朱春玲 李金福 郭曉霞 趙彤言

(1.軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院微生物流行病研究所，病原微生物生物安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，媒介生物危害和自然疫源性疾病北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100071；2.貴州醫(yī)科大學(xué)人體寄生蟲(chóng)學(xué)教研室，貴州貴陽(yáng) 550000)

蚊媒病毒是由蚊蟲(chóng)通過(guò)叮咬人、畜而傳播的病毒，它能在蚊蟲(chóng)體內(nèi)繁殖而不使其致病，但可通過(guò)叮咬將病毒傳播給人類(lèi)從而使人出現(xiàn)出血、腦炎、發(fā)熱等癥狀。絕大多數(shù)蚊媒病毒均是RNA病毒，其中包括黃病毒科(Flaviviridae)(+ssRNA)、披膜病毒科(Togaviridae)(+ssRNA)、布尼亞病毒科(Bunyaviridae)(-ssRNA)、彈狀病毒科(Rhabdoviridae)(-ssRNA)和呼腸孤病毒科(Reoviridae)(dsRNA)(Gubler 2001; Contigianietal., 2017)。由于全球旅游和城市化的迅猛發(fā)展，蚊蟲(chóng)在全球范圍內(nèi)快速擴(kuò)張，蚊媒病的暴發(fā)流行和傳播擴(kuò)散對(duì)全球人類(lèi)和動(dòng)物健康構(gòu)成了潛在風(fēng)險(xiǎn)(Kraemeretal., 2015)，其中登革熱和寨卡病毒病是最具破壞性的疾病。近年來(lái)，登革熱發(fā)病率急劇上升，每年估計(jì)有3.9億人感染登革病毒。寨卡病毒是一種新興的蚊媒病毒，2015—2016年寨卡病毒的流行在拉丁美洲產(chǎn)生了巨大影響，這種疾病對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成重大威脅。因此，2016 年 2 月世界衛(wèi)生組織(WHO)宣布將寨卡疫情列為全球緊急公共衛(wèi)生事件(Mayeretal., 2017)。目前，多數(shù)蚊媒病毒病仍然沒(méi)有有效的疫苗或特定的治療方法。因此，抑制病毒在蚊蟲(chóng)體內(nèi)復(fù)制和阻斷病毒傳播將是控制蚊媒病毒傳播的有效途徑。而對(duì)蚊蟲(chóng)體內(nèi)先天抗蚊媒病毒感染的免疫機(jī)制進(jìn)行研究將有助于制定新的蚊媒病控制策略。

大多數(shù)蚊媒病毒可造成脊椎動(dòng)物顯著的發(fā)病率和死亡率，而蚊蟲(chóng)本身不致病，普遍認(rèn)為蚊媒病毒感染在蚊蟲(chóng)體內(nèi)是持久性和系統(tǒng)性的(Lambrechtsetal., 2009)，因?yàn)槲孟x(chóng)已經(jīng)進(jìn)化出一種獨(dú)特、有效的免疫系統(tǒng)，能將病毒復(fù)制降低到非致病水平。與哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)不同，蚊蟲(chóng)不具備適應(yīng)性免疫反應(yīng)，其主要依靠先天免疫來(lái)對(duì)抗病毒感染。小RNA干擾(RNAi)和一些保守的固有免疫信號(hào)途徑，如JAK-STAT(Janus kinase-signal transducer and activator of transcription)途徑、Toll樣信號(hào)通路(Toll-like receptors)途 徑 和免 疫 缺 陷(Immune deficiency，IMD)途徑，是蚊蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)抗病毒機(jī)制的主要組成部分。其中，蚊蟲(chóng)體內(nèi)最強(qiáng)大的抗病毒防御是RNA干擾(RNAi)途徑(Dingetal., 2007)。

