原始研究的文章

前面。太。说,2023年2月24日
秒。向量生物学
卷4 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fitd.2023.1070172

血粉调查显示见解蚊媒疾病岛上的圣地亚哥,佛得角

Aderitow奥古斯托·洛佩斯马赛Goncalves ^{* __},

Adelina海伦娜Campinha迪亚斯^__,

戴维森丹尼尔·苏萨蒙泰罗,

以赛亚书巴普蒂斯塔费尔南德斯万利拉和

Silvania da Veiga Leal

医学昆虫学实验室、国家公共卫生研究所、普拉亚,佛得角

作品简介:由吸血昆虫传播的病原体对人类和其他动物取决于vector-host交互。还未开发在佛得角,蚊子进食行为在病原体的传播中扮演着关键角色。在此,我们的目标是探索,通过血液分析,蚊子和常见的主机之间的关系在圣地亚哥岛,佛得角。

方法:塞得满满的雌蚊收集从2016年5月到2017年12月通过机械愿望三市圣地亚哥岛(普拉亚、圣克鲁斯和圣卡塔琳娜州)。食血行为在每个市评估通过血分析使用酶联免疫吸附试验(ELISA)。

结果:我们能够确定单台主机血餐中是很常见的埃及伊蚊,疟arabiensis,理智尖音库蚊lato (s.l。)。一般来说,蚊子喜欢吃人类,狗,鸡,和在多个主机,主要是两个主机。人血指数(即最高(HBI)。,1.00)Ae。蚊,最小值(0.40)中观察到一个。arabiensis。这是观察到,在单台主机血餐的可能性残雪。侵害s.l。喂养对人类是相当高的,而的可能性一个。arabiensis以人类明显低(log-odds比率(卤)= 0.85和-2.44,分别)。此外,高的可能性Ae。蚊观察人类喂养,但这不是统计学意义(卤= 0.85)。

讨论:总的来说,我们的研究结果证明缺乏喂养的偏好s.l尖音库蚊。相比之下,Ae。蚊和一个。arabiensis。这些结果提供见解可能传播寄生虫和病原体溢出/ spillback,威胁人类和动物健康和经济在佛得角。

介绍

Vector-host交互病原体传播过程中扮演着重要角色。超过一半的世界人口生活在一个或多个主要病媒传播疾病的危险,蚊媒疾病是主要因素(1)。蚊子是已知向量毁灭性的疾病给人类的家畜和野生动物(2)。

Hematophagy是大多数女性的义务行为蚊子为了繁殖和获取能量(3)。这个过程是通过导管插入术皮肤(solenophagy),结果是病原体的吸收和传播。取向向主机为喂养成功至关重要,并在临时体外寄生虫,如蚊子,单个或多个主机的选择是支撑因素,如主机可用性(4- - - - - -8)、丰度(8- - - - - -11)、季节变化(4,12),自然宿主防御(特别是鸟类)(13- - - - - -17),主机尺寸(18- - - - - -21)、气味(22- - - - - -24),与生态(8,25)导致天主教口味在单个gonotrophic循环,这可能有利于寄生虫传播。

能够精确识别源血的蚊子和区分anthropophilic和zoophilic物种至关重要的破译主机选择和寄生虫操纵主机如何促进感染和传播,提高昆虫的监测和对理解疾病流行病学(2,26- - - - - -29日)。

蚊子传播的病原体,包括黄热病病毒(30.),班氏丝虫(31日),Zika病毒(32,33),登革热病毒(34),疟原虫spp (35)。Dirofilaria巨细胞(36),Dirofilaria被(37),这是公共卫生的重要性,在佛得角已报告。迄今为止,11个种类的蚊子在佛得角、描述的按蚊arabiensis,埃及伊蚊,尖音库蚊美国这篇(砂岩),和这种致倦库蚊是最重要的(38- - - - - -40)。

然而,蚊虫叮咬和疾病可能通过zooprophylaxis可预防减少接触人类,通过使用排斥力空气射流和房屋改进,,在个人层面上,通过覆盖皮肤和使用经杀虫剂处理的蚊帐(1,6,23,41- - - - - -47)。因此,综合病媒管理能力(IVM)和多种策略,包括作为一个健康计划的一部分,更大的潜在改善病媒传播疾病控制和促进消除比孤立或常规方法(48,49)。理解的时空动态vector-host关系是一个关键的元素在规划IVM。

佛得角的昆虫学研究更侧重于蚊子的密度、分布和遗传和表型成分比喂养行为,尽管这些疾病传播是至关重要的。在我们的研究中,我们调查了蚊子的血喂养模式在三市在圣地亚哥岛:普拉亚,圣克鲁斯和圣卡塔琳娜州。

