Thành phần quần thể vi sinh vật trên da người tác động tới sự hấp dẫn muỗi sốt rét
Từ rất lâu, chúng ta đều biết rằng một số người có ái tính với muỗi một số khác lại khôngdù họ không có bất cứ một phương tiện bảo vệ và phòng hộ cá nhân chống lại muỗi đốt. Nhiều lý giải đưa ra như mùi của đôi tất mang hàng ngày, mồ hôi ở phụ nữ khác nam giới, ở người lớn khác trẻ em, phụ nữ mang thai khác phụ nữ mang thai,…Loài muỗi truyền bệnh sốt rét ở châu Phi là Anopheles gambiae sensu stricto tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong lan truyền sốt rét, điều còn tồi tệ hơn nữa là chúng rất ưa thích vật chủ người, điều này khiến chúng trở thành một trong những loài véc-tơ có tầm ảnh hưởng lớn nhất đối với căn bệnh sốt rét này. Trong nghiên cứu này, chúng tôi dự định làm sáng tỏ mối liên hệ chặt chẽ giữa loài muỗi này và con người, vì sự liên hệ này được quyết định bởi các tín hiệu mùi thơm tỏa ra từ da con người. Cộng đồng vi sinh vật trên da đóng một vai trò then chốt trong việc sản sinh mùi cơ thể con người. Chúng tôi muốn chứng tỏ rằng thành phần của quần thể vi sinh vật trên da ảnh hưởng tới mức độ hấp dẫn của loài người đối với loài muỗi này. Các biện pháp đếm vi khuẩn trên đĩa và giải trình tự 16S rRNA đã cho thấy rằng những người thu hút nhiều An. gambiae s.s. có lượng vi khuẩn trên da nhiều hơn nhưng độ đa dạng thấp hơn đáng kể so với những người ít thu hút. Những loài vi khuẩn tương ứng với mức độ thu hút đối với muỗi cũng đã được xác định. Việc khám phá ra mối liên kết giữa các quần thể vi sinh vật trên da và sự thu hút đối với những con muỗi có thể giúp dẫn tới việc phát triển các chất thu hút muỗi và các biện pháp cá nhân hóa để bảo vệ khỏi các loài véc-tơ sốt rét và các bệnh lây nhiễm khác. 
Hình 1
Giới thiệuViệc xác định vị trí tiếp cận vật chủ của những con muỗi cái được hình thành bằng các tín hiệu vật lý học và hóa học của vật chủ. Các tín hiệu vật lý bao gồm hơi ấm, độ ấm và các tín hiệu hình ảnh thị giác và đóng một vai trò trong việc định hướng và chúng đậu đốt mồi [1],[2],[3]. Các tín hiệu hóa học được coi là những tín hiệu quan trọng nhất giúp chúng định hướng và đậu đốt mồi, đặc biệt là những loài muỗi hoạt động về đêm (nocturnal mosquitoes) [4],[5] và con người có thể được đánh giá mức độ thu hút đối với những con muỗi thông qua việc kiểm tra những xạ khí (emanation) giải phóng từ da của con người [6],[7],[8],[9]. Loài muỗi Anopheles gambiae Giles sensu stricto (gọi tắt là An. gambiae), một loài hoạt động về đêm, rất ưa thích vật chủ người (anthropophilic), là một trong những loài véc-tơ sốt rét quan trọng tại châu Phi [5]. Các chất dễ bay hơi giải phóng từ da người cung cấp các tín hiệu thiết yếu dẫn đường cho loài muỗi này tìm đến vật chủ của nó [4],[5]. Vi khuẩn trên da đóng một vai trò quan trọng trong việc sản sinh ra mùi cơ thể con người và nếu không có vi khuẩn, thì mũi người không ngửi thấy mùi mồ hôi của con người [10]. Vi khuẩn trên da biến đổi các thành phần không bay hơi thành các thành phần bay hơi có các mùi đặc trưng. Mùi cơ thể của từng con người có liên quan đến sự xuất hiện của các vi sinh vật cụ thể [11],[12],[13] và liên quan đến các cấu hình vi sinh vật trên da chi tiết, như được đánh giá bằng việc sử dụng phân tích điện di theo nồng độ gradient có biến tính (denaturing gradient gel electrophoresis-DGGE)) [14]. Tuy nhiên, các tương tác giữa các vi sinh vật trên da và vật chủ người vẫn chưa được hiểu rõ và tác động của các thành phần vi sinh vật trên da đối với các-véc tơ gây bệnh vẫn còn quá nhiều điều chưa sáng tỏ [16]. 