1 RNA干擾(RNAi)途徑

RNA干擾(RNAi)是蚊蟲(chóng)抗病毒的核心機(jī)制，特別是通過(guò)RNA的降解(又稱RNA沉默)來(lái)控制病毒感染。RNAi 途徑主要包含3種主要的小RNA途徑：小干擾RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)和PIWI蛋白相互作用RNA(piRNA)(Keeneetal., 2004; Campbelletal., 2008；Fragkoudisetal., 2009; Donaldetal., 2012; Blairetal., 2015; Miesenetal., 2016)(圖1)。

圖1 蚊蟲(chóng)的RNAi途徑(A)和JAK-STAT, Toll, Imd途徑(B)(Lee et al., 2019)

1.1 siRNA途徑

蚊蟲(chóng)的siRNA抗病毒免疫是由病毒復(fù)制過(guò)程中產(chǎn)生的外源長(zhǎng)雙鏈RNA(dsRNA)分子觸發(fā)的。這些dsRNA被一些siRNA生物發(fā)生成分識(shí)別，并被加工成21個(gè)核苷酸(nt)為主的成熟病毒siRNA(vsiRNA)。這些vsiRNAs被加載到包含內(nèi)切酶Argonaute-2(Ago-2)的多蛋白R(shí)NA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物(RISC)中。Ago-2可與含有互補(bǔ)序列的病毒RNA基因組(或mRNA)靶向結(jié)合，觸發(fā)靶RNA的裂解，從而減少病毒的復(fù)制。這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了外源RNAi途徑在控制病毒復(fù)制中的作用(Keeneetal., 2004; Campbelletal., 2008; Sanchez-Vargasetal., 2009; Carissimoetal., 2015; Dietrichetal., 2017)。

siRNA在蚊蟲(chóng)體內(nèi)抗病毒作用首次在岡比亞按蚊Anophelesgambiae細(xì)胞系中被證實(shí)，在該細(xì)胞系中，抑制病毒RNA的復(fù)制依賴于Ago-2蛋白(Lietal., 2004)。隨后，多個(gè)研究報(bào)道，在敲除siRNA通路相關(guān)成分后，感染蚊媒病毒的蚊蟲(chóng)和細(xì)胞株中的病毒復(fù)制水平均升高(Keeneetal., 2004; Lietal., 2004; Campbelletal., 2008; Cirimotichetal., 2009；Brackneyetal., 2009; Sanchez-Vargasetal., 2009; Varjaketal., 2017)。一些研究還表明，成蚊和蚊蟲(chóng)細(xì)胞系感染蚊媒病毒后會(huì)產(chǎn)生病毒衍生的siRNAs(vsiRNAs)(Mylesetal., 2008; Mylesetal., 2009; Brackneyetal., 2009; Scottetal., 2010; Siuetal., 2011; Legeretal., 2013; Schnettleretal., 2013)。此外，這些siRNAs被證明在蚊蟲(chóng)感染甲病毒的過(guò)程中具有重要的抗病毒作用。埃及伊蚊Aedesaegypti和岡比亞按蚊在感染了能夠表達(dá)dsRNA結(jié)合蛋白和RNA沉默病毒抑制因子(VSR)的重組甲病毒后，蚊蟲(chóng)體內(nèi)的vsiRNAs顯著減少，導(dǎo)致病毒復(fù)制量和蚊蟲(chóng)死亡率顯著增加(Mylesetal., 2008)。這些蚊蟲(chóng)感染了能夠表達(dá)VSR蛋白的重組甲病毒后的反應(yīng)與RNAi缺失的突變果蠅感染病毒時(shí)病毒復(fù)制增加的疾病表型相似(Hardyetal., 1983; Matrangaetal., 2005；Ghildiyaletal., 2009)。最近在敲除Dcr-2的埃及伊蚊感染Sindbis病毒(SINV)時(shí)也觀察到類(lèi)似的疾病表型，這表明Dcr-2能夠引發(fā)抗病毒免疫反應(yīng)，并限制病毒在媒介宿主中的致病作用(Matrangaetal., 2005; Basuetal., 2015; Samueletal., 2016)。在同一項(xiàng)研究中，與野生型蚊蟲(chóng)相比，Dcr-2基因突變型的埃及伊蚊感染黃病毒后體內(nèi)病毒的復(fù)制顯著增加，表明RNAi也是蚊蟲(chóng)重要的抗黃病毒機(jī)制。

