Cell Research | 营养不良的人可能更招蚊子?

Cell Research | 营养不良的人可能更招蚊子?

谷禾健康

蚊子可能不只是在“闻”你的汗。

它甚至可能在“闻”你的营养状态。

为什么有些人走到哪里都被蚊子追着咬,有些人却像隐身一样?一到夏天,“为什么蚊子偏偏咬我”就成了经久不衰的话题。

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我们平时说招蚊子,很容易想到血型、体温、出汗,或者笼统地归结为玄乎的“体质”。但从蚊子的角度看,它其实是利用二氧化碳、热量和人体气味来精准锁定宿主的。而“人体气味”绝不是一个简单的变量——它是宿主自身代谢、皮脂、汗液以及皮肤微生物共同发酵出的一套复杂的“生化信号”。

一个有趣的猜想是,我们身体营养状态的变化,会不会通过皮肤菌群和挥发性代谢物,进一步影响蚊子的选择?

近日,来自清华大学、复旦大学等机构的研究团队在《Cell Research》(IF=31.1)发表研究发现,营养不足会让你对蚊子产生致命的吸引力。

研究表明,营养不良会导致宿主的皮脂腺功能减退,使皮肤表面的“天然抗菌防线”(游离脂肪酸)大幅减少。失去压制后,特定皮肤共生菌野蛮生长,挥发出大量的庚醛、辛醛和壬醛。正是这些散发着特殊气味的挥发物,精准锁定了蚊子的嗅觉雷达。

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本文我们来深入了解这项研究,它不仅破解了“招蚊体质”,更为我们理解虫媒传染病提供新的视角——疾病传播不只取决于病原体和媒介,宿主自身的生理状态及其塑造的微生态,也可能成为影响传播效率的重要变量。

01 营养不足,真的会更招蚊子吗?

四种疾病媒介蚊虫,都表现出了相似偏好

研究者首先构建了营养不足小鼠模型,并使用三笼式嗅觉仪和双通道嗅觉仪,让蚊虫在营养正常和营养不足的小鼠之间进行选择。

实验测试了四种常见疾病媒介蚊虫:

埃及伊蚊(Aedes aegypti)

白纹伊蚊(Aedes albopictus)

致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)

斯氏按蚊(Anopheles stephensi)

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结果非常一致:四种蚊子都更倾向于营养不足的小鼠。

这意味着,这种现象可能并不局限于某一种蚊虫。

关键在气味

蚊子寻找宿主时,会综合使用体温、二氧化碳和挥发性气味等线索。

研究者因此继续比较两组小鼠。结果发现,营养不足小鼠与正常小鼠之间,体温和二氧化碳排放没有明显差异。

但当研究人员在嗅觉实验装置中加入除味装置,将宿主释放的挥发性物质从气流中去除之后,蚊子对营养不足小鼠的偏好消失了。

这说明,导致蚊子“区别对待”的核心因素,很可能是宿主气味发生了变化。

于是,问题进一步变成:营养不足的小鼠,到底多了什么气味?

02 蚊子究竟闻到了什么?

从93种挥发性化合物中,锁定三种醛

研究者利用综合二维气相色谱—飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS),分析营养正常和营养不足小鼠释放的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)。

一共检测到 93 种化合物。

进一步筛选后,研究人员利用触角电位技术(electroantennography,EAG),直接检测蚊虫触角对这些化合物的反应。最终,有三种挥发性醛类脱颖而出:

庚醛(heptanal)

辛醛(octanal)

壬醛(nonanal)

这三种物质均能在埃及伊蚊、白纹伊蚊、致倦库蚊和斯氏按蚊中引起明显的触角电生理反应,而且呈现一定的剂量依赖关系。

营养不足小鼠释放的三种醛明显增多

接下来,研究者使用固相微萃取—气相色谱质谱(SPME-GC/MS)对三种醛进行绝对定量。结果显示,营养不足小鼠释放的庚醛、辛醛和壬醛,约为正常小鼠的2-4倍。

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当研究人员按照营养不足小鼠的浓度比例,人工配置这三种醛,再涂到已经去除皮肤菌群的小鼠身上时,蚊子同样表现出了更明显的趋向。

也就是说,这三种挥发性物质并不只是“伴随变化”,它们本身就能够驱动蚊虫行为。

动物实验之后,研究团队进一步招募了营养不足者和健康对照。

03 人体样本进一步验证:营养不足与蚊虫吸引力增加相关

营养不足者的皮肤气味更吸引蚊子

研究中的营养不足者具有长期营养不足史,成年人BMI低于18 kg/m²,同时蛋白质摄入水平较低。最终有 24 名营养不足者和24 名健康对照参与蚊虫趋向实验,并按照性别、年龄和地区进行匹配。

