在这项研究中,我们确定了加拿大安大略省东部广泛区域内蚊子所吸食的吸血宿主。最常见的采样蚊子包括A. vexans、O. trivittatus、C. pipiens/restuans和C. perturbans,这些蚊子能够在一定程度上传播WNV(Sardelis,2001;Tiawsirisup等人,2008;Tiawsirisup、Platt、Evans和Rowley,2005;Turell等人,2001),并且可能在EEEV传播中只起次要作用(Armstrong和Andreadis,2010;Cupp等人,2003;Turell,2012;Vaidyanathan等人,1997)。例外的是C. perturbans,它可能是EEEV的桥梁媒介(Armstrong和Andreadis,2022;但参见Sardelis,2001;Turell等人,2001)。Aedes和Ochlerotatus属的蚊子从哺乳动物那里获得的吸血宿主比从鸟类那里获得的更多,C. pipiens/restuans从鸟类那里获得的吸血宿主比从哺乳动物那里获得的更多,而C. perturbans从鸟类和哺乳动物那里获得的吸血宿主数量相当。对于主要吸食哺乳动物的蚊子,Aedes和Ochlerotatus属的蚊子,东部棉尾兔始终是吸血宿主中最常见的来源。美洲知更鸟(Turdus migratorius)是C. pipiens/restuans最常吸食的鸟类物种,它是WNV和EEEV的强扩增宿主(Komar等人,1999,2003),这突显了WNV地方性循环在我们研究区域中可能的维持机制。C. perturbans也吸食了美洲知更鸟和人类,它是EEEV的潜在桥梁媒介,说明了我们系统中的一个假设传播途径。最后,虽然A. vexans是WNV的潜在桥梁媒介,但没有观察到它从已知的扩增宿主那里觅食,但它观察到它相对频繁地从人类那里觅食,这突显了人类暴露于WNV的潜在途径。总的来说,这些结果表明,这些蚊子和鸟类常见的栖息地,如植被茂密的住宅区(Clergeau等人,1998;Vanderhoff等人,2016),可能会增加人类暴露于WNV和EEEV的风险。我们最初观察到蚊子从某些动物群体那里获得更多吸血宿主的观察结果与文献中不同地区的模式一致。其他研究也经常显示A. vexans(Börstler等人,2016;Greenberg等人,2013;Hamer等人,2009;Molaei和Andreadis,2006;Nasci,1984)、A. cinereus(Apperson等人,2004;Molaei等人,2008)、O. sollicitans(Apperson等人,2004;Molaei等人,2008)和O. trivittatus(Hamer等人,2009;Molaei等人,2008;Nasci,1984)更倾向于从哺乳动物那里吸血,而C. pipiens/restuans倾向于从鸟类那里吸血(Apperson等人,2002;Hamer等人,2009;Khalil等人,2021;Kothera等人,2020;Molaei等人,2006;Taieb等人,2020)。C. perturbans蚊子似乎从哺乳动物那里获得的吸血宿主比从鸟类那里获得的更多,这之前也有观察到(Anderson等人,2018;Gingrich和Williams,2005;Molaei等人,2008)。尽管这些模式可能是这些蚊子的典型特征,但也存在例外情况,这进一步强调了在区域层面进行监测和研究的必要性。例如,在德国,观察到C. pipiens蚊子从哺乳动物那里获得的吸血宿主比从鸟类那里获得的更多(Börstler等人,2016)。在美国,根据不同的地区,蚊子物种从哺乳动物和鸟类那里获得的吸血宿主比例不同(Apperson等人,2004),在新泽西州C. pipiens和C. restuans利用更多的哺乳动物吸血宿主,而在纽约则不然。这些研究以及其他研究(Chaves等人,2010;Lyimo和Ferguson,2009;Wolff和Riffell,2018)表明,虽然蚊子有从某些动物群体那里吸血的倾向,但当地的吸血宿主可用性是决定蚊子饮食的重要因素。其他因素,如蚊子之间的杂交和蚊子种群的局部适应,也可能导致不同地区的蚊子饮食有显著差异(Fonseca等人,2004)。根据我们的数据,我们建议在加拿大安大略省东部,Culex物种和美洲知更鸟之间可能存在WNV的传播循环,A. vexans可能在人类暴露中起作用。