在受到蚊蟲(chóng)宿主的先天免疫消除的同時(shí)，蚊媒病毒也在進(jìn)化，以對(duì)抗蚊媒的抗病毒免疫途徑。通過(guò)鑒定蚊媒病毒基因組中編碼的RNA沉默的抑制因子(VSR)，有助于了解蚊媒病毒在蚊蟲(chóng)體內(nèi)的長(zhǎng)期感染和傳播機(jī)理(Schusteretal., 2014)。布尼亞維拉病毒(Bunyamwera virus, BUNV)S段(NSs)編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白是VSR，研究表明BUNV-NSs缺失突變株在Dcr-2缺陷型蚊蟲(chóng)細(xì)胞系的病毒復(fù)制水平比正常蚊蟲(chóng)細(xì)胞系高，并且對(duì)于埃及伊蚊來(lái)說(shuō)，BUNV-NSs缺失突變株的感染能力比野生型BUNV低(Szemieletal., 2012)。另一研究表明登革熱病毒(Dengue virus，DENV)NS4B蛋白可干擾Dicer對(duì)siRNAs的處理(Kakumanietal., 2013)。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的基因沉默研究表明，跨膜結(jié)構(gòu)域3和5在某種程度上參與了VSR抑制病毒增殖的活性(Kakumanietal., 2013)。然而，其具體的抑制機(jī)制尚不清楚。此外，有研究發(fā)現(xiàn)在Dcr-2缺陷型蚊蟲(chóng)細(xì)胞系中，黃病毒衣殼蛋白(yellow fever virus capsid, YFC)可作為VSRs，從而拮抗siRNA途徑(Samueletal., 2016)。YFC 可能通過(guò)dsRNA的非特異性結(jié)合而使siRNA途徑產(chǎn)生拮抗作用，繼而干擾Dicer產(chǎn)生vsiRNA。VSRs與dsRNA的非特異性結(jié)合在探討其拮抗作用的過(guò)程中起著重要作用。

1.2 piRNA途徑

piRNAs是最大的一類(lèi)與PIWI蛋白相互作用的小的非編碼RNA，大小通常在24～30 nt之間，并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)座(Hirakataetal., 2016)。piRNA 的生成不依賴 Dicer，而依賴 PIWI 亞家族蛋白，piRNA分子與Argonaute-3(Ago-3)和PIWI蛋白相互作用，形成所謂的“乒乓”機(jī)制(Brenneckeetal., 2007)。與果蠅相似，岡比亞按蚊基因組編碼3個(gè)PIWI亞家族成員：Ago3、PIWI和Aub，致倦庫(kù)蚊Culexquinquefasciatus有7個(gè)，而埃及伊蚊的已經(jīng)增加到8個(gè)(PIWI 1-7和Ago3)，其中一些蛋白的表達(dá)已經(jīng)在蚊蟲(chóng)細(xì)胞或組織中得到證實(shí)(Brenneckeetal., 2007; Campbelletal., 2008; Lewisetal., 2016)。一些研究發(fā)現(xiàn)在病毒感染的伊蚊細(xì)胞和組織中可以檢測(cè)到多種病毒piRNAs(vpiRNAs)，這些vpiRNAs屬于Togaviridae(Brackneyetal., 2010; Vodovaretal., 2012)，黃病毒科(Brackneyetal., 2010; Hessetal., 2011; Miesenetal., 2016)，布尼亞病毒科(Brackneyetal., 2010; Vodovaretal., 2012)和Reoviridae(Schnettleretal., 2012)。