Hình 2
Mồ hôi từ tuyến nội tiết con người sẽ hấp dẫn hơn đối với An. gambiae sau một thời gian ủ với vi khuẩn trên da trong vòng 1-2 ngày [17] và rửa chân với xà phòng diệt khuẩn làm thay đổi đáng kể sự lựa chọn khu vực đốt mồi của An. gambiae [18]. Gần đây, người ta đã chứng minh rằng các chất dễ bay hơi sản sinh từ vi khuẩn da người, được nuôi cấy in vitro, thực sự thu hút những con muỗi cái An. gambiae khi được thử nghiệm trong một khứu giác kế (olfactometer) hoặc với bẫy muỗi [19],[20]. Ở đây, chúng tôi đã kiểm tra qua thử nghiệm in vitro làm thế nào mà thành phần các vi sinh vật trên da ảnh của mỗi người hưởng tới sự hấp dẫn loài muỗi bằng việc đánh giá sự hấp dẫn của 48 nam giới đối với muỗi An. gambiae và phân tích các nhóm vi khuẩn trên da họ. Sau đó, họ liên hệ các tác động quan sát được với sự dồi dào và thành phần vi sinh vật. Phương pháp nghiên cứu- Muỗi: Quần thể muỗi Anopheles gambiae Giles sensu stricto có nguồn gốc từ Suakoko, Liberia. Những con muỗi nuôi theo các biện pháp đã mô tả trước đó [9].- Tình nguyện viên: Sự thu hút của 48 người nam giới trưởng thành có độ tuổi từ 20-64 tuổi đối với muỗi An. gambiae đã được phân tích. 46 người đàn ông có nguồn gốc người da trắng (Caucasian), một người gốc Á và một người gốc Tây Ban Nha (Hispanic). Ủy ban Đánh giá Y đức Hà Lan (The Dutch Medical Ethical Review committee-METC, Số dự án ABR NL16928.081.07 sửa đổi năm 2007) đã phê duyệt nghiên cứu và mẫu đơn tình nguyện (ICFs) tham gia nghiên cứu đã được các tình nguyện viên ký vào trước khi tham gia. Các tình nguyện viên đã được yêu cầu hạn chế uống đồ uống có cồn [21], ăn tỏi, hành hoặc đồ ăn cay, tắm rửa, sử dụng các mỹ phẩm có mùi thơm và được yêu cầu mang tất ni-lông được cung cấp bởi nhóm nghiên cứu trong vòng 24 giờ trước khi lấy mẫu. Các tình nguyện viên không mắc bệnh mãn tính và không sử dụng một loại thuốc nào đó thường xuyên gần đây. Những đôi tất do nhóm nghiên cứu cung cấp (chất liệu có 100% polyamide, 40 denier Hans Textiel, Hà Lan) đã được rửa hai lần với ethanol 70% và được làm khô trong một lò thông hơi 80oC trước khi sử dụng. Các tình nguyện viên đã được hướng dẫn không được sử dụng xà phòng vào lần tắm gần nhất trước khi tham gia thử nghiệm. Sinh thử nghiệm trong khứu giác kế (olfactometer bioassay)Những xạ khí từ da của mỗi người tham gia đã được thu thập hai lần trong 3 ngày khác nhau bằng cách cọ xát sáu hạt thủy tinh có lỗ (glass beads) [9] (đường kính 15 mm, được gắn vào một phần cán cầm bằng Teflon, như trong hình trong vòng 10 phút trên lòng bàn chân phía dưới của chân trái. Chân người tạo ra các chất dễ bay hơi thu hút muỗi An. gambiae và có bằng chứng cho thấy bộ phận cơ thể này sản sinh ra các chất bay hơi ảnh hưởng tới sự lựa chọn khu vực đốt mồi của loài muỗi này [18]. Các hạt thủy tinh có chứa xạ khí từ da đã được kiểm tra mức độ hấp dẫn đối với các con muỗi cái An. gambiae trong một thiết bị khứu giác kế hai lựa chọn (1.60 × 0,66 × 0,43 m) so với amoniac tiêu chuẩn nồng độ 136 ppm trong tổng cộng 6 lần: 
Hình 3
Hai thử nghiệm liên tiếp trong mỗi 3 buổi sáng [9]. Sự giải phóng các chất kích thích thử nghiệm được luân phiên thay đổi giữa các cổng bên trái và bên phải của thiết bị bẫy của khứu giác kế để loại trừ bất kỳ tác động về mặt vị trí nào. Tốc độ không khí ở các cổng là 0,21 ± 0,01 m/s. Phòng thí nghiệm được duy trì ở nhiệt độ 27,9 ± 0,7°C và độ ẩm tương đối 62,3 ± 5,8%. Nhiệt độ bên trong buồng bay (flight chamber) là 27,9 ± 1,7°C và độ ẩm là 69,0 ± 4,6%. Độ ẩm của không khí dẫn vào trong các thiết bị bẫy đã được duy trì trên 80% và nhiệt độ của nó là 28,0 ± 1,5°C. Sau khi sử dụng, các thiết bị bẫy đã được rửa sạch trong một máy rửa bát ở 45oC với xà phòng sinh học (Sonnett tabs, Sonnet OHG, Đức). Các hạt thủy tinh đã được rửa sạch bằng cách súc trong dung dịch Helmanex® II 10% làm sạch tạp chất (Hellma GmbG & Co KG, Đức) trong nước, sau đó là nước cất và sau cùng là trong dung dịch ethanol (99,8% tinh khiết của hãng Merck, Đức). Những hạt thủy tinh đã được súc sau đó được phơi khô trong một lò sấy ở 200oC trong ít nhất 1 giờ. Giữa các lần thử nghiệm, phần cán cầm bằng Teflon đã được lau sạch bằng ethanol 70% và làm khô nhanh bằng máy quạt nhiệt (Ferm B.V., Hà Lan). Sự đa dạng vi khuẩn ở daThành phần vi khuẩn trên da ở chân các tình nguyện viên đã được xác định bằng cách đếm đĩa chọn lọc và không chọn lọc và giải trình tự gen 16S rRNA. Liên kết các kết quả đếm đĩa chọn lọc và không chọn lọc với sự thu hút tương đối của các chất dễ bay hơi ở da giúp chỉ ra liệu quần thể vi sinh vật trên da có tác động tới sự hấp dẫn của các xạ khí da người tới An. gambiae hay không. Các gen 16S rRNA có chứa các vùng siêu biến (hypervariable regions), các trình tự gen của khu vực này có thể cung