材料和方法

道德声明

蚊子所有集合在私人空间(即执行。、房屋及其附近)。我们征得业主收集蚊子在它们的属性。字段集合不涉及任何濒危或受保护的物种。材料研究中使用不构成健康风险研究人员或所有者,也没有脊椎动物受到伤害。

采样地点和收集

作为媒介监测活动的一部分,由国家公共卫生研究所、佛得角、蚊子收集从2016年5月到2017年12月在圣地亚哥岛三个直辖市的随机选择地区(普拉亚(12个区域),圣克鲁斯(四个方面),和圣卡塔琳娜州(两个方面)(图1)。选择是基于蚊媒疾病的历史,和蚊子和脊椎动物成分。室外和室内都集合在早上进行(7到11点)。在每个采样站点,收集蚊子通过15分钟的机械愿望使用修改后的疾病控制和预防中心(CDC)背包吸引器(型号1412;美国佛罗里达州约翰·w·典当公司,盖恩斯维尔)。收集蚊子都是运输活在杯的国家公共卫生研究所的医学昆虫学实验室,佛得角,然后被冻结。

图1

图1佛得角和地图收集蚊子的领域。

蚊子识别

蚊子标本分离(即根据血液消化状态。后,血液和得不到支持的)里夫斯等人的建议(50)。只有blood-fed蚊子形态识别使用二分键(39,51)。因此,蚊子与新鲜血液和中间层血液消化状态被用于血液分析。每个蚊子分为头、胸、腹部。腹部压在绘画纸1级定性滤纸(通用电气医疗技术公司,芝加哥,美国)在-20°C和保护酶联免疫吸附试验(ELISA)分析。头部和胸腔单独保存在硅胶(默克公司,达姆施塔特,德国)DNA提取。蚊子形态确定为冈比亚疟蚊理智lato (s.l。)提交给一个总DNA提取使用NZY组织gDNA隔离设备(NZYTech基因和酶,里斯本,葡萄牙)。兄弟姐妹的物种一个。冈比亚按蚊复杂被确定使用PCR后协议被斯科特et al。(52)。

血粉识别

血源被确定通过直接ELISA改编自Lardeaux et al。(53)。五脊椎动物宿主的免疫球蛋白G(免疫球蛋白)感兴趣的(人类、猪、狗、山羊和鸡)评估。替代人类宿主的选择是基于观察在现场收集的网站。吸光度值获得使用一个吸光度标(统计传真^®4200)在450海里。每个板的截止值计算的意思是三个负控制随机选择,加三倍标准差(SD)[即。,截止=意味着+ (3×SD)]。

统计分析

人类的血指数(HBI)估计为每个组的蚊子从每个依照Garrett-Jones公式(54)。单台主机的概率为每个蚊子吸人血,直辖市,及其相应的95%置信区间(CIs),计算。此外,提出的其他地方(55),log-odds比率(那时)计算从hypergeometrically分布式数据在一个2×2列联表(95%置信区间)之间蚊子和主机(积极的和消极的当时表示,分别一个积极的和消极的喂养协会,这意味着血的蚊子的可能性将来自一个给定的主机,分别高于和低于随机机会)。越生气,越强喂协会。当时接近0表明蚊子和主机之间没有联系。此外,RStudio版本1.4.1717(包gglot2 ggdendrogram和reshape2)被用来生成一个热图层次聚类,那时的组装与类似的喂养模式蚊子。百分比吸血的主机根据季节,直辖市,土地利用图形用JMP Pro 16.1.0表示。

结果

共有1008个蚊子标本新鲜血液美联储和中介血液消化分析从圣地亚哥岛的三个直辖市:普拉亚(n= 834;83%),圣克鲁斯(n= 127;13%),和圣卡塔琳娜州(n= 47;5%)。大多数的这些,860份标本,残雪。侵害s.l。(85%),紧随其后的是Ae。蚊(n= 103;10%),一个。arabiensis(n= 45;4%)(表1)。没有塞得满满的一个。arabiensis或Ae。蚊圣卡塔琳娜州。

表1

表1血频率分布。

单台主机血餐更常见(Ae.aegypti(84.3%),一个。arabiensis(64.7%)和残雪。侵害s.l。比多个主机血餐(81.6%)][Ae。蚊(15.7%),一个。arabiensis(35.3%)和残雪。侵害s.l。(18.4%)]。单台主机血餐主要是由人类的血液(56Ae。蚊,9一个。arabiensis,581年残雪。侵害s.l)。美联储关于多个主机血餐,蚊子对人类和其他动物宿主(18Ae。蚊,15一个。Arabiensis,159年残雪。侵害s.l)。人类后,狗是最常见的主机残雪。侵害s.l。(116次)(表1)。

