《Virulence》：A gut commensal Serratia marcescens inhibits dengue virus infection via prodigiosin-induced autophagy in Aedes albopictus
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蚊类肠道微生物群在调控虫媒病毒传播中发挥关键作用，然而本土共生细菌产生的特异性抗病毒代谢物及其潜在机制仍知之甚少。研究人员从中国温州野外捕获的白纹伊蚊（Aedes albopictus）中分离到一株天然肠道共生细菌——粘质沙雷氏菌（Serratia marce
蚊类肠道微生物群在调控虫媒病毒传播中发挥关键作用，然而本土共生细菌产生的特异性抗病毒代谢物及其潜在机制仍知之甚少。研究人员从中国温州野外捕获的白纹伊蚊（Aedes albopictus）中分离到一株天然肠道共生细菌——粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）WZ1株，并证明其具有抑制登革病毒（Dengue virus，DENV）感染的强效能力。通过整合代谢组学分析，研究人员鉴定出红色色素灵菌红素（prodigiosin，PG）为该菌株分泌的功能性抗病毒代谢物。PG处理以剂量和时间依赖方式抑制蚊细胞中的DENV感染，并显著降低成年白纹伊蚊中肠内DENV2 RNA水平。机制研究表明，PG优先定位于内质网（endoplasmic reticulum，ER），在此诱导ER应激并上调分子伴侣蛋白GRP78，随后激活完整的自噬流（autophagic flux），表现为Atg8-I向Atg8-II转化增强、自噬体形成增加以及溶酶体活性升高。关键在于，研究人员进一步证明PG促进自噬体与溶酶体 convergence，最终导致DENV与溶酶体区室共定位并随后被清除。自噬基因Atg8的遗传敲低和ER应激的药理抑制均显著削弱PG介导的病毒抑制，证实了PG诱导ER应激、激活自噬与病毒清除之间的功能联系。上述发现阐明本土蚊肠共生菌代谢物通过激活宿主ER应激–自噬通路限制虫媒病毒感染的新机制，为未来阻断传播研究提供机制基础和候选线索。
研究背景方面，登革病毒（Dengue virus，DENV）属黄病毒科（Flaviviridae），每年估计致1亿至4亿人感染，白纹伊蚊（Aedes albopictus）与埃及伊蚊（Aedes aegypti）为主要媒介，其分布扩张加剧流行风险。当前防控面临缺乏特异性抗病毒药和通用有效疫苗、杀虫剂抗性上升及种群控制不可持续等双重挑战。蚊中肠是虫媒病毒进入门户与生理屏障，肠道微生物群可通过调节基础免疫、物理屏障完整性及分泌具抗病毒或促病毒活性的代谢物/酶影响感染；如Enterobacter hormaechei来源鞘氨醇抗寨卡（ZIKV）/DENV，Chromobacterium经氨肽酶降解E蛋白抑DENV，但天然蚊源细菌株及其活性代谢物仍少有表征。灵菌红素（prodigiosin，PG）属prodiginine家族，由粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）产生，具抗菌、抗癌、免疫抑制等活性，对疱疹病毒（HSV）及家蚕核型多角体病毒（BmNPV）有抗病毒报道，但是否抗虫媒病毒DENV及在蚊细胞中机制未知。研究人员从温州野外白纹伊蚊中肠分离鉴定S. marcescens WZ1，证明PG在蚊细胞与成虫中肠抗DENV，并揭示其经ER应激激活完整自噬流、经自溶酶体降解病毒的机制，论文发表于《Virulence》。
主要关键技术方法方面，样本来自中国温州野外捕获雌白纹伊蚊中肠及实验室佛山株白纹伊蚊；用16S rRNA测序鉴定可培养共生菌，HPLC-MS/MS比对数据库与商业标准品鉴定PG；以C6/36与Aag2蚊细胞、DENV2 NGC株做感染模型；RT-qPCR与western blot检测NS1、Atg8、p62、GRP78、mTOR等；免疫荧光共聚焦观察PG与calnexin共定位、自噬体/溶酶体/病毒共定位并用Pearson相关系数分析；抗生素清除菌群后回殖WZ1，人工血餐感染评估体内抗病毒；siRNA敲低Atg8、4-PBA抑制ER应激以做功能验证。