cấp dấu hiệu đặc trưng chi tiết của các quần thể vi sinh vật trên chân người. Thu thập mẫuVào mỗi ngày thử nghiệm một mẫu vi khuẩn được lấy từ lòng bàn chân trái của mỗi tình nguyện viên sau khi đánh giá sự thu hút của người đó đối với những con muỗi trong suốt hai cuộc thử nghiệm khứu giác kế liên tục. Các mẫu vi khuẩn được lấy ra bằng cách sử dụng một vòng lấy mẫu (sampling ring) và dung dịch đệm rửa (washing buffer) như đã mô tả trước đó [12],[19]. Bảy trăm µL mẫu đã được đổ vào 300 µL glycerol (glycerol (87%, Merck, Đức) và bảo quản ở điều kiện -80oC để xác định về sau bằng phương pháp giải trình tự 16S rRNA. Phần còn lại của các mẫu đã được sử dụng cho việc đếm đĩa trên môi trường chọn lọc và không chọn lọc. Đếm đĩa chọn lọc và không chọn lọcTrong vòng 3 giờ sau khi thu thập mẫu vi khuẩn, 100 µL mỗi mẫu đã được pha loãng thập phân, trải đều trên các đĩa môi trường thạch máu cừu loại Colombia sheep blood agar plates của Hà Lan và được ủ với nhiệt độ của da (34oC) để xác định mật độ vi khuẩn bằng việc đếm các đơn vị hình thành khuẩn lạc (colony-forming units CFU). Một khoảng phạm vi của môi trường chọn lọc được sử dụng để xác định mức độ đa dạng của các mẫu vi sinh vật ở da người theo phương pháp đã mô tả trước đó [8]. Môi trường đã được chọn lọc dành cho cả tụ cầu, Corynebacteria hiếu khí, Micrococci hoặc Propionibacteria (Tritium, Hà Lan). Các gen 16S rRNA vi khuẩnTrong tổng số 144 mẫu vi khuẩn thu thập được, 3 mẫu từ mỗi tình nguyện viên trong các buổi sáng khác nhau. DNA vi sinh vật đã được chiết xuất từ 41 mẫu vi khuẩn bằng cách sử dụng bộ kit FastPrepDNA soil (MP Biomedicals, Mỹ). Trong số này, có 13 mẫu không thu được đủ DNA và do đó bị loại khỏi việc phân tích sâu hơn. Còn lại 116 mẫu đã được chiết xuất bằng cách sử dụng bộ kit Mo-Bio Power Soil (MO BIO Laboratories, Inc., Mỹ). Các kết quả của các biện pháp chiết xuất này không khác nhau và dữ liệu đã được gộp lại để đi đến phân tích sau cùng. Khuếch đại PCR khu vực V2 của các gen 16S rRNA vi khuẩn, định lượng bản sao diện rộng chuỗi di truyền DNA và giải trình tự lạnh đã được tiến hành như được mô tả trước đó [22]. Các trình tự gen đã được nhập vào cơ sở dữ liệu MG-RAST trên trang tin điện tử với với số nghiên cứu qiime:814 là http://metagenomics.anl.gov/. Quá trình hậu xử lý các kết quả pyrosequencing đã được tiến hành với gói phần mềm QIIME [23]. Quá trình khử nhiễu phù hợp đầu tiên kết quả pyrosequencing 454 đã được tiến hành bằng cách sử dụng thuật toán PyroNoise [24]. Sau đó, dùng phần mềm UCLUST http://www.drive5.com/usearch/usearch.pdf) đã được sử dụng để chọn các nhóm đơn vị phân loài (OTUs) ở mức độ tương đồng 97%. Phần mềm phân loại Dự án cơ sở dữ liệu Ribosom (Ribosomal Database Project RDP) [25], với khả năng phân loại được huấn luyện mặc định, gán các nhãn phân loại vào các OTU kết quả. Sau cùng, các OUT được đặt vào một cây phả hệ loài de novo với FastTree 2 [26]. Phân tích thống kêDữ liệu khứu giác kếMột GLM (mô hình tuyến tính tổng quát; nhị thức, hàm liên kết logit, phương sai đã được tính toán, phiên bản Genstat 13.2) đã được sử dụng để nghiên cứu sự khác nhau về sự hấp dẫn tương đối giữa các tình nguyện viên, được thể hiện bằng số phần những con muỗi thu được trong thiết bị bẫy với mồi nhử là các hạt thủy tinh có mùi các tình nguyện viên chia cho tổng số những con muỗi bẫy được trong hai thiết bị bẫy [9]. Tiếp sau GLM là một t-test nhằm để tính toán những khác biệt từng đôi (pairwise) giữa các giá trị trung bình. Các tình nguyện viên đã được phân loại là có sức hấp dẫn cao (HA) trong khi sự thu hút tương đối trung bình của họ cao hơn đáng kể so với sự thu hút tương đối trung bình của các tình nguyện viên trong nhóm được phân loại là có sức hấp dẫn thấp (PA) điều này có nghĩa là giá trị sai lệch tiêu chuẩn của ước tính tham số GLM không bị chồng chéo. Các tác động đã được coi là có ý nghĩa ở p < 0,05 [9]. Đa dạng vi khuẩn daTác động của các mật độ vi khuẩn trung bình, được biểu thị bằng hàm logarit của kết quả đếm các CFU trên các đĩa chọn lọc và không chọn lọc, trên sự thu hút tương đối của các tình nguyện viên đã được phân tích bằng GLM nhị thức, hàm liên kết logit, phương sai đã được tính toán, phiên bản Genstat 13.2. Các kết quả trình tự gen 16S rRNA đã được sử dụng để xác định sự đa dạng của các quần thể vi khuẩn da của các tình nguyện viên. Phép thử nghiệm độ đa dạng phả hệ loài (phylogenetic diversity PD) [27], đã được sử dụng để so sánh chiều dài của chi của các nhóm trong cây phả hệ của các mẫu. Để đối chiếu các nỗ lực giải trình tự gen, nhiều phân tích farefaction [28] đã được tiến hành trên tất cả các mẫu ở các độ sâu giải trình tự khác nhau (1.000 mẫu làm loãng ở mỗi chiều sâu giải trình tự từ 500-3.000 với 500 khoảng ngắt quãng). 
