2025年3月1日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研发出基于肠道共生菌干预的“一箭多雕”精准阻断三大虫媒传染病并发传播的治蚊防病新策略。通过对蚊虫肠道共生细菌Serratia AS1进行遗传工程改造，使其智能响应血餐信号驱动合成多种“活性蛋白”效应分子，实现多弹头精准狙杀入侵肠道的疟原虫和病毒。研究证实，实验室和半田间条件下，构建的工程共生菌能有效抑制疟原虫、登革病毒和寨卡病毒在蚊虫体内的感染，为遏制多种蚊媒疾病的并发传播提供了新技术，并有望为综合防控蚊媒传染病开辟新途径（图1）。

按蚊（Anopheles）和伊蚊（Aedes）分别是疟原虫和多种病毒（如登革病毒、寨卡病毒、黄热病毒、乙脑病毒、基孔肯雅病毒等）的传播媒介，可引发疟疾、登革热、寨卡热、黄热病、流行性乙型脑炎、基孔肯雅热等蚊媒传染病，每年在全球范围内导致数亿人感染，严重威胁人类健康。随着全球气候变化加剧，蚊虫地理分布范围不断扩张，全球超过一半人口生活在两种或以上蚊媒传染病风险的地区。在非洲、拉丁美洲、美洲、南美洲和亚洲等蚊媒疾病流行区域，不同蚊媒疾病常常出现并发感染和共流行。多种病原体并发感染可能产生抗体依赖性增强效应，不仅导致患者病情加重，还加大诊断和治疗难度，给公共卫生带来复杂而严峻的挑战。

由于疟原虫对抗疟药物的耐药性不断增加，而登革热和寨卡热等病毒性疾病仍缺乏有效疫苗和特效治疗药物，目前防控蚊媒传染病的主要手段仍依赖于媒介蚊虫的消杀。然而，化学杀虫剂的长期使用导致蚊虫普遍产生了抗药性，并对环境造成持续污染。因此，迫切需要研发新的干预策略，以有效遏制疟疾和虫媒病毒病的传播。

控制源头、切断病原体传播途径，是传染病防控的治本之策。疟原虫和虫媒病毒必须在蚊虫体内完成增殖和发育后才具备传播能力，而肠道微生物在维护蚊虫肠道屏障和抵御病原体感染中发挥重要作用。王四宝研究团队围绕蚊虫肠道共生菌的定殖机制及其拮抗疟原虫感染的分子机制，取得了一系列重要成果(PNAS, 2012; Science, 2017; Nature Microbiology, 2021; Nature Communications, 2023; Cell Host & Microbe, 2023)，研发出基于共生菌干预的阻断蚊媒疾病传播的“治蚊防病”策略，为新型虫媒疾病防控策略的发展提供了重要的理论与技术支撑。

为应对多种蚊媒疾病并发传播的挑战，该研究研发出基于肠道共生菌干预的“一箭多雕”精准阻断三大虫媒传染病并发传播的“治蚊防病”新策略。研究团队通过测试，选择能在按蚊和伊蚊肠道内稳定定殖的沙雷氏菌AS1作为底盘菌株。为确保菌株仅在蚊虫吸血后肠道内特异性表达抗病原效应分子，研究团队结合转录组和蛋白质组学分析，经过体内外筛选与测试，鉴定出一个血餐特异诱导型脂肪酶基因LipA启动子。随后，通过遗传改造构建出携带LipA启动子驱动模块和三个效应基因的工程菌AS1-TK，使其智能响应蚊虫血餐信号（时间特异性），在蚊虫肠道内（空间特异性）触发合成分别拮抗疟原虫、四种血清型登革病毒和寨卡病毒的多种“活性蛋白”效应分子。实验结果表明，携带工程菌AS1-TK的按蚊体内疟原虫卵囊数量相比对照组显著减少；同样地，携带AS1-TK的埃及伊蚊和白纹伊蚊体内登革病毒和寨卡病毒载量也显著下降，表明该工程菌能够在不同蚊虫体内有效狙击多种病原体的感染。在模拟自然环境的半田间条件下进行的大笼试验以及室内共感染测试进一步证实，工程菌AS1-TK能在按蚊和伊蚊肠道内稳定定植和在蚊群间散播，能有效阻断多种蚊媒病原体的传播，展现出其在综合防控多种蚊媒疾病方面的巨大潜力。

该研究面向多种蚊媒疾病并发传播带来的公共卫生挑战与防控需求，通过构建具备血餐信号感应模块的智能化工程共生菌，研发出“一箭多雕”的精准防控新技术，实现了同时阻断多种蚊媒病原体的并发传播。借助效应分子的时空特异性智能表达机制，有效避免对底盘菌株、宿主蚊虫和非目标生物的潜在不利影响。这一基于肠道共生菌干预的“一箭多雕”治蚊防病策略，为应对多种蚊媒传染病的并发传播提供了新的解决方案，展现出广阔的应用前景。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心王四宝研究组2020级博士研究生胡文倩、研究组副研究员高涵（现苏州大学教授）、崔春来（现华东师范大学研究员）为论文的共同第一作者，王四宝研究员为通讯作者。博士后汪丽华和王义冠，博士研究生李祎斐、郑奕彤，高级实验师李芳和硕士研究生夏天雨共同参与了研究工作。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、新基石研究员项目、中国科学院、盖茨基金会、上海市科技重大项目和上海市加强公共卫生体系建设三年行动计划（2023-2025）等资助。

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图1.基于肠道共生菌干预的“一箭多雕”治蚊防病策略，精准阻断疟疾、登革热及寨卡热的并发传播。