从做博士后研究开始算起，清华大学基础医学院教授程功已经和蚊子打了16年交道。

研究过数十万只蚊子的他，心中一直有个未解之谜：为什么区区毫厘之物，能将病毒传播得如此之快——蚊子一旦成灾，便会快速传播疟疾、登革热、脑炎等疾病，短短半年就能让疫情横行整座城市。全球经由蚊子传播的病毒每年可导致成千上万人感染，甚至死亡。

蚊子如何向人传染病毒？哪种人在蚊子眼中更“香甜”？如何摆脱“来咬我”？近年来，随着程功团队一步步破解谜题，一个个具有创新性和国际影响的好消息也频频传出——

团队在蚊媒病毒感染传播机制与抗病毒免疫研究中，找到了调控蚊虫行为的关键因素，通过调控人体气味，达到“蚊子别靠近”的效果。他们还在世界范围内首次提出了新型传播阻断策略，研究成果应用于新型药物及疫苗研发，为蚊媒传染病防控提供了全新的解决方案。

“叮咬”谜团

炎炎夏日，蚊虫蠢蠢欲动。在大众眼中，蚊子叮咬产生的瘙痒、肿包已经足够惹人烦恼，可它造成的影响远比我们想象得更可怕。

“在短短几秒钟的叮咬、吸血过程中，蚊子已经通过血液和我们产生了物质交换，其中很可能有病毒传播。”夏日午后，记者走进清华大学生物技术馆，在程功的带领下前往实验室采访。他边走边介绍，自然界的蚊媒病毒有数百种之多，可由蚊虫携带并传播给人类及动物宿主，引起各类严重疾病。

近20年来，以登革病毒为代表的蚊媒病毒在全世界流行，在我国主要集中在南方地区。然而，这类典型的热带传染病，正逐渐向北方扩展，前两年在黄河北岸发生过一次小暴发。

“人们对蚊媒病毒的研究已有上百年，但通过药物和疫苗防控至今仍不理想。”话音刚落，程功已经带记者走到了实验室门前，透过门上的小玻璃窗，记者看到，实验室内有几个直通房顶的架子，上面密密麻麻摆放着无数个透明笼子，一个挨一个，均为成年人手掌大小。里面的蚊群一派生机，时而簇拥成黑团，时而分散飞行。

“这屋子里得有上千只蚊子吧。”见记者有些胆怯，程功笑着说，不止！但不用担心，这儿的蚊子都是人工繁殖的，专门用于实验，干干净净，不带病毒。

戴上手套，穿上白大褂，记者跟在程功身后走进了实验室，体感却更像从空调房迈进了桑拿房，眼镜片上瞬间被蒙上了一层薄薄的水雾。“这里主要繁殖的是埃及伊蚊和白纹伊蚊，都是老百姓眼里毒性很强的花蚊子。它们酷爱人血，也有一些种类的蚊子偏爱禽血、牛血等。”几句话的工夫，程功的额头上已经沁出汗珠。墙上的温度计显示，室温恒定在30摄氏度左右，正是适宜蚊子生存的最佳温度。

除了蚊笼，这间实验室里还有两组带门的大柜子，程功说，这是蚊子幼虫的“保育箱”。原来，蚊子羽化成虫需要经历四个阶段，前三个阶段都需要在水中进化。“这是蚊卵，得仔细分辨。夏天两至三天后，卵便孵化出幼虫，经过四次蜕皮后发育成蛹。”程功从柜子里拿出一个敞口的繁育盒，水中漂浮着大大小小的蚊子幼虫。

如何帮助蚊子幼虫从“水中游”过渡到“空中飞”？中间的操作有讲究，程功团队雇了一名工作人员，专门“挑蚊子”。“阿姨，前两天跟您预定的300只实验蚊子，长成了吗？”采访间隙，程功向工作人员问起实验用品的准备情况。

“阿姨”名叫薛亚莉，每天的工作就是把即将羽化成虫的幼虫从水中挑出来，放到蚊笼里，等它们长出翅膀满处飞的时候，再用吸蚊器把它们从蚊笼里吸出，供团队做实验用。

听上去不复杂的活儿，却需要细心和耐心。薛亚莉一干就是5年。每天，她都要长时间待在如此高温的环境里，埋头攥着镊子一只只挑。“蚊子孵化很快，挑得慢一点就有可能飞得满柜都是。而且，不同实验需要的蚊子还不一样。”薛亚莉笑着解释，团队会根据每个实验向她提需求：有的要活跃点的、年幼的，还有要体型大一点的、成熟点的。

工作时间久了，薛亚莉也成了身边人眼里的“蚊子专家”。她说，总会有人好奇地向她提问：为什么自己和其他人同处一个环境里，蚊子却总是“独宠”我？而这正是程功研究的课题之一。

2019年起，程功团队选择从登革病毒感染者入手，寻找蚊子叮咬过程中的病毒传播机制。最终，他们发现，病毒可以通过改变人体的皮肤微生物，重塑感染者的气味，影响蚊子的嗅觉感知。也就是说，蚊子并不随机叮咬宿主，人体气味是调控蚊虫行为的关键因素。