Hình 4
Một t-test đã được sử dụng (môi trường lập trình R http://www.R-project.org) để kiểm tra sự khác biệt đáng kể sự đa dạng vi sinh vật giữa nhóm PA và HA ở các độ sâu lấy mẫu khác. Các phép thống kê đã không được tiến hành đối với sự đa dạng ở chiều sâu giải trình tự trên 1500 vì các mẫu của một số tình nguyện viên không có chứa nhiều hơn 1500 trình tự gen. Dựa trên các kết quả trước đó của các thử nghiệm in vitro, một thử nghiệm kiểm định ANOVA (môi trường lập trình R) đã được tiến hành để xác định liệu các biến thu được trong 5 chi cụ thể [20] có chia theo nhóm PA và HA hay không. Dữ liệu đã được đối chiếu với nỗ lực giải trình tự. Một nghìn rarefaction ngẫu nhiên của dữ liệu này đã được sử dụng ở chiều sâu giải trình tự giả lập 1500. Một thử nghiệm ANOVA đã được tiến hành đối với mỗi trong số các Bảng OUT pha loãng này và P-values trung bình đã được xác định. Sự dồi dào tương đối của các chi được xác định trong các mẫu vi khuẩn da của các tình nguyện viên PA và 2HA đã được phân tích bằng phép phân tích biệt thức bình phương tối thiểu từng phần đa biến (multivariate partial least squares discriminant analysis PLS-DA; SIMCA-P 12.0, Umetrics, Thụy Điển). Dữ liệu đã được chuyển thành dạng bản ghi (log-transformed) và thay đổi kích thước thành biến đơn vị. Số lượng các thành phần PLS đáng kể được xác định bằng xác minh chéo và mô hình này được làm cho có hiệu lực bằng thử nghiệm hoán vị [29],[30],[31]. Để tránh việc tham số hóa quá mức mô hình này, các chi có sự đóng góp nhỏ vào sự phân biệt hai nhóm này trong lần phân tích PLS-DA đầu tiên được loại khỏi mô hình sau cùng (tác động biến đối với giá trị projection < 1 [26], [28]. Kết quảSự hấp dẫn tương đối của các tình nguyện viên đối với An. gambiae có khác biệt đáng kể (P <0,001; GLM). Có tất cả 9 trong số 48 tình nguyện viên có sự hấp dẫn cao hơn rất nhiều, có sức hấp dẫn cao, nhóm HA hơn so với 7 tình nguyện viên khác vì có sức hấp dẫn thấp, nhóm PA, p < ,.05; GLM). 