至于HBI, HBI最低(0.40)被记录一个。arabiensis,而Ae。蚊圣克鲁斯市的HBI最高(1.00)。总体平均HBIs圣地亚哥岛分别为0.98,0.55和0.92Ae。蚊,一个。arabiensis,残雪。侵害s.l。respectively (表1)。

蚊子的概率计算人类的单台主机血表明,残雪。侵害s.l。the probability was lowest in Santa Catarina (HBI = 0.88; 95% CI 0.71 to 0.96) and highest in Santa Cruz (HBI= 0.93; 95% CI 0.84 to 0.97). Whereas for一个。arabiensis的机会较低(HBI = 0.40;95%可信区间0.07到0.83),但高(HBI = 1.00;95%可信区间0.63到1.00)Ae。蚊圣克鲁斯市(表2)。

表2

表2的概率埃及伊蚊,按蚊arabiensis,尖音库蚊s.l.各直辖市圣地亚哥岛采取单台主机从一个人类宿主血。

只有一个。arabiensis把单台主机血餐从所有五个主机(猪、人类、羊、狗、鸡)特别是在城市地区雨季普拉亚(图2)。残雪。侵害s.l.有更高的偏爱人类血液,紧随其后的是鸡肉,这季节,各地有不同的偏好没有直辖市或土地使用(图3)。Ae。蚊也喜欢吃人类但这种偏好没有季节和没有不同差异在普拉亚和圣克鲁斯,两个直辖市可以捕捉蚊子(图4)。

图2

图2单台主机的血做的饭菜按蚊arabiensis根据季节,直辖市和土地使用。*没有蚊子了。

图3

图3单台主机的血做的饭菜尖音库蚊s.l.根据季节,直辖市和土地使用。

图4

图4单台主机的血做的饭菜埃及伊蚊根据季节,直辖市和土地使用。*没有蚊子了。

卤计算只针对单台主机血液聚集在一起吃饭残雪。侵害s.l.和Ae。蚊相似的喂养模式。这些估计显示积极那时蚊子宿主关系;然而,残雪。侵害s.l。- - - - - -dogs and残雪。侵害s.l。- - - - - -goats relationships show negative LORs, i.e., negative associations. This is similar to一个。arabiensis载体主机(图5)。

图5

图5单台主机血餐主机之间的关联(人类、狗、鸡、山羊和猪)和蚊子。蚊子被安排层次聚类相似。

显著的正面或负面联想被发现的两个五主机(人类和山羊)。集群有显著积极的卤(卤= 0.85,p =0.01)残雪。侵害s.l.人类宿主和强烈的负面山羊协会(卤= -4.38,p< 0.0001),这意味着一个更高和更低的可能性这蚊子血液从人类和山羊,分别。同样的,积极的关系Ae。蚊和人类(卤= 0.85,p =0.10)之间,Ae。蚊和猪(卤= 2.44,p =0.16)观察,但这些未达到统计上的显著水平。为一个。arabiensis -人类重要的强负相关(卤= -2.44,p< 0.0001)观察,指出这种蚊子叮咬人类的可能性较低。积极的协会之间的观察一个。arabiensis和山羊(卤= 5.30,p =7.80)之间,一个。arabiensis和猪(卤= 3.51,p =0.06),但这些协会未达到统计上的显著水平。一个卤值接近0只被发现Ae。蚊,狗,这表明没有关系(卤= 0.02,p =0.64)(图5)。

讨论

传播媒介传播病原体的潜在能力向量在很大程度上影响了血液摄食行为,人口密度矢量和长寿(56)。在我们的研究中,从多个网站收集的数据表明,主要病原体向量(即,一个。arabiensis,Ae。蚊,残雪。侵害s.l。)分享三个主机,尽管这可能是受到主机可用性而非特异性的主机的选择。限制在这一点上是我们的数据可以更准确的pcr分子的方法。尽管普拉亚越来越城市化,多个主机血餐(从四个或五个主机)也观察到(表1)。这个观察在蚊子并不新鲜,所示的研究在巴西,洪都拉斯和秘鲁(57- - - - - -60)。

一个相关的结果,我们发现通用之间的摄食行为一个。arabiensis和残雪。侵害s.l。在contrast toAe。蚊显示,特定摄食行为有强烈偏爱人类宿主(HBI_{单台主机+多个主机血餐}= 0.98;HBI_{单台主机血餐}= 0.95)。工作在格林纳达、美国、泰国、波多黎各、和澳大利亚也发现类似的摄食行为Ae。蚊(61年- - - - - -67年),作为人类提供生殖和代谢优势(68年)。这种进食行为可以解释大量的各种因素之一的登革热病例在2009年(34)和2015年Zika病毒(32在佛得角),这也是一个角度考虑,Ae。蚊从佛得角也能够传播基孔肯亚病病毒(69年)。

