英格兰东南部湿地蚊媒与虫媒病毒监测:两种成蚊诱捕器比较、新型诱捕器与FTA™卡的应用及病毒检测

时间:2026年2月8日
来源:Medical and Veterinary Entomology

编辑推荐:

本综述评估了两种成蚊诱捕器在英国东南部湿地的诱捕效率,为监测和缓解蚊媒疾病(MBDs)传播提供关键依据。研究发现,Mosquito Magnet® Executive (MM) 诱捕器在捕获总量上显著更高,而 Biogents BG-Sentinel (BGS) 则在物种均匀度上更优,且能更有效地捕获库蚊(Culex pipiens s.l.)。研究还首次在英国湿地部署了配备FTA™卡的新型Box-Gravid trap用于虫媒病毒(如西尼罗病毒WNV)检测,虽未检出病毒,但为未来监测策略提供了新思路。

广告
   X   

引言
蚊媒病原体及其引起的疾病是全球公共卫生问题,每年导致数百万人感染疟疾、登革热、黄热病、寨卡和西尼罗病毒等疾病。蚊媒疾病的传播依赖于关键媒介物种,因此获取其生物动力学数据,特别是分布和丰度信息,对于制定预防或控制策略至关重要。针对成蚊的目标性采集主要通过成蚊诱捕器实现,这是昆虫学家进行监测和研究的基本工具。
雌性成蚊主要通过嗅觉和视觉线索被吸引到寻找宿主的诱捕器。在这些线索中,二氧化碳是主要的远距离引诱剂,而乳酸、氨以及皮肤微生物组产生的化合物等挥发性物质则作为中近距离线索。一旦靠近宿主,视觉线索(如对比形状和运动)会支持其朝向宿主定向。这些复杂的机制调节着蚊子的宿主寻找行为,并且因物种而异,这解释了不同类型诱捕器所捕获的物种多样性。
在英国,出于自然保护区内可能误捕大量飞蛾的担忧,光诱捕器并不常用,尤其是在湿地研究中。针对入侵蚊种如白纹伊蚊,BGS2诱捕器配合人工引诱剂被认为是最有效的。而MM诱捕器在英国湿地广泛使用,并已被证明在多种生境中能有效吸引大量嗜哺乳动物的雌蚊,但其通常无法捕获嗜鸟物种如尖音库蚊典型生物型,因此不适用于以这类重要地方性动物病媒介为目标的研究。
虫媒病毒检测是蚊媒疾病监测研究的重要组成部分,近年来为揭示乌苏图病毒的传播以及英国首次在蚊虫中检测到西尼罗病毒提供了见解。新的病毒检测方法包括改造成蚊诱捕器,特别是在吸引已饱血的雌蚊的产卵诱捕器中放置FTA™卡,以收集蚊虫唾液中的病毒物质。这种方法已在多项研究中部署,是不同地理区域虫媒病毒操作监测的关键组成部分,本研究标志着该方法首次在英国湿地中应用。
研究方法
研究在英格兰东南部肯特郡的四个湿地进行,目标区域是已知有西尼罗病毒媒介库蚊分布的湿地。在为期11周的时间里,在每个湿地连续运行了Mosquito Magnet® Executive (MM) 诱捕器和 Biogents BG-Sentinel (BGS) 诱捕器。MM诱捕器使用丙烷气瓶和辛烯醇引诱剂,BGS诱捕器则使用BG-Lure和二氧化碳 (CO2)。此外,还在每个湿地部署了一个基于改良Reiter-Cummings产卵诱捕器设计的Box-Gravid trap。该陷阱由下部装有干草浸液(引诱剂)的托盘和上部的主陷阱体组成,主陷阱体内放置了饲养笼和一个浸泡了麦卢卡蜂蜜溶液的FTA™卡,旨在吸引产卵雌蚊并收集其唾液用于病毒检测。
所有诱捕器每周检查一次,收集的蚊虫在实验室进行形态学鉴定。雌蚊被分组成不超过10只的同种池,使用Precellys组织匀浆器进行匀浆,并通过KingFisher Flex纯化系统提取总RNA。FTA™卡被切割成小块,用AVL缓冲液处理并匀浆,然后使用QIAamp Viral RNA试剂盒提取总RNA。通过靶向西尼罗病毒NS5区域片段的实时荧光定量PCR方法对所有样本进行病毒检测。
统计分析在R语言环境中进行。计算了物种丰富度和辛普森多样性指数。为了解释蚊虫捕获量的变化,构建了包含湿地、诱捕器类型和物种作为固定效应、诱捕点位置作为随机效应的零膨胀负二项式模型,并通过AIC等信息准则进行模型选择。事后检验用于比较不同湿地间的平均捕获率。
研究结果
在为期12周的研究中,三种诱捕器在四个湿地共捕获了11,584只成年雌蚊。Northward Hill和Cliffe的捕获量最高,分别为5,187和4,583只,其次是Stodmarsh (1,607只) 和 Sandwich (207只)。总体记录了15个物种,其中库蚊数量最多,其次是尖音库蚊复合组和环附库蚊。Sandwich的总体丰度远低于其他湿地。