除了siRNA途徑外，piRNA途徑也是抵御蚊媒病毒的重要防線。比如，有研究表明，在埃及伊蚊Aag2細(xì)胞中，Piwi4基因被敲除后，SFV的復(fù)制能力得到了顯著提高(Schnettleretal., 2013)。Aag2細(xì)胞中Piwi5和Ago3的敲除導(dǎo)致SINV中vpiRNA的表達(dá)顯著下降，但病毒復(fù)制沒(méi)有受到太大的影響(Miesenetal., 2016)。感染了SINV或RVFV的伊蚊U4.4和Aag2細(xì)胞的培養(yǎng)物中檢測(cè)到病毒基因組衍生的siRNAs和具有乒乓循環(huán)特征的piRNAs(Morazzanietal., 2012; Vodovaretal., 2012；Legeretal., 2013)。在果蠅的研究中首次發(fā)現(xiàn)piRNA乒乓通路，原發(fā)的piRNA與兩種PIWI蛋白(Aub和PIWI)相關(guān)，與Ago3無(wú)關(guān)。二次乒乓擴(kuò)增是piRNAs特異性特征的起源，其中包括反義鏈piRNAs的第一核苷酸位置(1U)偏向和正義鏈piRNAs的位置10(10 A)偏向(Brenneckeetal., 2007; Brackneyetal., 2010)。對(duì)感染CHIKV的白紋伊蚊頭部和胸部的小RNA序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)病毒衍生的piRNAs的數(shù)量增加了5.7倍，且在缺乏生殖組織的蚊蟲(chóng)中有59U和A10的標(biāo)記，提示這些piRNAs是一種非典型乒乓依賴性途徑的產(chǎn)物(Morazzanietal., 2012)。

研究發(fā)現(xiàn)整個(gè)或部分RNA病毒序列在宿主基因組中持續(xù)整合或內(nèi)化(Holmes 2011; Feschotteetal., 2012)，這為蚊媒病毒基因組起源和進(jìn)化提供了記錄。這些內(nèi)源性病毒元素(EVEs)可能在蚊蟲(chóng)的抗病毒免疫中發(fā)揮作用。最近，在白紋伊蚊和埃及伊蚊的基因組中發(fā)現(xiàn)了大量的EVE(Suzukietal., 2017)，是類(lèi)piRNA分子的重要來(lái)源。這些由內(nèi)源性黃病毒素(EFVEs)產(chǎn)生的piRNAs主要以反義方向轉(zhuǎn)錄，提示EVEs通過(guò)靶向病毒RNA在piRNA途徑中的作用。

科學(xué)家們現(xiàn)在對(duì)piRNAs的生物起源和功能有了初步的了解，但仍有許多問(wèn)題有待探索。需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定vpiRNA產(chǎn)生的分子機(jī)制以及piRNA途徑對(duì)蚊媒病毒媒介相互作用的貢獻(xiàn)。

