伊朗白纹伊蚊与埃及伊蚊天然携带沃尔巴克氏体感染状况及其在虫媒病毒防控中的意义

《Scientific Reports》:Natural infection of Aedes albopictus with the wAlbB strain and Ae. aegypti with the wPip strain of Wolbachia in Iran

【字体: 时间:2026年02月23日 来源:Scientific Reports 3.9

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  【编辑推荐】 为应对登革热、基孔肯雅热等虫媒病毒(arboviruses)的全球性威胁,伊朗的研究人员开展了当地入侵性媒介蚊种——白纹伊蚊(Ae. albopictus)与埃及伊蚊(Ae. aegypti)——天然沃尔巴克氏体(Wolbachia)感染的筛查研究。结果首次在全球范围内于野外埃及伊蚊种群中检出了wPip型沃尔巴克氏体,并明确了wAlbB型在白纹伊蚊中的感染。该研究为评估基于沃尔巴克氏体的生物防治技术在伊朗的可行性提供了关键的基线数据,对制定针对新发蚊媒疾病的防控策略具有重要意义。

  
在当今全球公共卫生领域,由蚊子传播的病毒正以前所未有的速度和范围威胁着人类的健康。登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒等虫媒病毒(Arboviruses),凭借其高致病性和广泛的传播媒介,在全球许多地区引发了反复的疫情。在这一背景下,伊朗因其特殊的地理位置和生态环境,正面临着独特的挑战——两种具有高度入侵性和高效传播能力的蚊种,白纹伊蚊(Aedes albopictus埃及伊蚊(Aedes aegypti,已经在该国立足。这两种蚊子是传播前述几种病毒的主要“帮凶”,它们的扩散无疑极大地增加了当地虫媒病毒病暴发的风险。传统的蚊虫控制方法,如化学杀虫剂,不仅面临着日益严峻的耐药性问题,还可能对环境和非靶标生物造成负面影响。因此,寻找一种更安全、更可持续的蚊媒控制新策略,成为了科研人员亟待解决的燃眉之急。
这时,一种名为沃尔巴克氏体(Wolbachia)的细菌走进了科学家的视野。这是一种广泛存在于自然界昆虫体内的共生菌,它有一个神奇的特性:感染了沃尔巴克氏体的蚊子,其传播病毒的能力会大大降低。更妙的是,这种细菌还能在蚊子种群中快速传播,形成“自我扩散”的效应,为大规模生物防治提供了可能。基于此原理的“以蚊治蚊”策略,已经在多个国家展现出控制登革热等疾病的巨大潜力。然而,实施这一策略有一个重要的前提:我们必须清楚目标地区的蚊子本身是否已经天然感染了沃尔巴克氏体?如果感染了,是哪种类型?因为不同菌株的特性不同,如果当地蚊子已经携带了某种沃尔巴克氏体,那么引入新菌株进行生物防治时,就需要考虑菌株间的相容性和竞争关系。令人惊讶的是,作为重要媒介蚊种之一的埃及伊蚊,长期以来在自然界的记录中都被认为是“沃尔巴克氏体阴性”的,即不天然携带这种细菌。那么,在伊朗的埃及伊蚊种群中,情况是否也是如此?当地入侵的这两种蚊子,它们体内到底隐藏着怎样的微生物“居民”?这正是发表在《Scientific Reports》上的这项研究试图解答的核心问题。
为了回答这些问题,研究人员开展了一项系统的调查。他们收集了来自伊朗三个省份——吉兰省(Guilan)马赞德兰省(Mazandaran)霍尔木兹甘省(Hormozgan)的野外捕获蚊虫样本,同时还使用了在实验室饲养的蚊子种群作为对照。研究的主体技术方法主要包括:通过分子生物学技术(聚合酶链式反应(PCR))来检测和鉴定蚊子体内沃尔巴克氏体的存在与具体菌株类型;随后,运用多变量逻辑回归分析来评估不同因素(如蚊种、采集地点类型)对沃尔巴克氏体感染率的影响。
研究结果
沃尔巴克氏体菌株的鉴定
通过对野外采集和实验室饲养的蚊子进行筛查,研究人员发现了两株不同的沃尔巴克氏体。在白纹伊蚊中检测到了wAlbB菌株,这一结果与全球许多其他地区的发现一致。而最引人注目的发现来自于埃及伊蚊:在该物种中,研究人员检出了wPip菌株。摘要中特别指出,在野外埃及伊蚊种群中发现wPip,这可能是全球范围内的首次报告,因为它挑战了该物种在自然状态下不感染沃尔巴克氏体的传统认知。
感染率的差异分析
研究进一步量化了沃尔巴克氏体的感染情况。总体来看,沃尔巴克氏体的感染率在实验室饲养的蚊子以及白纹伊蚊中显著更高。为了精确评估不同因素的影响,研究人员进行了多变量分析。
首先,比较不同蚊种:分析结果显示,与白纹伊蚊相比,埃及伊蚊感染沃尔巴克氏体的比值比(Odds Ratio, OR)显著更低,其调整后的OR值为0.12(95%置信区间:0.03–0.45,p= 0.002)。这意味着埃及伊蚊感染沃尔巴克氏体的几率远低于白纹伊蚊。
其次,比较不同来源的蚊子:分析还发现,与实验室饲养的标本相比,来自三个省份的野外采集蚊子的沃尔巴克氏体感染几率也显著降低。具体而言,来自吉兰省(OR = 0.28)、马赞德兰省(OR = 0.05)和霍尔木兹甘省(OR = 0.14)的野外蚊子,其感染几率均远低于实验室种群(所有p< 0.05)。
研究结论与意义
本研究清晰地揭示了在伊朗的两种主要入侵性伊蚊中天然存在的沃尔巴克氏体感染状况:白纹伊蚊携带wAlbB菌株,而埃及伊蚊则被首次在全球范围内于野外种群中检出携带wPip菌株。同时,研究明确了埃及伊蚊的感染率显著低于白纹伊蚊,且野外种群的感染率普遍低于实验室种群。
这项研究的发现具有多重重要意义。首先,它提供了关于伊朗当地蚊子微生物组态的关键基线数据,这是评估和规划任何基于沃尔巴克氏体的生物防治干预措施(如释放携带特定菌株的蚊子以抑制病毒传播)的先决条件。了解本地已有的菌株,有助于预测引入新菌株时的潜在相互作用和竞争结果。其次,在埃及伊蚊中发现天然wPip感染是一个突破性的科学发现,它不仅更新了我们对这一重要媒介物种的生物学认知,也可能为理解沃尔巴克氏体与不同蚊种共生关系的进化提供了新的线索。最后,该研究强调了在实施新型媒介控制策略前,进行本地化、精细化的前期调查的极端重要性。特别是在像伊朗这样面临虫媒病毒新发威胁的地区,这些入侵性伊蚊种群可能成为病毒传播的“助推器”,因此,基于本地科学数据的精准防控策略显得尤为关键。这项研究为未来利用沃尔巴克氏体等生物技术手段,对抗新发蚊媒传染病奠定了坚实的科学基础。
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