对于蚊子来说，感染者散发出的独特气味像是贴着“快来咬我”的标签，帮助它在茫茫人海中锁定目标。而一旦完成吸血、消化，蚊子就会迅速成为新感染源。这项发现也为阻断蚊媒病毒在自然界中的快速传播提供了全新策略。

以身试药

自然界中，蚊媒病毒主要通过“宿主-蚊虫”传播：蚊虫叮咬感染者，从感染者体内吸食带有病毒的血液，随后病毒感染蚊虫肠道细胞并扩散入体内使蚊虫携带传播病毒。

和常见的传染病不同，蚊媒病毒无法通过药物和疫苗防控。以登革病毒为例，它会对疫苗产生“抗体依赖增强”效应——打完疫苗不仅不能预防病毒感染，反而导致感染症状加重。

“既然如此，我们就想把重点放在阻断传播途径上，这样不需要针对每种病毒研发疫苗，还可以控制所有蚊媒病毒的传播，一劳永逸地解决感染问题。”程功说。

然而，在很长一段时间里，这个想法只停留在猜想阶段，没有实质进展。直到2019年，程功为了准备一篇年度综述文章，查阅了大量文献资料后有了新发现——

前人研究显示，植物虽不能动，但仍会患上各种传染病。80%的植物病毒都靠昆虫传播，这与人和动物的感染过程一致。一旦植物被病毒感染，其气味会发生改变，散发出比正常植物更“香甜”的味道，吸引更多的昆虫来取食。

“蚊子和叮咬对象间会不会也存在这种相互作用？看起来并不相关的两者，冥冥之中又有着某种巧合。”程功敏锐地抓住这条线索，决定启动研究。

最开始的实验，并不是从人开始做的，而是依赖实验室里的小鼠。科研人员建立了一套嗅觉测定装置，用小鼠做诱饵。左边箱子放着健康小鼠，右边箱子里是感染登革病毒的小鼠，研究人员把60只一组的蚊子放入中间箱子，并将3个箱子相连。不到20分钟，蚊子们便纷纷飞进右边箱子。

团队还收集了登革热患者及健康志愿者的气味，发现患者的气味对埃及伊蚊具有更强的吸引力。进一步对登革热患者的体温、二氧化碳释放及挥发性气味分析后，他们发现了显著高于健康志愿者的“苯乙酮”含量。

“这是一种很常见的有机化合物，在日常生活中常用于制造香皂和纸烟。”程功说，要想证明“苯乙酮”是不是吸引蚊子的关键，还需要靠人来“以身试药”。他向记者展示了一张照片：实验室中，几位裹得严严实实、只露出胳膊上一小块皮肤的工作人员，一动不动地坐等“喂蚊子”。他们的胳膊上被涂抹了不同浓度的苯乙酮，正在进行蚊子行为学验证。

结果正如团队所预测的那样，苯乙酮浓度更高的手臂更容易吸引蚊子。进一步研究显示，登革热患者由于释放大量苯乙酮改变自身气味，大幅提高了对蚊子的吸引力。这种独特的气味能有效激活蚊虫的嗅觉神经系统，帮助蚊虫快速发现目标，吸引蚊子叮咬，加速病毒传播。

然而，真正的科学结论并不仅仅是从实验室得出的，还需到真实的场景去验证和应用。

就在此时，程功迎来了这项研究中最艰难的一段路：2020年，新冠疫情暴发，边境封锁。而作为典型的输入性传染病，国内的登革病毒感染基本都来自热带地区的入境人员。如何找到参与实验的患者，让程功很头疼。后来，他辗转联系上云南一些边境县市的医生，小半年后，德宏傣族景颇族自治州出现了少量感染者。

对蚊媒病毒的研究停滞不前，程功的科研脚步却没停。

“当时，新冠病毒来势汹汹。作为清华医学院的老师，我们有责任、有义务为疫苗和药物的研发贡献一份力量。”程功坚定地说，“哪怕只是一点微弱的贡献。”于是，他又马不停蹄地投入到了新冠病毒的研究中去。

研究发现，糖尿病患者感染新冠病毒后，重症率和死亡率均显著高于非糖尿病患者，这说明糖尿病患者体内可能存在某些因素影响了其对新冠病毒的易感性。于是，程功从患者的血清代谢物入手研究，从200余种代谢小分子中筛选出一种与糖尿病高度相关的代谢小分子1,5-AG，它在正常人各器官中呈稳态分布，但在糖尿病患者体内的浓度却低了5至15倍。

进一步研究发现，这类代谢小分子在人类细胞和支气管上皮类器官中表现出显著抗新冠病毒能力。“也就是说，糖尿病患者的血液中，缺乏一种可以有效对抗新冠病毒的小分子。”他解释。

“1,5-AG，这类小分子的名字听起来很拗口，但它广泛存在于我们日常的食物中。比如在大豆中含量就很丰富，同时它也是远志等多味中药的主要活性成分。”程功耐心地科普，“受到食物来源的启发，我们希望能开发一种‘药食同源’的营养策略来预防新冠感染引起的重症肺炎。”

