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強烈吸引力！ 你有「苯乙酮」味道嗎？恐是蚊子的天菜
2023-11-13
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感染登革熱患者的苯乙酮釋放量較高，道出氣味成分中的苯乙酮對蚊子具有強烈吸引力。
雖然登革熱疫情進入秋天後稍有趨緩，但部分地區登革熱個案數仍居高不下。台大公衛學院教授陳秀熙率領團隊於《健康智慧生活圈》直播節目，探討微生物菌相（Microbiota）對於登革熱流行與防治的影響，研究發現「苯乙酮」對蚊子具有強烈吸引力，而維生素A衍生物有助減少苯乙酮生成細菌，並降低病毒傳播，因此透過改變微生物菌而達到登革熱防治極為重要。
改變氣味降低埃及斑蚊叮咬
台灣以至國際今年登革熱疫情較為嚴重，可能因素包含氣候及環境因子影響蚊蟲微生物菌相，導致蚊蟲叮咬傳播能力增強而造成流行加劇，如何透過改變微生物菌而達到登革熱防治極為重要。
陳秀熙說明，由攝取維生素A衍生物提升mRELMα酶有效抑制皮膚微生物菌相，藉此降低易使埃及斑蚊叮咬物質「苯乙酮」，有效減少登革熱感染之實證依據。除了人類微生物菌相影響登革熱流行，蚊子共生微生物也會透過分泌化學物質與酶、誘導免疫反應及改變蚊子生化環境來影響蚊子的傳播能力。
知名期刊《CELL》一篇研究中，以實驗小鼠及人類手臂進行實驗，探討蚊子尋找宿主所採取之模式。研究發現，感染登革熱小鼠身上微生物菌群出現「苯乙酮」，其所產生氣味對蚊子有強烈吸引力，使登革熱患者容易被蚊子叮咬，而當蚊子再叮咬其他人時即造成病原菌傳播。
此外，研究發現服用維生素A衍生物之實驗小鼠，體內mRELMα酶增加，可有效抑制皮膚受病原菌感染，因此當體內缺乏維生素A，抑制體內受到病原菌感染機轉消失，造成細菌增殖釋放苯乙酮，並吸引蚊子叮咬，所以應使身體產生苯乙酮可能性降低。
雖然目前研究說明改變氣味可有效減少蚊子叮咬，但未來人們是否不需使用含有化學物質之防蚊產品，以洗澡方式消除身上苯乙酮，或是補充維生素A衍生物是否能有效防止蚊子叮咬，皆有待科學家進一步以實驗證實。然而，未來仍可想像透過人類腸道菌相變革，控制登革熱疫情，並利用科技產業讓生物防治可做得更完善。
陳秀熙說明，由攝取維生素A衍生物提升mRELMα酶有效抑制皮膚微生物菌相，藉此降低易使埃及斑蚊叮咬物質「苯乙酮」，有效減少登革熱感染之實證依據。除了人類微生物菌相影響登革熱流行，蚊子共生微生物也會透過分泌化學物質與酶、誘導免疫反應及改變蚊子生化環境來影響蚊子的傳播能力。
知名期刊《CELL》一篇研究中，以實驗小鼠及人類手臂進行實驗，探討蚊子尋找宿主所採取之模式。研究發現，感染登革熱小鼠身上微生物菌群出現「苯乙酮」，其所產生氣味對蚊子有強烈吸引力，使登革熱患者容易被蚊子叮咬，而當蚊子再叮咬其他人時即造成病原菌傳播。
此外，研究發現服用維生素A衍生物之實驗小鼠，體內mRELMα酶增加，可有效抑制皮膚受病原菌感染，因此當體內缺乏維生素A，抑制體內受到病原菌感染機轉消失，造成細菌增殖釋放苯乙酮，並吸引蚊子叮咬，所以應使身體產生苯乙酮可能性降低。
雖然目前研究說明改變氣味可有效減少蚊子叮咬，但未來人們是否不需使用含有化學物質之防蚊產品，以洗澡方式消除身上苯乙酮，或是補充維生素A衍生物是否能有效防止蚊子叮咬，皆有待科學家進一步以實驗證實。然而，未來仍可想像透過人類腸道菌相變革，控制登革熱疫情，並利用科技產業讓生物防治可做得更完善。