具体来说,我们观察到Culex物种从美洲知更鸟那里获得的吸血宿主频率相对较高。美洲知更鸟在我们研究区域相对丰富,并且是其他地方已知的WNV超级传播者(Hamer等人,2009;Kilpatrick、Daszak等人,2006)。我们还观察到A. vexans,它是WNV的潜在桥梁媒介(Tiawsirisup等人,2008;Tiawsirisup、Platt、Evans和Rowley,2005;Turell等人,2005),它相对频繁地从人类那里觅食。同样,鉴于美洲知更鸟在城市生态系统中的植被偏好(Clergeau等人,1998;Vanderhoff等人,2016),加上我们研究区域亚城市生态系统中Culex物种和A. vexans的相对丰富,通过病毒传播的放大和桥梁媒介的存在,人类感染WNV的潜力很高。也有研究表明,C. pipiens既可以作为WNV的地方性媒介,也可以作为桥梁媒介,尽管其主要饮食是鸟类,但由于其相对丰富的数量和偶尔从人类那里吸血的倾向(Hamer等人,2008;Kilpatrick等人,2005)。然而,由于我们没有从C. pipiens那里检测到任何人类吸血宿主,这可能是它们当地饮食的代表,或者是因为样本量有限导致检测能力有限。我们的数据还表明,在我们研究区域,人类可能通过某种途径暴露于EEEV。虽然我们没有捕获到任何Culiseta melanura,它是EEEV的主要媒介(Armstrong和Andreadis,2010),但我们观察到C. perturbans从美洲知更鸟那里吸血,这是一种扩增宿主(Armstrong和Andreadis,2022),并且从人类那里吸血的频率相对较高。与A. vexans对于WNV的情况类似,这种蚊子也可能在这个区域作为EEEV在人类和受感染鸟类之间的关键“桥梁媒介”。我们提醒,这些传播循环和暴露途径是假设性的。为了确定这些传播途径确实存在,我们需要更好地了解当地蚊子的传播能力、血液宿主体内病毒的流行情况、传播的证据,以及观察结果是由于蚊子对特定宿主的偏好还是宿主的可用性造成的。我们观察到蚊子从多种哺乳动物身上吸血的比例很高,尤其是东部棉尾兔,研究表明它们在实验室环境中可能参与西尼罗河病毒(WNV)的传播(Tiawsirisup, Platt, Tucker, & Rowley, 2005)。然而,在北美,WNV和东部马脑炎病毒(EEEV)的自然传播循环主要发生在鸟类和蚊子之间,偶尔也会传播给像马和人类这样的“死端”宿主(Davis et al., 2008; Dugassa et al., 2016; Guo et al., 2022; Hajibabaei et al., 2006; Martin et al., 2019; Reeves et al., 2016)。总体而言,哺乳动物对WNV或EEEV的传播能力较弱或几乎没有(Root, 2013; Root & Bosco-Lauth, 2019),尽管有例外情况,如东部花栗鼠(Platt et al., 2007)和东部棉尾兔(Tiawsirisup, Platt, Tucker, & Rowley, 2005),这表明在做出一般性结论时应谨慎。然而,鉴于东部棉尾兔在实验室环境中能够传播WNV(Tiawsirisup, Platt, Tucker, & Rowley, 2005),并且它们在野外数量较多,我们建议对野生东部棉尾兔进行针对性的WNV监测,以更明确地排除它们在北美东部WNV传播循环中的作用。我们研究的一个重要局限性是,由于我们的物种积累和稀释曲线未能达到稳定状态,我们未能捕捉到研究区域内所有蚊子血液宿主的多样性。因此,我们描述的蚊子饮食并不完全代表每个物种的实际情况,可能会遗漏一些重要的扩增或稀释宿主。我们可能未能完全捕捉到它们的饮食的一个原因是我们的采样是机会性的,即从更大范围的蚊子多样性和数量调查中选取了吸血的蚊子样本。如果我们使用专门设计用于捕捉怀孕雌蚊的陷阱(Dugassa et al., 2016),可能会获得更多的血液样本,但由于后勤限制,要调查同样大的区域将会非常困难。另一个原因是,尽管我们尽了最大努力,但在所有检查的蚊子样本中只有61.5%的血液样本得到了确认。这可能是由于蚊子在采集前消化导致DNA降解,以及冷冻过程中DNA的降解(Reeves et al., 2016),无论是在野外还是手动鉴定后存储时。为了解决这个问题,我们使用了标记物,即迷你或极简条形码(Dugassa et al., 2016; Reeves et al., 2016),但这些标记物有时无法区分同一属内的不同物种。