚊子迅速死亡;而感染了野生型辛德毕斯病毒的对照组蚊子寿命正常。

  

  图片来源: https://doi.org/10.1073/pnas.0803408105

  

  图片来源:https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00200

  疟疾是由疟原虫属寄生虫引起的严重威胁人类生命的疾病,通过受感染的雌性按蚊叮咬传播。疟疾与艾滋病、结核病一起被世卫组织列为三大危险疾病之一。

  据世界卫生组织《2017年世界疟疾报告》显示:2016年,估计在91个国家中存在2.16亿疟疾病例,比2015年增加了500万例。2016年的疟疾死亡总数达到44.5万例,与2015年的数字(44.6万例)基本一致。   

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  图片来源:http://news.trust.org/slideshow/?id=d263d097-1186-4ba6-8805-5f1dea2032e3   

  在撒哈拉以南的非洲地区,冈比亚按蚊可一年四季存活,且不断繁殖。炎热的气候有助于疟原虫的快速生长,缩短其成长所需时间。此外,恶性疟原虫是非洲大陆最常见的疟原虫,这就导致绝大多数(90%)疟疾死亡病例都发生在非洲。

  蚊子泛滥的非洲地区无疑成为了疟疾的重灾区。疟疾控制和消除方面的总筹资在2016年估计达到27亿美元。流行国家政府提供的资金为8亿美元,占资金总额的31%  

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  图片来源:https://www.afrika-news.com/malaria-vaccine-october/

  可见传播病毒的蚊子除了给人类带来疾病和痛苦之外,还给许多国家和地区造成了巨额的经济损失。每年因蚊子传播疾病而导致数百万人死亡,也许没有蚊子的世界将会“对我们更安全”,它们的消失对于人类而言可谓意义重大。

   

  

  图片来源:https://superiorspray.com/mosquito-control-in-florida/ 

  基因改造“杀手蚊”,让蚊子自绝后代

  人类如此渴望灭绝的物种,估计也只有蚊子了。除了日常生活中我们有些方法可以减少蚊子的滋生外,目前科学家们也正积极地试图通过各种手段“彻底消灭”蚊子。探索一个没有蚊子的世界已经不只是想象:为了消除这个“令人憎恨”的物种,人们已经投入了相当多的努力。   

  20186月,比尔·盖茨宣布将捐赠预计400万美元,赞助英国生物技术公司Oxitec用于研究“转基因”变种蚊。此计划将研发通过交配减少蚊子数量的雄性“杀手蚊”,旨在遏制和根除疟疾传播。其实早在2010年,比尔·盖茨就曾向Oxitec公司赞助了490万美元,用于“杀手蚊”的早期研发工作。   

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  图片来源: https://nypost.com/2018/06/22/bill-gates-wants-mosquitoes-to-screw-each-other-to-death/  

  经科学家改造后的雄蚊因不会叮咬人类,从而不会对人类带来威胁,又称为“友好的蚊子”(Friendly Mosquitos)。改造的雄蚊体内带有一种自限性基因可经交配进入到野生雌蚊体内。在该基因影响下,雌蚊产下的后代不到成年(具备叮咬人类能力之前)便会死亡,从而达到减少野生蚊子数量的目的。

  倘若时间足够,可完全消灭吸血雌蚊的威胁,遏制虫媒疾病的传播。预计2020年底,Oxitec研发的“杀手蚊”将准备进行试验。   

  

  图片来源:

  https://onsizzle.com/i/factpoint-source-factpoint-net-during-his-2009-ted-talk-bill-gates-19318036   

  目前就是否彻底消灭蚊子这一问题,仍然还存在着很大争议。当然我们并不需要消灭掉所有的蚊子,只有少数的蚊子是有害的。科学家的目标是处理那些可以传播疾病的物种:如冈比亚按蚊,如果消灭这个物种就将拯救数百万人的生命。

  参考资料:

1. GatesNotes. The Deadliest Animal in the World. 2014-04-25; Available from: https://www.gatesnotes.com/Health/Most-Lethal-Animal-Mosquito-Week

2. WHO:寨卡病毒病已构成国际突发公共卫生事件. 2016-02-02; Available from: http://news.163.com/16/0202/08/BEQ99LHA00014JB5.html?baike

3. Kiszewksi et al., 2004. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 70(5):486-498.

4. The new daily. Sights on worlds deadliest animal as Zika virus spreads 2016-06-26; Available from: https://thenewdaily.com.au/news/world/2016/01/29/mosquito-deadliest-animal-zika-virus/

5. CD creative diagnostics. Flavivirus. Available from: https://www.creative-diagnostics.com/Flavivirus.htm

6. The Sunday news. All about malaria. 2016-02-28. Available from: http://www.sundaynews.co.zw/all-about-malaria/

7. 百度百科罗纳德·罗斯. https://baike.baidu.com/item/罗纳德·罗斯

8. 百度百科按蚊. https://baike.baidu.com/item/%E6%8C%89%E8%9A%8A

9. 百度百科伊蚊. https://baike.baidu.com/item/%E4%BC%8A%E8%9A%8A

10. 百度百科库蚊https://baike.baidu.com/item/%E5%BA%93%E8%9A%8A   

11. Myles, K. M., Wiley, M. R., Morazzani, E. M., & Adelman, Z. N. (2008). Alphavirus-derived small RNAs modulate pathogenesis in disease vector mosquitoes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105(50), 19938-19943.

12. Rajtilak Majumdar,Kanniah Rajasekaran,Jeffrey W. Cary.RNA Interference (RNAi) as a Potential Tool for Control of Mycotoxin Contamination in Crop Plants: Concepts and Considerations.Frontiers in Plant Science, 10.3389/fpls.2017.00200, 8, (2017).

13. 世界卫生组织疟疾. Available from: http://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/malaria

14. 世界卫生组织. 2017年世界疟疾报告:主要信息. 2017-11-29; Available from: http://www.who.int/malaria/media/world-malaria-report-2017/zh/#全球和区域疟疾趋势数据

15. The Washington Post. What you need to know about the Zika virus. 2016-04-04, Available from:

https://www.washingtonpost.com/graphics/health/zika-virus/?noredirect=on

16. 新浪科技比尔·盖茨花400万美元培育转基因蚊子:交配互杀. 2018-06-28; Available from:

https://tech.sina.com.cn/d/f/2018-06-28/doc-iheqpwqx8570879.shtml

17. 杨舒然,刘起勇.白纹伊蚊的全球分布及扩散趋势:中国媒介生物学及控制杂志,2013年:1-4.

18. Steemit. What's the deadliest animal of the world ?? Available from: https://steemit.com/science/@imagicnation/imagicnation-06-or-what-s-the-deadliest-animal-of-the-world   

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