《Scientific Reports》:Molecular xenomonitoring for identifying Plasmodium parasites and blood meal sources of mosquitoes in malaria endemic villages adjacent to the southern Rift Valley Lakes, South Ethiopia
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为了解疟疾传播风险并为防控提供依据,研究团队在埃塞俄比亚南部裂谷湖区的12个疟疾流行村(Kebeles)开展了一项横断面昆虫学调查。通过形态学和分子鉴定蚊种,并采用PCR技术检测蚊体内疟原虫DNA(检出P. vivax 2.0%,P. falciparum 0.2%)及血餐来源。结果显示:85%的受试按蚊(446份标本)吸食了六种脊椎动物血液,其中山羊血最常见(67%),人血次之(23%)。研究提示,针对动物宿主的干预或可成为疟疾控制的新方向。
在埃塞俄比亚南部,美丽的裂谷湖区镶嵌着阿巴亚湖与查莫湖,这里不仅是自然风光胜地,同时也是一些社区的居住地。然而,湖水与湿热气候也为蚊子的孳生提供了温床,使得周边村庄长期受到疟疾的威胁。疟疾是由疟原虫(Plasmodium)引起、通过按蚊(Anopheles)叮咬传播的传染病,严重危害当地居民健康。尽管已有多种防控措施,但疟疾传播的复杂链条——特别是蚊虫从哪些动物或人身上吸血、这些蚊虫又是否携带疟原虫——仍是精准干预的难点。传统的监测方法往往难以同时、高效地回答这两个核心问题,这就限制了防控策略的针对性。为此,一支研究团队深入湖区周边的疟疾流行村落,展开了一项旨在“看清”蚊虫进食与感染状况的细致调查,其成果最终发表于国际知名期刊《Scientific Reports》。
为了系统揭示当地疟疾传播风险,研究人员采用了几项关键技术。首先,他们在12个疟疾流行村(当地称为Kebeles)中选择了416户住宅,使用美国疾病控制与预防中心(CDC)光诱捕器进行蚊子采集,这是一种标准的蚊媒监测工具。接着,他们对采集到的按蚊标本进行了双轨鉴定:一方面依据形态特征进行初步分类,另一方面采用分子生物学方法进行物种确认,以确保分类的准确性。研究的核心检测依赖于聚合酶链式反应(PCR)技术,该技术能够从蚊虫腹部残留物中特异性地扩增并检测出疟原虫的DNA,从而判断其是否感染;同时,通过针对不同脊椎动物血红蛋白基因设计的引物,PCR也能精准识别出蚊子上一餐血液的来源宿主(即血餐来源)。这些方法的结合,使得研究者能够在一项研究中同步获取蚊虫的物种信息、感染状态和吸血偏好等多维度数据。
研究结果
按蚊物种组成
在总共检测的446只按蚊标本中,共鉴定出9种不同的按蚊。其中,阿拉伯按蚊(Anopheles arabiensis)是绝对优势种,占标本总数的85%(380/446)。其次是法老按蚊(An. pharoensis),占7%(33/446),以及暗色按蚊(An. tenebrosus),占3%(13/446)。其余种类的占比均较低。这一结果表明,在该研究区域,阿拉伯按蚊是潜在的、最主要的疟疾传播媒介。
蚊体内疟原虫感染情况
通过PCR技术检测,研究人员在蚊虫腹部检出了疟原虫的DNA。具体而言,间日疟原虫(Plasmodium vivax)的感染率为2.0%(9/446),而恶性疟原虫(P. falciparum)的感染率较低,为0.2%(1/446)。这表明,在当地采集的、已经吸过血的按蚊中,有一部分确实携带了具有传染性的疟原虫,构成了潜在的传播风险。
血餐来源分析
对446份标本的血餐来源进行PCR鉴定后发现,85%(378/446)的按蚊成功检测出来自六种脊椎动物宿主的血液,而另有15%(68/446)的标本未检测出这六种宿主(结果为阴性)。在阳性标本中,血液来源呈现出明显的多样性。山羊血是最常见的血餐来源,占所有测试蚊子的67%(299/446)。人血位列第二,占23%(102/446)。牛血也在19%(84/446)的吸血蚊子中被识别出来,狗血则出现在13%(57/446)的蚊子中。鸡血和猪血较为罕见,各自占比均小于1%。需要指出的是,总的人类血餐指数(包含混合血餐来源)为23%,这意味着近四分之一的受检蚊子曾吸食人血,这是疟疾从蚊向人传播的关键一环。
研究结论与讨论
本研究通过在埃塞俄比亚南部裂谷湖区开展系统的分子异种监测,清晰地描绘了当地疟疾传播媒介的生态与感染图景。主要结论可以归纳为以下几点:首先,阿拉伯按蚊是该地区的优势蚊种,是疟疾防控需要重点关注的对象。其次,在吸食血液的按蚊腹部检测到了活性的疟原虫(主要为间日疟原虫),这直接证实了这些蚊子具有传播疟疾的能力,监测蚊虫感染状况能为疫情预警提供重要信息。最后,也是极为关键的发现是,当地按蚊的吸血来源非常广泛,呈现出明显的“动物偏好性”——山羊是最主要的供血宿主,其次才是人类。这一发现具有重要的公共卫生意义。
在讨论中,研究者强调了这些结果的实践价值。传统的疟疾防控策略往往侧重于保护人类(如使用蚊帐、室内喷洒杀虫剂),而本研究结果表明,大量的蚊虫吸血活动发生在动物身上。这意味着,如果蚊子能够从动物那里获得充足的血液,它们叮咬人类的频率和机会可能会相对降低,或者生存率得以维持,从而间接影响传播动力学。因此,研究团队提出,未来的干预措施可以考虑将动物宿主纳入靶点。例如,研究中提及的试验基线——“房屋纱窗筛查和/或对家畜使用伊维菌素治疗”,正是基于此类思路的探索。通过对家畜(如山羊、牛)采取干预(如使用对蚊子有毒性的药物),有可能减少蚊虫种群数量或缩短其寿命,从而阻断疟原虫的发育周期,为疟疾控制提供一种补充性的、基于生态学的新途径。总之,这项研究不仅通过分子工具揭示了隐蔽的传播风险,也为设计更全面、更具针对性的区域性疟疾综合防控策略提供了关键的科学依据。