比较MM和BGS诱捕器,MM诱捕器捕获的成年雌蚊总数显著更高,但BGS诱捕器在四个湿地中的三个以及所有湿地的总体辛普森多样性指数更高。这表明虽然MM捕获的蚊虫总数更多,但其捕获量在比例上由少数物种主导,而BGS的样本代表了更高的物种均匀度。
模型选择表明,最能解释每周每诱捕夜蚊虫捕获量变化的模型是包含湿地、诱捕器类型和物种作为固定效应、诱捕点位置作为随机效应的零膨胀负二项式模型。湿地、诱捕器类型和物种这三个变量都对解释蚊虫丰度变化有显著贡献。事后检验显示,Sandwich的平均捕获量与Stodmarsh有显著差异。
物种特异性模型揭示了不同物种对诱捕器类型和湿地的异质性反应。尖音库蚊复合组在BGS诱捕器中的丰度显著更高,而五斑按蚊复合组在MM诱捕器中的丰度显著更高。相比之下,库蚊、环附库蚊和环附脉毛蚊在不同诱捕器类型间没有显示出统计学上的显著差异。一些物种由于数据稀疏或高度聚集,无法评估其效应。
Box-Gravid trap捕获的蚊虫数量远低于其他两种诱捕器,仅记录了4个物种,其中绝大多数在Sandwich捕获,且尖音库蚊复合组占该点捕获量的95%。所有捕获的11,584只成年雌蚊和24张FTA™卡的西尼罗病毒检测结果均为阴性。
讨论
本研究揭示了BG-Sentinel和Mosquito Magnet®这两种广泛使用的蚊虫诱捕器在诱捕效率、捕获物种多样性和丰度方面的差异。总体数据显示,两种诱捕器类型的平均捕获率存在显著差异,MM捕获的蚊虫总数显著多于BGS。尽管BGS捕获的蚊虫总数较低,但其捕获的物种多样性更高。湿地间的空间变异对蚊虫种群有强烈影响,Northward Hill和Cliffe的捕获量最高,这与这两个地点存在适合库蚊幼虫生存的永久性植被沟渠和放牧牲畜有关。值得注意的是,本研究首次在Sandwich记录到库蚊的存在,为该物种的地理扩张提供了证据。
MM和BGS诱捕器在本研究中的表现不同。MM诱捕器捕获的成年雌蚊总数显著更高,这可能是由于其设计特性(利用热量和水蒸气)以及比BGS更高的二氧化碳释放速率所致。尽管MM总体上捕获的蚊虫数量更多,但物种丰富度和多样性指数却显示出有趣的对比:虽然两种诱捕器各捕获了12个物种,但BGS诱捕器在四个湿地中的三个具有更高的辛普森指数,表明其捕获的不同物种相对丰度具有更高的均匀度。这意味着BGS的物种选择性较低,可能以可比的比例吸引更多样化的物种,而MM可能不成比例地以更高的数量吸引特定的蚊虫物种。
物种水平分析揭示了不同诱捕器类型和湿地间的显著差异。五斑按蚊复合组在MM的捕获率显著高于BGS。环附库蚊的丰度在不同诱捕器类型间没有差异,但在Stodmarsh显著高于其他湿地,这可能是由于该湿地存在大片芦苇床和挺水植物栖息地。库蚊在两种诱捕器中均有记录,且无显著差异,但在湿地水平上存在显著差异,Sandwich的捕获量极低。尖音库蚊复合组在BGS中的捕获数量显著高于MM。其他物种由于记录数量过低,无法进行统计比较。
本研究首次在英国湿地环境中试验使用了Box-Gravid trap。与另外两种诱捕器相比,Box-Gravid trap捕获的蚊虫数量较低,且仅捕获了四个物种。该类型诱捕器的有效性可能与水生栖息地的可用性以及存在的蚊种在人工容器栖息地中产卵的倾向性有关。对陷阱的改进可能会提高捕获率。
西尼罗病毒分析未在蚊虫或FTA™卡中发现病毒传播的证据。尽管Box-Gravid trap选择的是此前已饱血的蚊虫,但在旨在利用宿主寻找行为的诱捕器中使用FTA™卡可能会提高病毒检出率,而使用吸引性糖饵诱捕器可能提供另一种改进的替代方法。
本研究的发现强调了在监测和研究针对特定物种时,需要根据目标物种确定最佳的诱捕器和栖息地,以最大化捕获率。对于嗜哺乳动物的蚊虫监测,由于总捕获量更高,MM诱捕器可能更有利;而BGS诱捕器似乎更适合专注于物种多样性或专门针对尖音库蚊复合种种群的研究。然而,两种诱捕器都有各自的操作要求,这些要求通常会影响对诱捕器类型的选择。基于本研究结果,BGS诱捕器应用于针对更广泛物种的监测,重要的是包括嗜鸟物种如尖音库蚊复合种,以检测病原体在地方性动物传播循环中的流通。在评估嗜人血物种的风险时,以及旨在以嗜哺乳动物物种为目标的研究中,应使用MM以确保这些物种在捕获样本中得到体现,并提供有关叮咬人类可能性的数据。总之,这些数据证实了MM和BGS诱捕器在英国的工作方式不同,特别是在它们捕获的蚊虫数量、目标物种以及捕获物种的相对比例方面。这在考虑物种特异性监测以及旨在估计蚊虫种群密度的研究设计时具有重要影响。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有