Hình 5
Sức hấp dẫn tương đối với An. gambiae của 48 tình nguyện viênKết quả đếm đĩa không chọn lọc cho thấy rằng, trung bình, 5.8×105 vi khuẩn có thể nuôi cấy được xuất hiện trên 1 cm2 của lòng bàn chân người, như được tính bằng cách đếm đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFUs) trên các các đĩa môi trường thạch máu cừu. Số lượng trung bình vi khuẩn trên cm2 của lòng bàn chân có liên quan rõ ràng đến sự hấp dẫn tương đối của các tình nguyện viên đối với An. gambiae (p = 0,003; GLM). Sự có mặt nhiều vi khuẩn Staphylococcus spp. có liên quan rõ rệt đến sự hấp dẫn tương đối của các tình nguyện viên đối với An. gambiae (p = 0,01; GLM). Số lượng vi khuẩn trên 1 cm2 như đã xác định bằng việc đếm CFU trên các các đĩa môi trường thạch máu cừu và số lượng các khuẩn lạc trên 1 cm2 trên các đĩa được chọn lọc cho Staphylococcus spp. có liên quan chặt chẽ, cho thấy rằng nhiều khuẩn lạc vi khuẩn được tìm thấy trên các các đĩa môi trường thạch máu cừu là Staphylococcus spp. Sự có mặt nhiều Corynebacteria spp., Micrococcus spp. và Propionibacteria spp. không cho thấy mối liên hệ với sự hấp dẫn tương đối của các tình nguyện viên (lần lượt là p = 0,085, p = 0,28 và p = 0,41; GLM). Sự dồi dào vi khuẩn ở da và khả năng hấp dẫn tương đối với An. gambiae.Các kết quả trình tự gen 16S rRNA cho thấy rằng số điểm đa dạng phả hệ loài (PD) [27] của các tình nguyện viên HA và các tình nguyện viên PA có sự khác biệt đáng kể. Điểm PD của các cộng đồng PA cao hơn đáng kể so với các tình nguyện viên HA ở chiều sâu giả lập 500 và 1000 trình tự gen và có ý nghĩa không nhiều ở một chiều sâu giải trình tự là 1500 trình tự gen(lần lượt là p = 0.032, P = 0.043 và p = 0.057; t-test). Ở chiều sâu trình tự gen là 1000, điểm PD của các nhóm vi khuẩn trên da của các tình nguyện viên PA cao hơn 38% so với điểm PD của các nhóm vi khuẩn trên da của các tình nguyện viên HA. 
Hình 6
Các đường cong khứu giác thấy đa dạng sinh học vi khuẩn từ các tình nguyện viên ít thu hút (PA) và rất thu hút (HA) Sự dồi dào tương đối của các OUT được xác định bởi quy trình pyrosequencing và được phân loại trong các chi vi khuẩn Staphylococcus spp. và Pseudomonas spp. có sự khác biệt đáng kể giữa các tình nguyện viên HA và PA (lần lượt là p = 0,024 và p = 0,005; t-test). Sự dồi dào của Staphylococcus spp. trong nhóm HA nhiều hơn 2,62 lần so với trong nhóm PA và sự dồi dào của Pseudomonas spp. trong nhóm PA nhiều hơn 3,11 lần so với trong nhóm HA. Sự dồi dào Brevibacterium spp. và Corynebacterium spp. không khác biệt đáng kể giữa nhóm PA và HA (lần lượt là p = 0,52 và p = 0,26; t-test). Tác động của sự dồi dào của Bacillus spp. đối với sự hấp dẫn đã không được kiểm tra vì chúng chỉ xuất hiện trong số lượng mẫu rất hạn chế. Các chi vi khuẩn khác có liên quan đến sự hấp dẫn con người đối với An. gambiae đã được xác định bằng PLS-DA [29],[30],[31]. Mô hình này chỉ ra sự khác nhau của các nhóm PA và HA dựa trên sự dồi dào tương đối các chi vi khuẩn (3 biến ẩn có ý nghĩa quan trọng, R2Xcum = 0.544, R2Ycum = 0.993, Q2cum = 0.823). Hệ số hồi quy PLS đã được xác định bằng các xác định các chi tiêu biểu nhất trong cả hai nhóm. Variovorax spp. và Pseudomonas spp. có liên quan đáng kể tới các tình nguyện viên PA dựa trên hệ số hồi quy cao của họ (khoảng tin cậy 95%). Leptotrichia spp., Delftia spp. và Actinobacteria Gp3 spp. có liên quan đáng kể đến các tình nguyện viên HA. 
Hình 7
Phân tích đa biến mô tả vi khuẩn trên tình nguyện viên ít thu hút (PA) và rất thu hút (HA) Thảo luậnTrong nghiên cứu này chúng tôi đã chứng minh rằng thành phần và sự dồi dào quần thể vi sinh vật da người tác động mức độ tương đối tới sự thu hút của một người đối với loài muỗi sốt rét An. gambiae. Những tình nguyện viên có sự đa dạng vi sinh vật cao hơn thì ít thu hút loài muỗi này và một vài chi vi khuẩn được xác định là có liên quan đến các tình nguyện viên HA hoặc PA. Việc xác định các chất dễ bay hơi sản sinh ra bởi các chi này dường như đi đến việc phát triển các chất thu hút hoặc xua muỗi mới [20]. Chỉ một phần nhỏ những vi khuẩn tìm thấy trên da người có thể nuôi cấy được [32] và do đó đây là một phát hiện xác nhận quan trọng rằng các kết quả từ nghiên cứu in vivo của chúng tôi chứng thực các nghiên cứu in vitro trước đó trong đó các chất dễ bay hơi giải phóng bởi Staphylococcus epidermidis thu hút những con cái An. gambiae [19], [20] và các chất dễ bay hơi từ Pseudomonas aeruginosa không thu hút [20]. Việc nghiên cứu vô định hướng bởi PLS-DA trong nghiên cứu này mang lại việc phân loại một vài chi mới có liên quan đến mức độ thu hút tương đối của con người đối với An. gambiae. 