1.3 miRNA途徑

MicroRNAs(miRNAs)是約22個(gè)核苷酸(nt)的非編碼 RNA，通過(guò)在轉(zhuǎn)錄水平或轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，在各種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用(Jonasetal., 2015)。miRNA前體(pri-miRNAs)起源于獨(dú)立的miRNA基因或mirtrons，在RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中被編碼為內(nèi)含子。發(fā)夾結(jié)構(gòu)的pri-miRNA被RNaseⅢ型內(nèi)切酶Drosha加工成約70 bp的發(fā)夾，然后由Dicer-1將其從細(xì)胞核中導(dǎo)出到細(xì)胞質(zhì)中，再由Exportin 5將其切割成約20 bp的miRNA雙鏈(Yietal., 2003; Kimetal., 2009; Haetal., 2014)。根據(jù)miRNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物(miRISCs)的不同結(jié)構(gòu)，細(xì)胞質(zhì)中的miRNA雙鏈被裝載到Ago-1或Ago-2蛋白中(Forstemannetal., 2007; Ghildiyaletal., 2010; Yangetal., 2014)。miRISC主要利用成熟miRNA(種子區(qū))5′-端的殘基2-8，利用前導(dǎo)鏈尋找互補(bǔ)的RNA序列，從而導(dǎo)致RNA降解(由Ago-2進(jìn)行)、翻譯抑制或兩者兼有(由Ago-2以外的其他Ago蛋白介導(dǎo))(Lietal., 2014；Wilczynskaetal., 2015)。通常，動(dòng)物miRNA結(jié)合位點(diǎn)主要位于3′-UTR(Pillaietal., 2007)，然而5′-UTR或編碼區(qū)的miRNA結(jié)合位點(diǎn)也有報(bào)道，并且能參與轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控(Leeetal., 2009；Hausseretal., 2013; Brummeretal., 2014)。

迄今為止，已有一些蟲(chóng)媒病毒媒介(主要是蚊蟲(chóng))的miRNAs被報(bào)道。包括埃及伊蚊(Lietal., 2009)、白紋伊蚊(Skalskyetal., 2010；Guetal., 2013)、岡比亞按蚊(Winteretal., 2007)、斯蒂芬斯按蚊Anophelesstephensi(Meadetal., 2008)和致倦庫(kù)蚊(Skalskyetal., 2010)。在無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物中，病毒感染可引起細(xì)胞miRNAs的差異表達(dá)，這可能是由宿主對(duì)感染的反應(yīng)或病毒干擾miRNA的生物發(fā)生所致。

早期的一項(xiàng)研究中，致倦庫(kù)蚊感染西尼羅河病毒(紐約株99，WNVNY99)后可引起蚊體內(nèi)少量miRNAs表達(dá)量的變化(Skalskyetal., 2010)。其中miR-989下調(diào)了2.8倍，而miR-92在病毒感染后上調(diào)1.5倍。對(duì)感染W(wǎng)NVNY99的致倦庫(kù)蚊進(jìn)行高通量測(cè)序，發(fā)現(xiàn)除這兩個(gè)miRNAs外，另外還有4個(gè)miRNAs、miR-957、miR-970、miR-980和miR-33在WNVNY99感染的蚊蟲(chóng)中的表達(dá)量也有不同程度的變化。研究人員推測(cè)miR-989和miR-92可能在WNV與蚊蟲(chóng)的相互作用中起作用。在埃及伊蚊中，有研究表明DENV(Campbelletal., 2014)和ZIKV(Saldanaetal., 2017)的感染都可引起蚊蟲(chóng)體內(nèi)miRNA譜發(fā)生改變。將感染登革病毒2型(DENV-2)后2、4和9 d的蚊蟲(chóng)miRNA譜與對(duì)照組蚊蟲(chóng)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，DENV-2感染后，共有35個(gè)miRNAs的表達(dá)量發(fā)生顯著差異；在感染后2 d(dpi)有5個(gè)miRNAs，在感染后4 d有3個(gè)miRNAs，在感染后9 d有27個(gè)miRNAs；其中4個(gè)上調(diào)，其余下調(diào)。有趣的是，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)差異表達(dá)顯著的miRNAs是不同的(Campbelletal., 2014)。而感染ZIKV后2、7和14 d的埃及伊蚊和未感染的埃及伊蚊進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)寨卡病毒感染后3個(gè)時(shí)間點(diǎn)都有miRNAs發(fā)生顯著差異表達(dá)，并且發(fā)現(xiàn)了17個(gè)miRNAs在所有時(shí)間點(diǎn)都有差異表達(dá)(Saldanaetal., 2017)。此外，有研究表明某些特定的miRNA還會(huì)影響病毒的復(fù)制，在DENV病毒感染白紋伊蚊后，蚊體內(nèi)miRNA的miR-252表達(dá)增加；并且抑制該miRNA會(huì)使病毒的復(fù)制增強(qiáng)，而該miRNA的過(guò)表達(dá)則會(huì)抑制病毒的復(fù)制(Yanetal., 2014)。在白紋伊蚊中也有類(lèi)似研究，喂食含DENV-2的血餐的白紋伊蚊與喂食不含DENV-2的血餐的白紋伊蚊相比，喂食含DENV-2的血餐后一共有 43 個(gè) miRNA 上調(diào)，4個(gè)miRNA下調(diào)；并且通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證aal-miR-4728-5p 轉(zhuǎn)入C6/36 細(xì)胞中可以使DENV-2的復(fù)制增強(qiáng)(Suetal., 2017)。通過(guò)進(jìn)一步研究，感染 DENV-2與未感染DENV-2的白紋伊蚊的中腸相比，有 15 個(gè)miRNA 上調(diào)，2 個(gè) miRNA 下調(diào)；并且 miR-1767 和miR-276-3p 在C6/36 細(xì)胞中起到增強(qiáng)DENV-2復(fù)制的作用(Suetal., 2019)。這些研究表明，病毒感染可引起蚊媒病毒和宿主miRNAs之間復(fù)雜的相互作用。雖然有少量miRNAs的功能被驗(yàn)證，但是還需要其他的功能實(shí)驗(yàn)來(lái)確定具體的機(jī)制。