这也是为什么只有当采样时该属内只有该物种存在时,我们才能进行物种级别的鉴定的原因之一。尽管如此,我们建议未来的研究通过专门针对怀孕雌蚊并使用滤纸储存血液样本来增加样本量,因为这样可以更好地保存用于条形码分析的DNA(Reeves et al., 2016)。我们研究的另一个重要局限性是,我们没有评估宿主的传播能力:即被感染宿主将病毒传播给其他宿主的能力(Ciota & Kramer, 2013; Martin et al., 2019)。如果蚊子所叮咬的动物容易因病毒感染而迅速死亡,它们可能无法存活足够长的时间来重新感染其他蚊子。同样,如果病毒感染不会导致血液中病毒浓度很高(即病毒载量低),那么吸血的蚊子也不太可能被感染,这些动物可以被视为“死端”宿主(Kramer et al., 2008; Reisen, 2013)。能够产生较高病毒载量并容易感染吸血蚊子的动物被认为是具有传播能力的宿主。从生态学角度来看,如果蚊子主要叮咬“死端”宿主,这些动物可以作为稀释宿主,降低环境中病原体的总体流行率;如果蚊子主要叮咬具有传播能力的宿主,这些动物也可以作为扩增宿主,增加其所在区域的病原体流行率。感染后具有较高病毒载量的动物会长期携带病毒并且通常不受感染影响,还可以被归类为这些病原体的储存宿主。对于WNV和EEEV,哺乳动物、爬行动物、两栖动物和鸟类对这些病毒的感染反应各不相同(Pérez-Ramírez et al., 2014; Rissmann et al., 2020; Root, 2013; Root & Bosco-Lauth, 2019)。即使在这些群体内部,不同物种之间的病毒载量和传播能力也存在显著差异。对于WNV和EEEV,某些鸟类物种一直被认为是主要的储存和扩增宿主,尽管许多鸟类物种也能达到能够感染吸血蚊子的病毒载量(Burkett-Cadena et al., 2022; Komar et al., 2003; Pérez-Ramírez et al., 2014)。与鸟类宿主相比,哺乳动物和爬行动物宿主的传播能力研究较少,但有些物种可能具有传播病毒的能力(Klenk et al., 2004; Rissmann et al., 2020; Root, 2013; Root & Bosco-Lauth, 2019)。目前尚不清楚本研究中鉴定出的每个血液宿主如何影响这些虫媒病毒的总体扩增或稀释,我们鼓励在这一领域进行更多研究,以了解这些分类群在当地虫媒病毒动态中的作用。
**结论** 我们的结果首次提供了加拿大安大略省东部蚊子物种的血液宿主群落信息,并支持了文献中关于不同蚊子物种对哺乳动物和鸟类的偏好观察。我们确定了该地区库蚊属(Culex)物种维持WNV传播循环的可能机制,以及A. vexans和C. perturbans如何分别作为WNV和EEEV向人类传播的桥梁媒介。此外,我们的采样是机会性的,物种积累和稀释曲线缺乏稳定状态表明未来需要更集中和更多的采样来更全面地描述蚊子的血液宿主。例如,专门设计用于捕捉怀孕雌蚊的陷阱(Dugassa et al., 2016)可能会提供更完整的该地区血液宿主描述,而将血液样本储存在滤纸上可以更好地保存DNA(Reeves et al., 2016)。鉴于气候变化预计会增加温带北部地区的病原体流行率和蚊子数量(Hongoh et al., 2012; Ludwig et al., 2019; Ogden et al., 2019),以及宿主数量(Viana & Chase, 2022),继续监测蚊子数量、宿主偏好、宿主数量以及WNV和EEEV的流行率将非常重要。
**作者贡献** Colton R. A. Stephens:概念化;调查;撰写初稿;方法论;验证;可视化;审稿和编辑;软件;正式分析;项目管理;数据管理;资源获取。 Mark R. Forbes:概念化;监督;资金获取;审稿和编辑;方法论;项目管理;资源获取;验证。 Scott Wilson:资金获取;审稿和编辑;方法论;概念化;资源获取;项目管理;数据管理。 Antoinette Ludwig:审稿和编辑;方法论;概念化;资源获取;项目管理;数据管理;资金获取。 David Lapen:资金获取;审稿和编辑;资源获取;项目管理;概念化;方法论;数据管理。 Greg W. Mitchell:概念化;方法论;软件;数据管理;监督;正式分析;验证;调查;资金获取;可视化;项目管理;资源获取;审稿和编辑。