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【搞笑諾貝爾系列】生物獎:臭腳、芝士、瘧疾蚊

2020/8/21 — 10:03

先問大家一條選擇題︰地球上哪種動物殺人最多? A. 毒蛇; B. 鯊魚; C. 蚊。答案是 C ,全球每年有 7 億人染上經蚊媒傳播的疾病,近 100 萬人死亡 [1] ,不是直接被針死,而是被蚊所攜帶的致病源所害。於是,如何滅蚊就成為了人類「千古不變」的課題。

說是「千古不變」一點也沒有誇張,自人類發展出農耕和村落,就出現了各種和「水」有關的疾病,如經污水傳播的霍亂、傷寒,和經由靠積水而生的蚊蟲傳播的疾病,例如經瘧蚊傳播的瘧疾。即使在醫學發達的今時今日,瘧疾仍然在不少發展中國家傳播,每年奪去數以十萬計的生命 [2]

大家也許會覺得「貨不對版」,不是說文章的題目是「搞笑諾貝爾獎」嗎,怎麼這麼沉重了?筆者想表達的,是得獎的研究不是「柴娃娃」也不會「求求其其」,全都是嚴謹的科學研究,只不過,研究的方式確實有點搞笑罷了。

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蚊喜歡你哪裡?

今次要跟大家介紹的是 2006 年得到搞笑諾貝爾生物學獎的研究,得獎者是來自荷蘭瓦赫寧恩大學的 Bart Knols 和 Ruurd de Jong ,他們的得獎研究是證明了「雌性甘比亞瘧蚊會同樣被人類腳臭的味道和林堡芝士的味道吸引」 [3] 。大家應該已明白「搞笑」的地方在哪了,光是想像有人把「臭腳」和芝士放在一起引蚊,已經有夠滑稽。

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那麼,大家覺得自己「惹蚊」嗎?就是一堆人站在一起,只有你被蚊針,噴了蚊怕水蚊都不怕那種。我們的困擾源於雌蚊需要有營養的食物讓卵發育,溫血動物的血是很好的選擇,所以各種溫血動物「特徵」,例如呼出的二氧化碳、汗味等,都成為了研究題目。早在 1996 年,這次的得獎者已經開始研究人類還有哪些「特徵」會吸引雌蚊 [4]

大家一起想想,實驗應該怎樣設計,才能找出惹蚊者的「特徵」?早期的研究較多著重人的「體味」,會叫受試者一直穿同一件衣服,再以衣服來引蚊,但這種實驗只能找出誰比較惹蚊,無助於找出真正引蚊的「元兇」。第二代的研究更搞笑了,就是要受試者不穿衣服,科學家再放蚊(是真的蚊,不是打哈欠啦)去針受試者 [5] 。研究人員發現,雌性瘧蚊很喜歡人的腳,特別是人都能嗅到臭味的腳。為了再驗證,科學家叫了受試者去洗腳,雖然不能完消除臭味,但減少了也好,而結果是,減少了氣味,也沒那麼吸引雌蚊了。

下一個問題是,以上的實驗雖然指向了「臭腳會惹蚊」,但科學家想找到的是「甚麼化學物質會惹蚊」,再分離出來進一步研究,而且每個人的腳臭味道或和原因都可能有所不同,所以要找一個相對穩定的「臭味來源」。

惹蚊的腳與不惹蚊的芝士

之後,研究人員想到了林堡芝士,原因是這種芝士嗅起來味道像人的臭腳。(筆者沒吃過林堡芝士,看了這些研究更不想吃了。)其實,這也不是隨性而為的,研究人員看中了的是上面的微生物。林堡芝士熟成需要 32–34°C 的潮濕環境,剛好和人類的腳指縫的環境很接近,兩者都長有短桿菌屬 (Brevibacterium) 的成員,林堡芝士的是亞麻短桿菌 (Brevibacterium linens) ,腳指縫的是表皮短桿菌 (Brevibacterium epidermidis) ,所以有理由相信它們有類似的新陳代謝產物 [4] 。研究人員比較了在人類腳趾甲收集到的碎屑和林堡芝士的化學成份,發現兩者都有一系列揮發性脂肪酸,於是這一系列「搞笑」的操作,終於回到較為沉悶的化學分析上了 [6]

如果大家看看搞笑諾貝爾獎關於這次獎項列出的研究,你會發現要找出能吸引甘比亞瘧蚊的「配方」並非易事,因為這不是單一的脂肪酸能做到,而且這些脂肪酸的組合還是稀釋很多才有效果,即是要「臭」,又不能「太臭」。經過一番努力,研究人員終於找到了一條由十二種脂肪酸組成的配方,在稀釋至少一千倍後,能有效吸引甘比亞瘧蚊-讓人染上瘧疾的元兇(這也解釋了為甚麼林堡芝士本身不惹蚊)。有了這條幾乎「必勝」的配方,下一步就是製造捉蚊陷阱,帶到瘧疾傳播嚴重的地區,從源頭防治。

「搞笑」之後的接棒者

這個「搞笑」故事並沒有在此完結,在 2013 年,另一組研究人員發表了一項延伸研究,他們發現,「感染」了瘧疾原蟲(瘧疾致病源)的雌性甘比亞瘧蚊比沒有感染的更會被受試者的臭襪吸引,代表瘧疾原蟲很可能使瘧蚊「更積極」去吸人血,成為一個致疾源改變了中間宿主的行為的例子 [7]

由臭腳味找到芝士頭上,靠著脂肪酸配方引蚊,到防治瘧疾和更深入了解病源體和中間宿主的關係,這就是「搞笑諾貝爾獎」的精神︰研究本身惹人發笑,卻在科學上有深遠意義。

註:

  1. Mosquito-borne disease
  2. Neglected tropical diseases-Mosquito-borne diseases
  3. The 2006 Ig Nobel Prize Winners
  4. “On Human Odour, Malaria Mosquitoes, and Limburger Cheese,” Bart. G.J. Knols, The Lancet, vol. 348 , November 9, 1996, p. 1322.
  5. “Selection of Biting Sites on Man by Two Malaria Mosquito Species,” R. De Jong and B.G.J. Knols, Experientia, vol. 51, 1995, pp. 80–84.
  6. “Behavioural and electrophysiological responses of the female malaria mosquito Anopheles gambiae (Diptera: Culicidae) to Limburger cheese volatiles,” B.G.J. Knols et. al., Bulletin of Entomological Research, vol. 87, 1997 , pp. 151-159.
  7. “Malaria Infected Mosquitoes Express Enhanced Attraction to Human Odor,” Smallegange RC et al. PLoS ONE vol. 8, 1997, e63602.

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