为了判断蚊子究竟是不是被“气味本身”吸引,研究人员先让参与者在前臂佩戴尼龙套24小时,收集皮肤释放的挥发性物质。随后,将这些带有不同人体气味的尼龙套置于37 ℃加热装置上,让气味重新释放,再送入嗅觉仪供蚊子选择。

结果显示:即使没有真人参与,来自营养不足者的气味样本,对蚊子的吸引力明显高于健康人群。

为进一步验证,研究人员又将营养不足者和健康对照的气味样本分别置于同一名健康志愿者的两侧前臂,使两边的人体背景尽量一致,再利用双通道嗅觉仪让蚊子进行选择。结果依然相同:携带营养不足者气味的一侧更受蚊子偏爱。

人体中,同样是庚醛、辛醛和壬醛升高

研究者随后从24对受试者中随机选择12对进行挥发性代谢物分析。结果显示,营养不足者释放的庚醛、辛醛和壬醛均明显增多,其释放量大约达到健康人群的3-5倍。

注:有意思的是,庚醛、辛醛和壬醛并不是营养不足者特有的异常代谢物,它们本来就是人体皮肤挥发组的一部分。真正发生变化的,更可能是释放量和不同VOCs之间的比例。这也意味着,蚊子识别的可能是一套具有特定浓度和比例的气味组合。

研究者按照健康组和营养不足组实际检测到的比例分别配置三种醛,并涂在同一个人的两侧前臂上进行比较。结果再次显示,模拟“营养不足气味”的一侧吸引了更多蚊子。

至此,小鼠和人体实验得到了一致结果:

营养不足会改变皮肤挥发性气味谱,其中庚醛、辛醛和壬醛是重要的蚊虫吸引信号。

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但这里还有一个更关键的问题。这些挥发性醛,到底是谁产生的?

04 这些“招蚊子”的气味,从哪里来?

而当研究人员去除皮肤菌群之后,发现营养不足小鼠和正常小鼠之间原本明显的蚊虫吸引差异消失了;与此同时,庚醛、辛醛和壬醛的释放也几乎被消除。

这说明,皮肤微生物是这些蚊虫吸引性醛类的重要来源。

葡萄球菌和链球菌增加

进一步检测皮肤微生物后,研究者发现,营养不足小鼠皮肤上可培养细菌数量超过正常组的10倍。

16S rDNA测序则发现,其中葡萄球菌属(Staphylococcus)和链球菌属(Streptococcus)明显增加。

研究人员从小鼠皮肤中分离出多种葡萄球菌,包括:

Staphylococcus sciuri

Staphylococcus xylosus

Staphylococcus pseudoxylosus

体外培养发现,这些细菌都能够产生庚醛、辛醛和壬醛。

注:从化学结构上看,这三种物质都属于直链脂肪醛,与皮肤表面的脂质代谢关系密切。皮脂中含有大量甘油三酯、脂肪酸和蜡酯,而葡萄球菌等皮肤微生物本身具有脂酶等脂质代谢能力,可以水解、利用和改造宿主提供的脂质底物。近年来的研究也越来越倾向于把皮肤看成一个“脂质驱动的微生态系统”:宿主提供脂质,微生物再对这些脂质进行二次加工,从而产生新的代谢产物。

营养不足后,到底是“产醛菌”变多了,还是同样的细菌在不同皮脂底物环境下改变了代谢通量,抑或两者同时发生?本研究已经证明相关菌株能够产醛,但具体是哪类脂质底物、哪些微生物酶以及哪条代谢路径贡献最大,还有待进一步解析。

当研究者再把这些细菌涂到小鼠皮肤上时,小鼠对多种蚊子的吸引力随之增强。

人体结果也非常相似

营养不足者皮肤上的可培养细菌同样显著增加,葡萄球菌属和链球菌属丰度升高。

研究者分离出的Staphylococcus epidermidis、Staphylococcus hominis、Staphylococcus warneri、Staphylococcus capitis、Streptococcus salivarius等,在模拟人体汗液和皮脂环境中,也都能够产生上述挥发性醛类。

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那么问题来了,为什么营养不足会让皮肤菌群大量增长?

05 营养不足如何一步步改变皮肤微环境?

