炎炎夏日来得猝不及防，嗡嗡的蚊子已经开启了嗜血之旅。可为什么有些人总是被叮咬得满身红肿，而总有一些人却能够轻松躲过蚊子的骚扰？
在撒哈拉以南的非洲，冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）是传播疟疾的主要媒介生物，每年造成的死亡人数高达60多万。它们喜欢在人类熟睡的深夜或清晨出发寻找合适的宿主作为「猎物」。目前，大多数关于蚊子偏好的研究都是在密闭的实验室环境中进行的，但这可能并不完全代表蚊子在野外的经历——蚊子是如何在百米以外的地方找到我们的呢？
为了测试蚊子如何在更大且更现实的空间尺度上定位和选择人类宿主，约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的研究人员建造了一个溜冰场大小（面积约为1000 m3）的户外测试场。研究人员发现，人体气味对于蚊子长距离寻找宿主的行为至关重要，并且确定了特定的空气传播体味成分，这可能解释了为什么有些人比其他人对蚊子更有吸引力。
该研究以"Human scent guides mosquito thermotaxis and hostselection under naturalistic conditions"为题，发表在2023年5月19日的Current Biology杂志。
图片来源：Current Biology
研究内容：搭建世界上最大的「气味竞技场」试验
既往研究显示，人类对蚊子的吸引力受不同因素影响，其中人体呼出的二氧化碳或皮肤分泌的挥发性有机化合物或为主要影响因素，但以往大多数研究都是在封闭的实验室环境中进行的，并不能代表蚊子在野外的真实体验。
为了研究蚊子在自然的环境下的宿主狩猎策略，约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院疟疾研究所和马查研究信托基金的研究人员在非洲的赞比亚搭建了一个面积约为1000 m3的户外竞技场，开展了这项大规模气味导向趋热试验（odor-guided thermotaxis assay，OGTA）。
该研究共纳入8位志愿者，研究人员让志愿者们睡在位于测试场边界两侧的八个帐篷内，通过管道输送将帐篷里含有体味和二氧化碳的空气送到竞技场内的着陆区域，这些区域被加热到 35℃，接近人类的平均体温。
研究人员设置了8个OGTA平台，在竞技场的中心以八角形配置排列，每天晚上（22：00-次日4：00），研究人员将200只饥饿的蚊子释放到测试场，使用红外运动摄像机监测它们的活动，观察200只饥饿的蚊子选择了哪些着陆平台。
气味竞技场搭建（图片来源：参考文献[1]）
首先，研究小组比较了热量、二氧化碳和人体气味在吸引蚊子方面的相对重要性。他们发现，蚊子不会被加热的着陆垫吸引，除非是在和二氧化碳的协同作用下，但人体气味比单独的二氧化碳更具有吸引力。
冈比亚按蚊对二氧化碳目标的趋向性（图片来源：参考文献[1]）
皮肤分泌的羧酸类物质含量越高，越吸引蚊子
接下来，研究小组测试了蚊子的选择性。为了做到这一点，他们让6个人连续6个晚上睡在围绕场馆的单人帐篷里，他们用改造过的空调管道把每个帐篷里的空气——里面有睡觉的人的气味——输送到加热的着陆垫上。
除了记录蚊子的喜好，研究人员还从帐篷中收集了夜间空气样本，以表征和比较人体气味的空气传播成分。通过热解吸气相色谱/质谱分析对样本进行分析，共鉴定出了 36种人类气味相关的化合物，包括醛类、酮类、醇类、羧酸和碳氢化合物等。
经过多天的比较，研究发现，每个人对蚊子的吸引力大不相同。具体而言，与所有其他受试者相比，受蚊子青睐的人类表现出显著更高的羧酸、丁酸、异丁酸和异戊酸的丰度，以及皮肤微生物产生的乙酰丙酮的丰度，其中以羧酸的丰度最为突出。相反，在不受蚊子喜欢的人类所散发出的气味中，这15种挥发性有机物的丰度明显较低，排放的羧酸较少，但富含单萜类桉油醇（高出其他个体3倍）。
六位志愿者的气味特征（图片来源：参考文献[1]）
综上，该研究发现二氧化碳和人类气味的多种成分引导了冈比亚按蚊的趋热性，且冈比亚按蚊对特定人群表现出的嗅觉偏好与人体一种名叫羧酸的化合物有关。相比之下，最不吸引蚊子的人排放的羧酸较少，但桉油醇的含量较高。
“ 这是世界上评估蚊子嗅觉偏好的最大系统 ” 这项研究的第一作者之一Diego Giraldo说到“对蚊子来说，这是一个非常繁忙的感觉环境”。研究人员惊讶于蚊子能在巨大的场所内有效地定位和选择潜在的人类目标，并认为该研究结果或许可以帮助科学家设计新的驱虫剂，保护人们免受蚊子传播相关致命疾病的侵害。
参考资料
[1] Giraldo D, Rankin-Turner S, Corver A, et al. Human scent guides mosquito thermotaxis and host selection under naturalistic conditions. Curr Biol. 2023 May 10:S0960-9822(23)00532-8. doi: 10.1016/j.cub.2023.04.050. Epub ahead of print. PMID: 37209680
免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
热门跟贴