利用工程抗体介导埃及伊蚊对人类虫媒病毒的广谱抑制

登革热、寨卡病毒等蚊媒病毒威胁全球健康，传统防控方法遇阻。研究人员开发转基因蚊子防控策略，表达针对病毒的小抗体（sAb）。结果显示，sAb 显著降低蚊子感染，联合 Dcr2 效果更佳。这为控制虫媒病毒传播提供新途径。

　　在全球范围内，虫媒病毒引发的疾病正日益成为人类健康的重大威胁。像登革热病毒（DENV）、寨卡病毒（ZIKV）这些属于黄病毒科的正链单链 RNA 病毒，以及基孔肯雅病毒（CHIKV）、马亚罗病毒（MAYV）这类披膜病毒科的病毒，主要通过埃及伊蚊和白纹伊蚊传播。它们不仅让患者承受病痛折磨，还带来了沉重的公共卫生负担和经济损失。据统计，登革热在 120 多个国家呈地方性流行，每年约有 3.9 亿人感染。更糟糕的是，气候变化、全球化和城市化使得伊蚊的活动范围不断扩大，原本没有疫情的地区也开始出现病例，疫情爆发的频率和规模都在增加。而目前，针对大多数虫媒病毒疾病，既缺乏有效的治疗药物，也没有可靠的疫苗，传统的依靠化学杀虫剂减少蚊子种群数量的防控方法，又因为伊蚊产生广泛的抗药性而难以发挥作用。在这样的困境下，寻找新的防控策略迫在眉睫。

约翰霍普金斯大学的研究人员为了解决这些难题，开展了一项极具创新性的研究。他们致力于开发基于转基因蚊子的虫媒病毒疾病控制策略，通过让蚊子表达具有抗病毒作用的小抗体（sAb），来抑制病毒在蚊子体内的感染和传播。研究结果令人振奋，表达特定 sAb 的转基因蚊子对多种虫媒病毒的感染显著降低，而且将 sAb 与 RNA 干扰（RNAi）通路中的关键因子 Dcr2 共同表达，能够进一步增强对病毒的抑制效果，有效减少了病毒传播。这一研究成果发表在《Communications Biology》上，为全球虫媒病毒疾病的防控开辟了新的方向，有望成为未来控制疫情的有力武器。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是基因工程技术，构建含有特定基因的质粒，如包含埃及伊蚊 G12 启动子、抗 DENV NS1 单链可变片段（scFv）和抗 CHIKV 单域抗体（sdAb）序列的质粒，并将其导入蚊子胚胎中，培育转基因蚊子；其次是病毒感染和滴定实验，用不同病毒感染转基因蚊子和野生型蚊子，通过空斑实验测定蚊子中肠和 carcass（除中肠外的蚊子身体部分）的病毒滴度；此外，还运用了分子生物学检测技术，如蛋白质免疫印迹（Western blot）、免疫荧光分析（IFA）和实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR），用于检测转基因蚊子体内相关蛋白和基因的表达情况 。

下面来详细看看研究结果：

1. 小抗体对病毒感染的广谱中和作用：研究人员筛选出能够中和病毒感染的小抗体，抗 DENV NS1 scFv（2B7）和抗 CHIKV sdAb（CC3）。前者能紧密结合多种正嗜黄病毒的 NS1 蛋白，后者可中和多种甲病毒。
2. 鉴定出能驱动双基因表达的中肠特异性启动子：通过分析吸血后蚊子中肠的转录组数据，发现两个基因 AAEL009165 和 AAEL013118 在吸血后 3 - 24 小时显著上调，它们之间的 1777bp 序列（AeG12 启动子）可驱动两个基因在相反方向表达，满足同时表达两种小抗体的需求。
3. 转基因蚊子的生成与特性分析：将构建好的质粒（piggyBacG12sAb - EGFP）与 piggyBac 转座酶 mRNA 注入蚊子卵，获得转基因蚊子。经筛选，选择 P1（G12sAb）进行后续研究。G12sAb 蚊子与野生型蚊子相比，除雌性寿命显著缩短外，其他适合度参数无差异，这可能有利于限制病毒传播。
4. 转基因蚊子中肠小抗体的高表达：吸血后，G12sAb 蚊子中肠在不同时间高表达 DENV scFv 和 CHIKV sdAb，且转基因不影响具有相同启动子序列的内源性基因表达。
5. 中肠同时表达小抗体对多种虫媒病毒的抑制作用：感染多种病毒后，G12sAb 蚊子中肠和 carcass 的病毒滴度及感染流行率显著降低，小抗体抑制病毒感染可能通过干扰中肠细胞内病毒复制实现。
6. 小抗体与 Dcr2 共表达对病毒感染和传播的抑制作用：将 G12sAb 与表达 Dcr2 的蚊子杂交获得 sAbDcr2 蚊子，其对多种病毒的抗性更强，额外吸血不影响转基因蚊子对病毒感染的抑制作用，且能显著降低病毒传播。

在讨论部分，研究人员指出，开发针对多种虫媒病毒的转基因蚊子是疾病防控策略的重大进步。他们所使用的 AeG12 启动子能同时驱动两个基因表达，且对蚊子内源性基因表达影响小，虽小抗体表达会缩短雌性蚊子寿命，但从控制病毒传播角度看可能有益。小抗体抑制蚊子体内病毒感染的机制可能是通过结合病毒蛋白影响病毒组装和成熟。不过，目前小抗体无法完全阻断病毒感染和传播，可能与抗体和病毒蛋白结合效率、表达时间差异等因素有关。同时，研究还存在一些担忧，如病毒可能产生抗性、抗性水平能否产生流行病学意义的影响等。但通过多种独立机制同时靶向病毒可增强抑制效果，小抗体与 Dcr2 共表达就是很好的例证。未来，整合基因驱动策略，利用雄蚊传播小抗体转基因，以及进一步研究病毒抗性发展等问题，将有助于推动这种转基因蚊子在野外的应用。

综上所述，该研究成功开发出表达抗虫媒病毒小抗体的转基因蚊子，为虫媒病毒疾病防控提供了一种有前景的策略。通过深入研究和不断优化，有望在未来的疾病防控中发挥重要作用，为全球公共卫生事业做出贡献。