「微生物菌相」解開埃及斑蚊叮咬之謎
為何氣味會吸引埃及斑蚊叮咬？台大公衛團隊剖析當中機轉原理：
•為何埃及斑蚊比較容易叮咬感染登革熱小鼠？
林庭瑀博士表示，關於此問題可透過三籠嗅覺計實驗，將健康與受感染小鼠分為兩群，再將埃及斑蚊放入籠中，觀察其偏好飛向哪一群體，從結果中發現，實驗前2天埃及斑蚊並無顯著選擇差異，但在4至6天後，埃及斑蚊明顯較傾向選擇感染登革熱小鼠，進一步探討其是否是受氣味影響？因此在裝置中加入除臭裝置，發現除臭後埃及斑蚊並無顯著選擇差異，道出確實是受感染族群氣味主導蚊子選擇偏好。
•何種氣味成分對蚊子具有強烈吸引力？
經過蒐集感染小鼠氣味與分析後，發現苯乙酮會引起蚊子強烈觸角反應，並將小鼠皮膚與人體皮膚塗抹苯乙酮進行實驗，發現對蚊子選擇偏好具有顯著影響，同時也觀察到感染登革熱患者的苯乙酮釋放量較高，道出氣味成分中的苯乙酮對蚊子具有強烈吸引力。
•破壞腸道微生物或皮膚微生物，會影響苯乙酮生成嗎？
從實驗結果可以發現，移除皮膚微生物後，苯乙酮釋放率大幅減少，代表皮膚微生物對釋放苯乙酮具有顯著影響，其中又以彎曲芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、解蛋白芽孢桿菌以及維德曼芽孢桿菌對苯乙酮生成具有較高影響力。
•登革熱病毒透過何種生物機制影響苯乙酮？
在身物體中，mRELMα為一種重要抗菌蛋白，能有效抑制皮膚受病原細菌感染，而在感染登革熱患者中卻缺乏此種酶，道出登革熱病毒透過破壞mRELMα促進苯乙酮生成細菌增殖。
•如何減少苯乙酮生成？
維生素A衍生物可恢復mRELMα，減少苯乙酮生成細菌，並降低病毒傳播。（Hong Zhang et al., Cell, 2022）
•為何埃及斑蚊比較容易叮咬感染登革熱小鼠？
林庭瑀博士表示，關於此問題可透過三籠嗅覺計實驗，將健康與受感染小鼠分為兩群，再將埃及斑蚊放入籠中，觀察其偏好飛向哪一群體，從結果中發現，實驗前2天埃及斑蚊並無顯著選擇差異，但在4至6天後，埃及斑蚊明顯較傾向選擇感染登革熱小鼠，進一步探討其是否是受氣味影響？因此在裝置中加入除臭裝置，發現除臭後埃及斑蚊並無顯著選擇差異，道出確實是受感染族群氣味主導蚊子選擇偏好。
•何種氣味成分對蚊子具有強烈吸引力？
經過蒐集感染小鼠氣味與分析後，發現苯乙酮會引起蚊子強烈觸角反應，並將小鼠皮膚與人體皮膚塗抹苯乙酮進行實驗，發現對蚊子選擇偏好具有顯著影響，同時也觀察到感染登革熱患者的苯乙酮釋放量較高，道出氣味成分中的苯乙酮對蚊子具有強烈吸引力。
•破壞腸道微生物或皮膚微生物，會影響苯乙酮生成嗎？
從實驗結果可以發現，移除皮膚微生物後，苯乙酮釋放率大幅減少，代表皮膚微生物對釋放苯乙酮具有顯著影響，其中又以彎曲芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、解蛋白芽孢桿菌以及維德曼芽孢桿菌對苯乙酮生成具有較高影響力。
•登革熱病毒透過何種生物機制影響苯乙酮？
在身物體中，mRELMα為一種重要抗菌蛋白，能有效抑制皮膚受病原細菌感染，而在感染登革熱患者中卻缺乏此種酶，道出登革熱病毒透過破壞mRELMα促進苯乙酮生成細菌增殖。
•如何減少苯乙酮生成？