綜上所述，RNAi在蚊蟲(chóng)中具有一定的抗病毒作用。近年來(lái)，RNAi被運(yùn)用于改造蚊蟲(chóng)以改變蚊蟲(chóng)與病毒的相互作用。

在早期的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，在中腸上皮細(xì)胞中表達(dá)DENV序列特異性反向重復(fù)序列(IR)的埃及伊蚊，經(jīng)過(guò)siRNA機(jī)器處理后，這些蚊蟲(chóng)對(duì)DENV的敏感性降低了(Franzetal., 2006)。然而，這種表型在經(jīng)過(guò)幾代傳代后就消失了，可能是由于異染色質(zhì)重排導(dǎo)致的(Franzetal., 2009)。這個(gè)研究小組，在之前的研究基礎(chǔ)上，將表達(dá)IR的蚊蟲(chóng)與野生型蚊蟲(chóng)雜交幾次，獲得了更高的穩(wěn)定性(Franzetal., 2014)。另一項(xiàng)研究中，在蚊蟲(chóng)唾液腺中表達(dá)IR時(shí)，使用了類(lèi)似的方法，也降低了DENV敏感性，從而降低蚊蟲(chóng)的媒介能力(Mathuretal., 2010)。在最近的研究中，研究者設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)來(lái)表達(dá)針對(duì)CHIKV和DENV的miRNA類(lèi)似分子，這些分子在普遍存在的啟動(dòng)子或可誘導(dǎo)的中腸特異性啟動(dòng)子下表達(dá)，結(jié)果顯示這些蚊蟲(chóng)對(duì)DENV和CHIKV的感染、傳播和傳播率低于對(duì)照組(Leeetal., 2019)。與依賴siRNA途徑的IR方法不同，這種方法主要依賴miRNA途徑?？傊?，RNAi途徑已經(jīng)成功地應(yīng)用于蚊蟲(chóng)中，以產(chǎn)生對(duì)特定病毒更具抵抗力的蚊蟲(chóng)，不過(guò)使用RNAi方法來(lái)消除蚊媒病毒傳播仍存在很多困難，有待進(jìn)一步研究。

2 其他保守的固有免疫信號(hào)途徑

雖然RNAi途徑似乎是存在于蚊蟲(chóng)體內(nèi)的一種強(qiáng)大的抗病毒途徑，但有一些證據(jù)表明，其他進(jìn)化保守的免疫途徑，如Jak-STAT、免疫缺陷(Imd)和Toll途徑，在抵抗病毒感染的反應(yīng)中也起著重要作用(Chengetal., 2016; Marquesetal., 2016)(圖1)。