Hình 8
Mối liên quan giữa Pseudomonas spp. và các tình nguyện viên cũng phù hợp với các thử nghiệm in vitro cho thấy rằng việc pha trộn các hợp chất tạo ra bởi P. aeruginosa có thu hút An. gambiae (trái ngược với các chất dễ bay ho7ii tạo ra bởi 4 loài vi khuẩn khác, tất cả đều thường được tìm thấy trên da người) [20]. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng Pseudomonas spp. và có thể là Variovorax spp. a) chuyển đổi một số các hợp chất thu hút tạo ra bởi các vi khuẩn khác, b) phát tín hiệu tới các vi khuẩn khác theo cách có thể ngăn ngừa chúng thải ra các hợp chất thu hút này, c) tạo ra các hợp chất xua An. gambiae, hoặc d) ngăn ngừa tác động của các chất dễ bay hơi phát ra khỏi da người. Có nhiều hơn các quần thể vi sinh vật hỗn tạp có thể chứa các loài vi khuẩn tạo ra các chất dễ bay hơi làm yếu đi sự hấp dẫn của các tình nguyện viên AP đối với những con muỗi, và có thể giải thích tác động giao thoa được mô tả đối với loài muỗi sốt vàng Aedies aegypti (L) [7]: mức độ caohơn các hợp chất dễ bay hơi cụ thể được phát hiện là chịu trách nhiệm cho việc làm giảm sự thu hút của các tình nguyện viên đối với Ae. Aegypti. 
Hình 9
Các nhà nghiên cứu giả thiết rằng sự thu hút ít hơn với muỗi là do một nhóm chọn lọc các vi sinh vật trên da phát ra các hợp chất giao thoa với sự thu hút của những con muỗi và vật chủ người của chúng và đo đó đóng vai trò là một hệ thống phòng thủ có sẵn bên trong [33]. Các gen Phức hợp Tương thích mô chính MHC đã được chứng minh là có tác động đối với mùi hương cơ thể [34],[35],[36] và có thể áp dụng sự tác động này bằng cách thay đổi thành phần quần thể vi sinh vật trên da và do đó các chất dễ bay hơi tạo ra bởi các vi khuẩn này và/hoặc vật chủ người [16], [37]. Nghiên cứu này cho thấy rằng quần thể vi sinh vật trên da có thể đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống phòng thủ có sẵn bên trong này và do đó, có thể tác động tới sự lan truyền ký sinh trùng sốt rét [16],[38]. Các tình nguyện viên có sự đa dạng vi sinh vật cao hơn và có dồi dào hơn Pseudomonas spp. or Variovorax spp. thì ít thu hút với muỗi hơn và có thể do đó ít bị đốt hơn. Các nghiên cứu trong tương lai sẽ xác định xem liệu các tình nguyện viên với một thành phần quần thể vi sinh vật xác định có thể có ít nguy cơ bị nhiễm ký sinh trùng hay không, và do đó là có thể có khả năng sống sót cao hơn. 
Hình 10
Các hợp chất hạn chế việc sản sinh ra vi khuẩn mùi người [13], hoặc làm giả các thành phần của quần thể vi sinh vật da có thể làm giảm sự thu hút của một người đối với những con muỗi. Việc phân tích các chất dễ bay hơi của vi khuẩn thu hút những con muỗi tạo ra bởi các vi khuẩn Leptotrichia spp., Delftia spp. and Actinobacteria Gp3 spp. đã được xác định trong nghiên cứu này [20] sẽ còn giúp ích trong việc phát triển các chất thu hút để sử dụng trong bẫy các quần thể muỗi sốt rét được giám sát hoặc các chiến lược nhử và giết [39]. Các kết quả xuất hiện trong nghiên cứu này có thể đóng góp vào việc hiểu rõ cơ bản về sinh thái học hành vi của những con muỗi. Sự yêu thích của loài muỗi An. gambiae đối với mùi của người được tác động bởi thành phần các nhóm vi khuẩn da người và có thể chịu trách nhiệm cho tính ưa vật chủ người của An. gambiae s.s. Điều thú vị là hai loài muỗi có họ hàng thân thiết An. quadriannulatus và An. arabiensis, có phạm vi vật chủ rộng hơn và lần lượt là yêu thích động vật [40],[41],[42] hoặc có tính cơ hội hơn (opportunistic) [43],[44]. Các nhóm vi khuẩn của các loài có xương sống khác dường như khác với ở con người và có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định phạm vi vật chủ của muỗi [45]. 
Hình 11
Thông tin bổ sungThu Thập xạ khí da. Tay cầm Teflon với 6 hạt thủy tinh để thu thập xạ khí da từ chân người để sử dụng cho thử nghiệm hấp dẫn muỗi trong khứu giác kế. Đơn vị tính bằng mm. Đếm đĩa chọn lọc Staphylococcus spp và sự thu hút tương đối đối với An. gambiae Mối liên quangiữa số lượng vikhuẩnStaphylococcus spp. được xác định bằng lượng đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFUs) trên các đĩa chọn lọc Staphylococcus spp. và sự thu hút tương đối trung bình của các tình nguyện viên. Sự thu hút tương đối được thể hiện bằng số lượng muỗi bị bắt trong thiết bị bẫy tỏa ra mùi hương của các tình nguyện viên thử nghiệm chia cho tổng số muỗi bị bẫy trong cả hai thiết bị bẫy. Đường màu đỏ chỉ ra mối quan hệ ăn khớp theo mô hình tuyến tính tổng quát GLM. Biểu đồ hệ số của các cấu hình vi khuẩn của những người ít thu hút (PA) và rất thu hút (HA) Biểu đồ hệ số phân tích biệt thức bình phương tối thiểu từng phần (PLS-DA) dựa trên sự dồi dào tương đối của các chi vi khuẩn trong các cấu hình vi sinh vật của các tình nguyện viên PA và HA. Các chi với các hệ số hồi quy PLS dương tính (> 0) hoặc âm tính (< 0) đáng kể, tức là không chồng chéo giữa 95% khoảng tin cậy và trục hoành) đóng góp đáng kể vào việc dự đoán những người HA (thanh màu xanh) và những người PA (thanh màu đỏ). Các hệ số đã được chia độ và đặt ở giữa. Một số trình tự gen có thể chỉ được xác định là division (D), class (C), order (O) hoặc family (F).