維生素A衍生物可恢復mRELMα，減少苯乙酮生成細菌，並降低病毒傳播。（Hong Zhang et al., Cell, 2022）
蚊子共生微生物群
關於蚊子體內微生物群，舉例而言：蚊子身體表面含有昆蟲病原真菌，為致病性真菌，如：Beauveria, Metarhizium, Lagenidium及Coelomomyces，會感染並導致蚊子死亡；中腸含有共生真菌，包含yeasts如：Candida及Pichia、Penicillium；體細胞含有病毒，可在蚊子體內複製，包括：Flavivirus, Togaviridae, Bunyaviridae, Densovirinae,及Mesoniviridae；而生殖器官具有細胞內共生物細菌（Wolbachia）。（Gao et al, Trends in Parasitology 2020）
▲蚊子身體表面含有昆蟲病原真菌，體細胞含有病毒，而生殖器官具有細胞內共生物細菌。（台大公衛團隊提供）
嚴明芳教授說明，一項研究探討蚊子腸道微生物（Gut Microbiota）是否影響流行傳播，發現蚊子腸道微生物群可直接影響其傳播能力，方法如：分泌抑制病毒和瘧原蟲化學物質和酶、誘導免疫反應、改變蚊子中腸屏障或生化環境等。蚊子腸道微生物對蚊子具有其他作用，包括：調節繁殖行為和繁殖率，最終影響媒介密度，交配過程中產生吸引蚊子交配之費洛蒙，改變交配偏好，以及影響蚊子繁殖後代，過去研究發現，在淡色庫蚊（Culex pipiens）中，將芽孢桿菌和葡萄球菌重新引入經抗生素處理蚊子中可增強其繁殖能力。
關於Wolbachia誘發細胞不相容性和阻斷病原體機轉，研究發現感染 Wolbachia 之雌性與雄性蚊子Wolbachia交配後可產卵，此外，Wolbachia會與病毒和病原蟲競爭養分，活化對抗病毒和病原蟲之免疫反應。（Huicheng Shi, et al. Protein & Cell, 2023）
健康智慧生活圈線上直播–微生物菌相解開埃及斑蚊叮咬與人類長生不老之謎
本文經 健康醫療網 授權刊登，原文發表於此
【健康醫療網／記者鄭宜芬報導】2023/11/10
嚴明芳教授說明，一項研究探討蚊子腸道微生物（Gut Microbiota）是否影響流行傳播，發現蚊子腸道微生物群可直接影響其傳播能力，方法如：分泌抑制病毒和瘧原蟲化學物質和酶、誘導免疫反應、改變蚊子中腸屏障或生化環境等。蚊子腸道微生物對蚊子具有其他作用，包括：調節繁殖行為和繁殖率，最終影響媒介密度，交配過程中產生吸引蚊子交配之費洛蒙，改變交配偏好，以及影響蚊子繁殖後代，過去研究發現，在淡色庫蚊（Culex pipiens）中，將芽孢桿菌和葡萄球菌重新引入經抗生素處理蚊子中可增強其繁殖能力。
關於Wolbachia誘發細胞不相容性和阻斷病原體機轉，研究發現感染 Wolbachia 之雌性與雄性蚊子Wolbachia交配後可產卵，此外，Wolbachia會與病毒和病原蟲競爭養分，活化對抗病毒和病原蟲之免疫反應。（Huicheng Shi, et al. Protein & Cell, 2023）
健康智慧生活圈線上直播–微生物菌相解開埃及斑蚊叮咬與人類長生不老之謎
本文經 健康醫療網 授權刊登，原文發表於此
【健康醫療網／記者鄭宜芬報導】2023/11/10
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