2.1 JAK/STAT途徑

JAK/STAT途徑主要是將細(xì)胞外的化學(xué)信號(hào)傳遞至細(xì)胞核，從而導(dǎo)致免疫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子參與抗病毒反應(yīng)。哺乳動(dòng)物和昆蟲(chóng)JAK/STAT途徑的核心組成部分在整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中高度保守(Dostertetal., 2005; Souza-Netoetal., 2009; Liuetal., 2012)，并被認(rèn)為在兩組抗病毒免疫中都起著關(guān)鍵作用(Claytonetal., 2014; Xuetal., 2014)。

雖然Jak-STAT通路在蚊蟲(chóng)對(duì)病毒的免疫反應(yīng)中的作用的研究不如模型生物D-melanogaster深入。但近年來(lái)也有不少關(guān)于蚊蟲(chóng)JAK-STAT通路的研究，比如：埃及伊蚊感染蚊媒病毒后，能夠使JAK-STAT通路相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)(Behuraetal., 2011; Colpittsetal., 2011)；并且JAK-STAT通路的有關(guān)成分被敲除后，雖然并未報(bào)道病毒復(fù)制的顯著增加和蚊蟲(chóng)存活率的降低，但被敲除的埃及伊蚊對(duì)登革病毒的易感性增強(qiáng)(Souza-Netoetal., 2009)。于此相反的是，白紋伊蚊細(xì)胞系(U4.4)感染甲病毒(Semliki Forest virus，SFV)后，并未激活STAT途徑，這表明該途徑的抗病毒作用與果蠅相似，可能具有病原體或組織特異性(Fragkoudisetal., 2008)。

在脊椎動(dòng)物中，包括日本腦炎病毒(JEV)、WNV和DENV在內(nèi)的蚊媒病毒通過(guò)抑制JAK磷酸化來(lái)干擾JAK-STAT途徑，從而防止STAT1和STAT2向細(xì)胞核的移位，或改變ISG基因的表達(dá)(Linetal., 2004; Guoetal., 2005; Hoetal., 2005)。盡管沒(méi)有直接證據(jù)表明蚊媒病毒干擾了蚊蟲(chóng)體內(nèi)的JAK-STAT途徑，但在感染JEV的C6/36蚊蟲(chóng)細(xì)胞中，STAT磷酸化和DNA結(jié)合活性受到抑制(Linetal., 2004)。類(lèi)似地，熱滅活細(xì)菌與SFV相比對(duì)U4.4細(xì)胞中JAK-STAT途徑的激活程度更低(Fragkoudisetal., 2008)。因此，有必要進(jìn)行更多的研究，以確定蚊媒病毒是否已經(jīng)進(jìn)化成編碼蚊蟲(chóng)媒介中JAK-STAT通路的特異性拮抗劑。

2.2 Toll 樣途徑和Imd途徑

Toll和Imd途徑是兩種不同的天然免疫途徑，與哺乳動(dòng)物NF-κB信號(hào)途徑非常相似，后者是AMPs產(chǎn)生的關(guān)鍵調(diào)控因子。Toll通路最早在果蠅中被報(bào)道，其對(duì)真菌和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌等病原體有天然免疫作用，而革蘭氏陰性菌感染激活的是Imd途徑(Duneauetal., 2017)。病原體通過(guò)PAMPs與宿主PRRs的結(jié)合激活Toll和Imd途徑，從而導(dǎo)致一系列反應(yīng)，繼而激活產(chǎn)生AMPs的免疫效應(yīng)基因。Toll途徑是由細(xì)胞因子Spz的裂解而啟動(dòng)的，Spz是一種與Toll跨膜受體結(jié)合的配體；激活的Toll通過(guò)MyD88、Tube(與Toll相關(guān)的銜接蛋白)和Pelle激酶觸發(fā)信號(hào)傳導(dǎo)。隨后，Toll通路的負(fù)調(diào)控因子Cactus被磷酸化后被蛋白酶降解，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子Rel1從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，并與許多AMPs基因啟動(dòng)子上的k-B基序結(jié)合，比如對(duì)真菌和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌有活性的二尖瓣霉素和抗菌肽(Shinetal., 2006)。而Imd途徑的激活導(dǎo)致負(fù)調(diào)節(jié)因子Caspar的降解，從而導(dǎo)致Rel2轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，導(dǎo)致AMPs的轉(zhuǎn)錄(Kimetal., 2006；Xietal., 2008)。