Tài liệu tham khảo
1.Khan AA, Maibach HI, Strauss WG. The role of convection currents in mosquito attraction to human skin. Mosquito News. 1968;28:462–464. 2.Cardé RT, Gibson G. Host finding by female mosquitoes: mechanisms of orientation to host odours and other cues. In: Takken W, Knols BGJ, editors. Olfaction in Vector-Host Interactions. Wageningen: Wageningen Academic Publishers; 2010. pp. 115–140. 3.Allan SA, Day JF, Edman JD. Visual ecology of biting flies. Annual Review of Entomology. 1987;32:297–316. [PubMed] 4.Olanga E, Okal M, Mbadi P, Kokwaro E, Mukabana W. Attraction of Anopheles gambiae to odour baits augmented with heat and moisture. Malaria Journal. 2010;9:6. [PMC free article][PubMed] 5.Takken W, Knols BGJ. Odor-mediated behavior of afrotropical malaria mosquitoes. Annual Review of Entomology. 1999;44:131–157. [PubMed] 6.Knols BGJ, De Jong R, Takken W. Differential attractiveness of isolated humans to mosquitoes in Tanzania. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. 1995;89:604–606. [PubMed] 7.Logan JG, Birkett MA, Clark SJ, Powers S, Seal NJ, et al. Identification of human-derived volatile chemicals that interfere with attraction of Aedes aegypti mosquitoes. Journal of Chemical Ecology. 2008;34:308–322. [PubMed] 8.Bernier UR, Booth MM, Yost RA. Analysis of human skin emanations by gas chromatography/mass spectrometry. 1.Thermal desorption of attractants for the yellow fever mosquito (Aedes aegypti) from handled glass beads. Analytical Chemistry. 1999;71:1–7. [PubMed] 9.Qiu YT, Smallegange RC, van Loon JJA, Ter Braak CJF, Takken W. Interindividual variation in the attractiveness of human odours to the malaria mosquito Anopheles gambiae s.s.Medical and Veterinary Entomology. 2006;20:280–287. [PubMed] 10.Shelley WWB, Hurley HHJ, Jr, Nichols AAC. Axillary odor; experimental study of the role of bacteria, apocrine sweat, and deodorants. A M A Archives of Dermatology and Syphilology. 1953;68:430–446. [PubMed] 11.Rennie PJ, Gower DB, Holland KT. In-vitro and in-vivo studies of human axillary odor and the cutaneous microflora. British Journal of Dermatology. 1991;124:596–602. [PubMed] 12.Taylor D, Daulby A, Grimshaw S, James G, Mercer J, et al. Characterization of the microflora of the human axilla. International Journal of Cosmetic Science. 2003;25:137–145. [PubMed] 13.Ara K, Hama M, Akiba S, Koike K, Okisaka K, et al. Foot odor due to microbial metabolism and its control. Canadian Journal of Microbiology. 2006;52:357–364. [PubMed] 14.Xu Y, Dixon S, Brereton R, Soini H, Novotny M, et al. Comparison of human axillary odour profiles obtained by gas chromatography/mass spectrometry and skin microbial profiles obtained by denaturing gradient gel electrophoresis using multivariate pattern recognition. Metabolomics. 2007;3:427–437. 15.Tims S, van Wamel W, Endtz HP, van Belkum A, Kayser M. Microbial DNA fingerprinting of human fingerprints: dynamic colonization of fingertip microflora challenges human host inferences for forensic purposes. International Journal of Legal Medicine. 2010;124:477–481. [PMC free article][PubMed] 16.Verhulst NO, Takken W, Dicke M, Schraa G, Smallegange RC. Chemical ecology of interactions between human skin microbiota and mosquitoes. FEMS Microbiology Ecology. 2010;74:1–9. [PubMed] 17.Braks MAH, Takken W. Incubated human sweat but not fresh sweat attracts the malaria mosquito Anopheles gambiae sensu stricto. Journal of Chemical Ecology. 1999;25:663–672. 18.de Jong R, Knols BGJ. Selection of biting sites on man by two malaria mosquito species. Experientia. 1995;51:80–84. [PubMed] 19.Verhulst NO, Beijleveld H, Knols BGJ, Takken W, Schraa G, et al. Cultured skin microbiota attracts malaria mosquitoes. Malaria Journal. 2009;8:302. [PMC free article][PubMed] 20.Verhulst NO, Andriessen R, Groenhagen U, Bukovinszkiné Kiss G, Schulz S, et al. Differential attraction of malaria mosquitoes to volatile blends produced by human skin bacteria. PLoS onE. 2010;5:e15829. [PMC free article][PubMed] 21.Lefèvre T, Gouagna L-C, Dabiré KR, Elguero E, Fontenille D, et al. Beer consumption increases human attractiveness to malaria mosquitoes. PLoS onE. 2010;5:e9546. [PMC free article][PubMed] 22.Costello EK, Lauber CL, Hamady M, Fierer N, Gordon JI, et al. Bacterial community variation in human body habitats across space and time. Science. 2009;326:1694–1697. [PMC free article][PubMed] 23.Caporaso JG, Kuczynski J, Stombaugh J, Bittinger K, Bushman FD, et al. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data. Nature Methods. 2010;7:335–336. [PMC free article][PubMed] 24.Quince C, Lanzen A, Curtis TP, Davenport RJ, Hall N, et al. Accurate determination of microbial diversity from 454 pyrosequencing data. Nature Methods. 2009;6:639–641. [PubMed] 25.Wang Q, Garrity GM, Tiedje JM, Cole JR. Naive bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy. Applied and Environmental Microbiology. 2007;73:5261–5267. [PMC free article][PubMed] 26.Price MN, Dehal PS, Arkin AP. FastTree 2 – approximately maximum-likelihood trees for large alignments. PLoS onE. 2010;5:e9490. [PMC free article][PubMed] 27.Faith DP. Conservation evaluation and phylogenetic diversity. Biological Conservation. 1992;61:1–10. 28.Gotelli NJ, Colwell RK. Quantifying biodiversity: procedures and pitfalls in the measurement and comparison of species richness. Ecology Letters. 2001;4:379–391. 29.Eriksson L, Johansson E, Kettaneh-Wold N, Trygg J, Wikström C, et al. Multi- and megavariate data analysis. Umeå, Sweden: Umetrics AB; 2006. 30.Bruinsma M, van Broekhoven S, Poelman E, Posthumus M, Müller M, et al. Inhibition of lipoxygenase affects induction of both direct and indirect plant defences against herbivorous insects. Oecologia. 2010;162:393–404. [PMC free article][PubMed] 31.Pérez-Enciso M, Tenenhaus M. Prediction of clinical outcome with microarray data: a partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) approach. Human Genetics. 2003;112:581–592. [PubMed] 32.Gao Z, Tseng C-h, Pei Z, Blaser MJ. Molecular analysis of human forearm superficial skin bacterial biota. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2007;104:2927–2932. [PMC free article][PubMed] 33.Logan JG. Why do mosquitoes “choose” to bite some people more than others? Outlooks on Pest Management. 2008;19:280–283. 34.Yamazaki K, Boyse EA, Thaler MHT, Mathieson BJ, Abbott J, et al. Control of mating preferences in mice by genes in the major histocompatibility complex. Journal of Experimental Medicine. 1976;144:1324–1335. [PMC free article][PubMed] 35.Wedekind C, Furi S. Body odour preferences in men and women: do they aim for specific MHC combinations or simply heterozygosity? Proceedings of the Royal Society Biological Sciences Series B. 1997;264:1471–1479. [PMC free article][PubMed] 36.Savelev SU, Antony-Babu S, Roberts SC, Wang H, Clare AS, et al. Individual variation in 3-methylbutanal: a putative link between human leukocyte antigen and skin microflora. Journal of Chemical Ecology. 2008;34:1253–1257. [PubMed] 37.Penn D, Potts WK. How do major histocompatibility complex genes influence odor and mating preferences? Advances In Immunology. 1998;69:411–436. [PubMed] 38.Braks MAH, Anderson RA, Knols BGJ. Infochemicals in mosquito host selection: Human skin microflora and Plasmodium parasites. Parasitology Today. 1999;15:409–413. [PubMed] 39.Okumu FO, Govella NJ, Moore SJ, Chitnis N, Killeen GF. Potential benefits, limitations and target product-profiles of odor-baited mosquito traps for malaria control in Africa. PLoS onE. 2010;5:e11573. [PMC free article][PubMed] 40.White GB, Tessfaye F, Boreham PFL, Lemma G. Malaria vector capacity of Anopheles arabiensis and An. quadriannulatus in Ethiopia: chromosomal interpretation after 6 years storage of field preparations. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. 1980;74:683–684. 41.Hunt RH, Coetzee M, Fettene M. The Anopheles gambiae complex: a new species from Ethiopia. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. 1998;92:231–235. [PubMed] 42.Torr SJ, della Torre A, Calzetta M, Costantini C, Vale GA. Towards a fuller understanding of mosquito behaviour: use of electrocuting grids to compare the odour-orientated responses of Anopheles arabiensis and An. quadriannulatus in the field. Medical and Veterinary Entomology. 2008;22:93–108. [PubMed] 43.Costantini C, Sagnon N, della Torre A, Diallo M, Brady J, et al. Odor-mediated host preferences of West-African mosquitoes, with particular reference to malaria vectors. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 1998;58:56–63. [PubMed] 44.Costantini C, Gibson G, Sagnon N, della Torre A, Brady J, et al. Mosquito responses to carbon dioxide in a West African Sudan savanna village. Medical and Veterinary Entomology. 1996;10:220–227. [PubMed] 45.Smallegange RC, Verhulst NO, Takken W. Sweaty skin: an invitation to bite? Trends in Parasitology. 2011;27:143–148. [PubMed]
|
TRANG CHỦ