研究结果如下。Intestinal Serratia from Aedes albopictus inhibits DENV infection：研究人员从野外白纹伊蚊中肠分离5类可培养菌，仅Serratia培养上清在不影响C6/36存活下使DENV2 NS1 RNA降62.5%、NS1蛋白下降，系统发育定为S. marcescens WZ1，说明存在天然抗DENV肠共生株。S. marcescens WZ1 colonization in the midgut enhances the resistance of Ae. albopictus to dengue infection：抗生素清除菌群后DENV2 NS1 RNA升133.3%，回殖WZ1使Serratia特异16S拷贝增4.3倍、病毒RNA降58.7%，表明WZ1定殖提升蚊对DENV抵抗。S. marcescens WZ1-derived prodigiosin inhibits intracellular DENV proliferation：HPLC-MS/MS确认PG为WZ1高丰度分泌物；PG预处理吸附期无效，感染后给药降57.2%病毒RNA，25 nM/75 nM剂量与时间依赖抑NS1，体内5 μM PG血餐使中肠DENV2 RNA降54.6%，证实PG为跨细胞与体内抗病毒代谢物。Prodigiosin activates cellular autophagy to inhibit DENV infection：PG使磷酸化mTOR降30.9%、Atg8-II升3.04倍且p62不累积；siAtg8敲低使Atg8-I/II与mRNA降低，并让PG抗病毒效应反转、NS1蛋白回升95.1%，说明PG经Atg8依赖自噬抑病毒。Prodigiosin induces endoplasmic reticulum stress to activate autophagy：PG与ER标志calnexin共定位，GRP78 12 h达对照2.7倍；4-PBA抑ER应激后Atg8-II降60–80%、NS1反弹53.3%，而siAtg8不影响GRP78，证明ER应激位于自噬上游。Prodigiosin promotes autolysosome formation to clear DENV：PG剂量依赖升LysoTracker信号（75 nM为2.53倍），自噬体-溶酶体Pearson系数由0.395升至0.723；DENV-溶酶体共定位由0.023升至0.540/0.718，NS1荧光降，直接证明PG促自溶酶体形成并清除病毒。
讨论部分总结：研究鉴定温州白纹伊蚊源S. marcescens WZ1经PG抗DENV，补充了Serratia属内菌株功能二态（有别于促感染的SmEnhancin株）。DENV通常劫持早期自噬体作复制支架并阻碍自溶酶体形成，PG逆转此过程、恢复完整自噬流，属“重夺被病毒利用的宿主通路”的新策略。PG在不同细胞有异：胶质瘤/角膜上皮促自噬，HeLa中阻自噬流，本研究在蚊细胞建立完整促降解自噬模型。PG富集ER并升GRP78，研究将其视为ER应激标志，可能恶化ER相关复制环境并将病毒组分导向自噬-溶酶体降解，而非证明物理破坏复制工厂。转化上，WZ1可作益生菌式种群替代类似Wolbachia，PG或其衍生物可制糖饵/幼虫剂；但成虫适合度、 disseminated感染与传播能力、现场稳定性、对ZIKV/基孔肯雅病毒广谱性仍待研究。
结论部分翻译：本研究鉴定蚊肠共生菌粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）WZ1及其功能性代谢物灵菌红素（prodigiosin）为DENV感染抑制因子。研究人员进一步阐明一抗病毒机制：PG诱导内质网（ER）应激并激活功能性自噬流，促进溶酶体靶向及登革病毒相关组分清除。综上，这些发现深化对蚊–微生物–病毒互作的理解，并为未来降低媒介蚊类虫媒病毒感染的研究提供机制框架与候选线索。
