哥伦比亚新兴病媒伊蚊的生态、感染及传播：环境与人为因素的影响

这篇研究聚焦哥伦比亚地区伊蚊（Aedes）。通过调查不同海拔城乡地区的埃及伊蚊（Ae. aegypti）和白纹伊蚊（Ae. albopictus），分析其与环境、人为因素关系及自然感染情况。研究发现二者生态偏好不同，且均携带登革病毒（DENV）等，对防控虫媒病毒传播意义重大。

引言

虫媒病毒在全球传染病中占比超 17%，热带和亚热带地区集中了大量新兴和人畜共患病原体。在美洲，登革病毒（DENV）是最主要的虫媒病毒威胁，发病率呈上升趋势。2013 年和 2015 年，基孔肯雅病毒（CHIKV）和寨卡病毒（ZIKV）分别传入美洲，引发了重大公共卫生问题。这些病毒的传播与埃及伊蚊（Ae. aegypti）和白纹伊蚊（Ae. albopictus）密切相关。

埃及伊蚊是这些虫媒病毒的主要传播媒介，在美洲已长期存在，主要在城市人工容器中繁殖，也可在农村生存。白纹伊蚊适应性强，能利用自然和人工幼虫栖息地，分布范围广，在某些情况下可作为次要或主要传播媒介。在哥伦比亚，白纹伊蚊自 1998 年首次被发现后已扩散至多个地区，但其作为传播媒介的作用及与埃及伊蚊的关系尚不清楚。本研究选择哥伦比亚考卡省进行调查，旨在探究埃及伊蚊和白纹伊蚊的分布与气候、人为因素的关系，以及它们的自然感染状况和病毒传播情况。

方法

1. 伦理考量：研究获得了参与者的书面知情同意，经哥伦比亚波哥大埃尔博斯克大学机构伦理委员会批准（批准号：013 - 2021），并得到国家环境许可证管理部门授权（决议号：01470，2017 年 11 月 17 日）。
2. 研究区域：研究在考卡省的四个城市（Piamonte、Patía、Piendamó 和 Popayán）的城乡地区展开，这些城市位于不同海拔范围。根据哥伦比亚国家登革热传播分类（2021 - 2023），Piamonte、Piendamó 和 Popayán 为低传播风险地区，Patía 为中等传播风险地区。
3. 样本量确定：以家庭为分析单位，根据国家人口普查的预计人口数据，使用 SSPropor 工具计算样本量。根据海拔和先前的登革热病例或蚊虫存在报告选择家庭，每个家庭在旱季（2021 年 7 月 - 10 月）和雨季（2022 年 3 月 - 5 月）各访问一次进行蚊虫采集。
4. 蚊虫采集：在 2021 年 7 月 - 10 月和 2022 年 3 月 - 5 月进行蚊虫采样。采集幼虫和蛹时，直接从城乡居民点的水容器中获取，将容器分为人工和自然两类，并记录其所在空间位置和光照情况。蛹羽化后成为成虫，使用 Prokopack 吸虫器在室内和室外近距离区域捕获成虫，室外远距离区域则用昆虫网采集，采集地点进行地理定位。
5. 蚊虫鉴定：在野外利用形态特征，借助立体显微镜对蚊虫进行分类鉴定。埃及伊蚊标本按生命阶段、性别、日期和地点进行分组保存，白纹伊蚊雌蚊则解剖为中肠、腿和胸部单独保存，雄蚊和未成熟蚊虫处理方式与埃及伊蚊相同。
6. 昆虫学指标计算：计算关键阳性繁殖场所百分比、布雷图指数（Breteau index，BI）、蛹人均指数、雌蚊侵染率和人均雌蚊指数等指标，评估蚊虫侵扰水平和叮咬风险。
7. 环境变量获取：收集采集期间的平均、最低和最高温度以及总降水量数据，将野外记录的地理坐标和海拔与环境变量进行关联分析。
8. 人为变量评估：对居民进行访谈，了解社会人口学和经济特征，评估对登革热传播的认知。将收集的数据进行分类和主成分分析，提取 “房屋条件” 和 “知识” 两个主要成分。
9. 统计分析：使用广义线性模型（GLM）分析幼虫数量与繁殖场所特征、其他物种幼虫数量的关系，使用广义相加模型（GAMs）分析幼虫和雌蚊数量与环境变量、住房条件和知识的关系，评估数据的共线性并进行相应处理。
10. RNA 提取与扩增：按照试剂盒说明书从蚊虫样本中提取 RNA 并进行定量，通过多重巢式逆转录 - 聚合酶链反应（RT - PCR）扩增病毒 RNA，以培养收获的病毒为阳性对照，无核酸酶水为阴性对照，分析病毒感染和传播情况。