遗憾的是，当这一成果经过反复验证发布出来时，已经是2022年5月。此时，对抗新冠重症的疫苗和药物已经陆续研发出来。

不过对于科研人员来讲，投入多回报少是常事。而专注研究新冠病毒的这段时间，程功也有了一些新思考：“传染病需要未雨绸缪、提前干预，一些前置性研究很有必要。”他说，传染病突发时，科研人员只有在有所准备的情况下，才能最快速地拿出有效药，“对蚊媒病毒的研究也应该沿着这条路继续往前走！”

中国方案

程功是个“80后”，老家在山东泰安。在身边人看来，他不仅年轻有为，还自带点儿山东大汉的豪爽和仗义。“高中时喜欢学理科，物理成绩比较好。考大学的时候对专业没有特别多的想法，但有一点，就是我做一件事就一定会坚持到底。”他呵呵一笑，补充道，“说好听点叫执着，说不好听点就是木讷，不撞南墙不回头。”

高中毕业后，程功的成长足迹就和“医学”两个字联系在了一起。在山东大学生命科学学院生物技术专业完成本科学业后，程功又进入复旦大学生命科学学院攻读微生物学专业研究生。2008年，他在美国耶鲁大学医学院传染病系开启了博士后研究工作。正是在这段时间，他加入了研究蚊媒病毒的课题组，从此和蚊子结缘。

二三十岁的年纪，程功经常满世界跑，哪里传染病严重，他就往哪里扎。“我曾经去过非洲的一个村庄作报告，那里登革病毒传染非常严重。”程功回忆起最令他后怕的一次经历，“当地热得不行，蚊子非常多。坐在屋里，就能看到蚊子群绕着头顶上的灯，一圈圈飞。而登革病毒没有特效药，我只能一遍遍不停往身上喷驱蚊水，最后还是被咬了很多包。”回国后，程功把自己隔离在家，确认没有出现发热等症状后，才敢出门。

脑海里那些触目惊心的画面也激励着他，致力于为人类病毒性传染病的防控提出有效的中国方案。

在实验室的研究中，程功发现，向登革病毒感染的小鼠饲喂一种维生素A衍生物——异维甲酸，可以有效抑制感染宿主皮肤中芽孢杆菌的增殖，从而限制特殊人体气味的释放。但是，当团队试图把这种方法推广到人群中时，他们才发现行不通。“在人群中推广一种药物，尤其是让大家未雨绸缪地吃药，需要很长一段时间的过渡期。然而，传染病发展之快，光靠药物防治，很难抑制住。”

于是，程功决定走出实验室，到自然界中探寻答案。

沿着蚊媒传染病高发的云南边境，程功团队走过了7个城市和地区，本想现场调研登革热的发病情况，却意外发现了一种特殊的现象：相邻的两个地区，发病率却大有差别，“比如，在云南文山州的麻栗坡县，旁边的地区登革热疫情很严重，但这个地方只有零星几个病例，而且控制得很好，这是为什么？难道是受环境影响？”程功说，科研的开端往往始于一个发现、一个猜想。

此后的3年里，科研人员在云南边境地区捕捉了数千只野外雌性伊蚊，通过分析其肠道微生物，判断环境的差别。很快，一种编号“YN46”的罗森伯格菌属细菌走进了团队的视野，它在自然界中广泛存在，与植物汁液和花蜜有关，在非登革热流行地区的蚊虫肠道中有很高的定植率，而在登革热流行地区则相反。

进一步研究发现，这种细菌可以通过分泌一种葡萄糖脱氢酶，将吸血蚊虫肠道环境快速酸化，导致蚊虫肠道微环境重塑，从而大幅降低蚊虫对病毒的易感性。这证明了环境微生物的差异，导致某些地区的蚊虫高效携带并传播病毒，致使该地区蚊媒传染病高发。而另外地区的蚊虫对病毒易感性较低，无法有效感染并传播病毒，几乎没有蚊媒传染病流行。

云南干湿季节分明，湿季为每年5月至11月，温暖潮湿的环境是蚊子繁殖的温床，正是开展现场实验的好时机。当下，程功在蚊媒病毒肆虐的西双版纳州勐腊县建立了一个共生菌环境干预现场，将罗森伯格菌属细菌人为加入蚊虫繁殖水体中。孵化周期一般为5至7天，蚊虫从干预环境中繁殖出来以后，再带回实验室进行病毒易感性的实验，如此循环往复。

目前，团队已发现，通过环境干预孵化出的疫区蚊虫，感染登革病毒的比例大幅下降。“这很神奇！我们还在进一步研究，通过共生菌环境干预，把疫区‘神不知鬼不觉’地变成非疫区，让老百姓不用吃药也能远离蚊媒传染病。”程功说，现场干预实验成功后将扩大到整个西双版纳地区，再到广东、广西、海南乃至东南亚等地，一步步实现共生菌环境干预策略的落地。

谈及未来应用，程功充满信心：“只是时间问题。不变的是，我们要直面公众健康需求，为真正解决世界性公共卫生难题冲锋在前。”

编辑：李华山