除了對(duì)細(xì)菌和真菌病原體的防御作用外，Toll和Imd途徑也與昆蟲(chóng)的抗病毒反應(yīng)有關(guān)。這些途徑依賴于模式識(shí)別受體的激活，通過(guò)抗菌肽介導(dǎo)下游抗病毒反應(yīng)(Zambonetal., 2005; Xietal., 2008; Avadhanulaetal., 2009; Costaetal., 2009; Luplertlopetal., 2011)。果蠅感染SINV后，Imd途徑基因突變會(huì)導(dǎo)致病毒復(fù)制增加(Avadhanulaetal., 2009)。將岡比亞按蚊的Imd途徑的相關(guān)組分敲除后，用 O′nyong nyong 病毒(ONNV)感染敲除后的岡比亞按蚊的研究中也得到了類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)(Carissimoetal., 2015)。在其他蚊蟲(chóng)的抗病毒免疫反應(yīng)中，Toll通路也發(fā)揮著重要的作用。研究表明，埃及伊蚊感染DENV-2導(dǎo)致Toll通路相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)；Toll通路基因的激活可降低DENV-2易感性；而抑制該通路可使病毒載量增加(Xietal., 2008; Panetal., 2012)。然而，果蠅或蚊蟲(chóng)的Toll通路在甲病毒感染時(shí)并未起到抗病毒作用(Fragkoudisetal., 2008; Avadhanulaetal., 2009; McFarlaneetal., 2014)。因此，與JAK-STAT途徑類(lèi)似，Toll途徑對(duì)抗病毒的作用也可能是病毒特異性的。

綜上所述，這些研究表明Toll、IMD和JAK/STAT通路有助于抵御蚊蟲(chóng)的病毒感染，并且具有病毒特異性，可用于抵抗特定蚊媒病毒的傳播。然而，目前許多生物信息學(xué)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)僅表明固有免疫信號(hào)通路參與了載體病毒的免疫反應(yīng)，而這些通路是如何被病毒激活的以及所涉及的特定免疫因子仍有待進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)

目前，對(duì)于大部分的蚊媒病毒，還沒(méi)有有效的疫苗或特定的治療方法。媒介控制仍然是阻止蚊媒病毒傳播的有效策略。最近，隨著CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因蚊蟲(chóng)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且正在進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，作為控制蚊蟲(chóng)傳播疾病的潛在替代策略。然而，這些策略仍不完善，還不足以阻斷病毒的傳播。此外，對(duì)于病毒與其媒介蚊蟲(chóng)之間的相互作用知之甚少。因此，更深入地了解蚊蟲(chóng)如何對(duì)病毒感染作出反應(yīng)，先天免疫系統(tǒng)如何控制病毒感染，促進(jìn)病毒復(fù)制的其他宿主因素，病毒如何在蚊蟲(chóng)體內(nèi)持續(xù)存在，以及不同的蚊蟲(chóng)物種或毒株在允許病毒感染的分子水平上如何變化，可以改善和最大限度地提高當(dāng)前策略的有效性，并可能為新的病媒控制策略貢獻(xiàn)新的分子靶點(diǎn)。