结果

1. 人为变量分析：“房屋条件” 成分中，城市家庭在供水、排水和混凝土住房方面优于农村家庭，但部分城市和农村家庭存在供水不稳定问题。“知识” 成分中，城乡家庭在登革热认知上无显著差异。
2. 未成熟阶段调查结果：共采集到 1426 只未成熟伊蚊，其中埃及伊蚊占 78%，白纹伊蚊占 22%。二者在城乡地区均有分布，部分城市存在差异。埃及伊蚊主要在洗衣水槽和水桶中繁殖，白纹伊蚊在农村偏好轮胎和洗衣水槽，在城市主要使用水桶和洗衣水槽。幼虫数量受多种因素影响，埃及伊蚊与城市地区、特定温度和降水量范围相关，白纹伊蚊则与较高降水量和较低海拔相关，且二者幼虫数量均与房屋条件和登革热知识有关。
3. 成虫调查结果：共收集到 500 只埃及伊蚊成虫和 104 只白纹伊蚊成虫，其中雌蚊分别为 238 只和 86 只。埃及伊蚊雌蚊在城市地区更为常见，白纹伊蚊雌蚊数量与家庭水容器数量有关。两种蚊子的成虫数量均与温度、降水量和海拔相关，且与房屋条件和登革热知识有关。
4. 蚊虫叮咬风险评估：不同城市的蚊虫与人接触情况不同，埃及伊蚊在部分地区的雌蚊密度和蛹人均指数较高，白纹伊蚊在多数地区的相关指数低于埃及伊蚊，但在部分农村地区较高。
5. 虫媒病毒感染情况：埃及伊蚊样本中检测到 DENV 和 CHIKV 感染，白纹伊蚊样本中也检测到这两种病毒感染，且在白纹伊蚊的腿、胸部和唾液腺中检测到病毒，表明其具有病毒传播能力。

讨论

本研究综合分析多种因素，对研究区域内伊蚊传播病毒的生态流行病学有了详细了解。埃及伊蚊和白纹伊蚊在哥伦比亚海拔高达 2100 米的地区均有分布，主要利用人工容器繁殖，其分布受气候和人为因素影响。白纹伊蚊不仅在室外，也在室内出现，且在人工容器中繁殖更为重要。两种蚊子虽有重叠分布和繁殖场所，但未发现竞争现象，可能通过资源分配避免竞争。降雨对两种蚊子的繁殖有不同影响，白纹伊蚊在高降雨期更具优势，可能在病毒传播中发挥重要作用。研究中埃及伊蚊的 DENV 感染率与之前报道相似，白纹伊蚊对 CHIKV 的感染率较高，表明其在病毒传播中的潜在作用。总体而言，整合环境、病毒学和人为变量对伊蚊传播病毒的生态流行病学特征研究至关重要，有助于深入了解虫媒病毒的地理和时间动态，为防控工作提供依据。不过，研究还存在一些局限性，如样本量有限，对季节性和气候变异性的评估不足，对白纹伊蚊的传播能力还需进一步研究。