营养不足损伤了皮脂腺功能

研究者对小鼠皮肤进行了转录组、组织学和脂质分析。

结果发现,营养不足小鼠的皮肤层明显变薄,皮脂腺形态和发育出现异常,皮脂腺面积减小,皮脂含量也显著下降。

这一步很重要。因为皮脂并不只是我们日常理解中的“油”。皮脂中包含多种具有抗菌活性的游离脂肪酸,是维持皮肤微生态稳态的重要组成部分。

多种具有抗菌作用的游离脂肪酸减少

研究人员进一步进行LC-MS/MS检测发现,营养不足小鼠皮肤表面的多种游离脂肪酸下降,包括肉豆蔻油酸(myristoleic acid)、顺式-10-十五碳烯酸(cis-10-pentadecenoic acid)、丁酸、丙酸等。

体外抑菌实验显示,其中部分脂肪酸能够明显抑制此前筛出的葡萄球菌。

在人群样本中也观察到类似现象:营养不足者皮肤表面多种游离脂肪酸含量降低。

正常情况下,皮脂腺分泌的脂质和游离脂肪酸,会对皮肤微生物形成持续的选择压力。

当营养不足导致皮脂腺功能下降、抗菌脂肪酸减少后,这层“生态约束”被削弱,一部分细菌便获得了更多增殖空间。

于是:

皮脂腺功能下降 → 抗菌脂肪酸减少 → 葡萄球菌等扩增 → 挥发性醛增加。

研究者还进一步通过干预验证了这条链路:给营养不足小鼠补充相应脂肪酸后,皮肤细菌数量和三种挥发性醛均下降,对蚊虫的吸引力也随之降低。

06 招蚊子 → 促进登革病毒传播

营养不足还会提高登革病毒感染和传播效率

如果营养不足只是让人更“招蚊子”,这件事本身就已经够烦了。被叮之后的红肿、瘙痒,常常让人忍不住反复抓挠;尤其到了蚊虫活跃的季节,几只蚊子就足以让人坐立不安,甚至影响休息。

但研究者进一步发现,它还可能同时影响病毒传播的另一端。

在登革病毒2型(DENV2)感染实验中,营养不足小鼠感染后体内病毒载量更高。

与此同时,蚊子在营养不足小鼠身上的吸血率更高;这些蚊子吸血以后,体内DENV2的病毒载量和感染率也更高。

“蚊子-宿主-蚊子”传播循环被进一步放大

研究人员随后设计了一个更接近群体传播的实验。

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他们分别建立营养不足小鼠占比为0%、10%和60%的三个群体,再让携带DENV2的埃及伊蚊进入其中。

结果显示,在营养不足个体占比达到60%的群体中,小鼠病毒载量更高;随后前来吸血的未感染蚊虫,其吸血率和DENV2感染率也更高。

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07 结语

蚊子挑人,挑的不只是“体味”,还有营养状态在皮肤菌群上留下的痕迹。这项研究揭示了,营养不足削弱皮肤的脂质防线,改变皮肤微生态,进而改变气味,让宿主更容易成为蚊子的目标。

看似是蚊子的偏爱,背后却是营养、皮肤屏障与微生物共同作用的结果。 营养不良带来的风险,可能不只在于削弱身体抵御感染的能力,也包括更容易成为蚊虫叮咬的目标。

小编点评

我们常说“弱肉强食”,而在微观层面,大自然的设计更为冷酷,疾病往往会寻找最脆弱的缺口进行精准打击。

这不仅是一项关于蚊子口味的趣味发现,更是对现代公共卫生防御体系的启示。未来值得期待的是防控思路的拓展:除了阻断蚊虫叮咬,能否通过改善营养、维护皮肤微生态,减少宿主易受叮咬的条件?

过去,医学与公共卫生多将视角局限于宿主免疫与病原体本身;而未来,精准的菌群检测与微生态代谢物图谱,将成为撬动疾病预防与健康评估的底层杠杆。

当我们能通过便携、高精度的微生态检测,在分子与菌群丰度层面提前捕捉微生态失调与代谢异常的微弱信号,传统的“被动驱蚊、发病后治疗”模式将重构。

菌群检测也不局限于肠道,皮肤、呼吸道等更细分的微生态测序与代谢物分析,将为精准评估个体的营养储备、免疫机能乃至环境适应力,提供数据支撑。

不仅是公共卫生,这套认知同样能切实赋能大众的个护与美业。当我们量化皮肤表面的微生态与代谢状态时,针对性的微生态护肤、精准营养干预将变得有据可依。

主要参考文献

Wang M, Song X, Zhu Y, Niu J, Wang G, Wang Y, Xiao H, Lei D, Wu T, Liu L, Wang P, Wang J, Cheng G. Undernutrition enhances host attractiveness to mosquitoes and transmission of mosquito-borne diseases. Cell Res. 2026 Sep 16.

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