几个(n= 45)blood-fed一个。arabiensis被抓,这限制了在任何血分析结论。这些较低的数字可能是由于使用的收集技术(70年),我们只收集蚊子都吸引器吸效应的范围内。很可能收集工具的使用更广泛的报道,如除虫菊喷了,会增加数据收集。在任何情况下,在我们的研究中,一个。arabiensis显示低anthropophily [HBI_{单台主机+多个主机血餐=}0.55;HBI_{单台主机血餐}= 0.41(卤= -2.44,p< 0.0001)],类似研究的结果在布基纳法索,肯尼亚和埃塞俄比亚(71年- - - - - -73年)。我们确认,一个。Arabiensis美联储从多个主机在同一gonotrophic周期(从2到4主机),以前同意gonotrophic不整合现象描述在本属的其他物种在埃塞俄比亚,肯尼亚,墨西哥,巴西,斯里兰卡(73年- - - - - -78年)。低anthropophily观察到在这个物种也可以解释在佛得角疟疾的发病率相对较低,相比其他国家在非洲,那里的主要疟疾病媒,一个。冈比亚按蚊轮上。,is, essentially, anthropophilic (79年)。

尽管有报道称d .巨细胞和d .被在佛得角(狗80年- - - - - -87年),和西尼罗河病毒w .丝虫在其他非洲国家31日,88年,89年),残雪。侵害s.l.没有卷入任何人类疾病在佛得角。两个物种的残雪。侵害复杂的,残雪。侵害砂岩(ornithophilic)和残雪。quinquefasciatus(anthropophilic)和他们的混合动力车,曾被观察到在佛得角(90年)。两个物种更折衷一个。Arabiensis和Ae。蚊。在我们的研究中残雪。侵害s.l.已表现出对人血餐(HBI_{单台主机+多个主机血餐}= 0.92;HBI_{单台主机血餐}= 0.91(卤= 0.85,p =0.01])其次是血餐鸡和狗。在格林纳达发现了类似的趋势,美国,厄瓜多尔,印度、巴西、德国、澳大利亚和肯尼亚(61年,62年,91年- - - - - -98年)。

蚊子进食行为中观察到我们的研究表明,重要的是要考虑狗的亲密对人类和他们的角色在寄生虫传播。虽然人类是终端主机d .巨细胞和d .被狗在佛得角(发现),早期可能导致dirofilariasis和寄生虫在人体组织死去时炎症反应(99年)。眼与良性肺和肺dirofilariasis和皮下结节可能与癌症也可以发现在人类(混淆99年- - - - - -102年)。除了残雪。侵害s.l。Ae。蚊也被卷入两种寄生虫的传播,尽管我们观察这个物种咬狗的低概率(表1,图5)(87年,103年,104年)。

可能我们的结果可能是一个反射比蚊子宿主主机可用性偏好:高数量的残雪。侵害s.l.和Ae。蚊个人收集和喂养行为(在人类和家畜),在这项研究中,报告呼吁进一步调查这些蚊子和寄生虫传播也在佛得角的狗和人类。人类会像放大的情况下主机的其他狗这里没有提及的寄生虫,从我们的研究结果同时血液在狗和人类,我们可能有一个更大的放大事件由于这两个主机之间的相互作用增强,从而增加他们的数量也增加(105年)。然而,正如指出其他地区(18,106年,107年),有必要考虑这种相互作用的特定属性。

从这项研究未来的发展方向应考虑结合数据从蚊子和动物密度和丰富性探索传播风险根据季节和土地使用。此外,考虑更大的主机面板,包括非国内动物,与适当的抽样技术,并增加抽样努力将确保足够的生物相关性表示样本数据的生成。另一个限制是,我们没有记录的总数收集蚊子。因此,我们不能提供的百分比blood-fed蚊子野外研究。

总之,我们的研究提供了第一个描述血液来源利用医学上重要的蚊子在圣地亚哥岛,佛得角。重要的是,这项工作表明之间的摄食行为残雪。侵害s.l.比,证明了随机Ae。蚊和一个。arabiensis。我们的研究结果也提供了有趣的宿主和病原体之间的疾病传播的信息溢出或spillback现象。这些现象,尽管它们尚未彻底调查,可能危及牲畜、家禽养殖,野生动物健康,经济,这可能是更重要的气候变化。因此,夹杂物的健康计划(包括动物)疾病监测可以帮助跟踪疾病的人类与动物祖先和人畜共患病的规划干预措施。zooprophylaxis等干预措施,对待动物的药物,灭蚊和蚊虫叮咬是重定向可以大大减少蚊子生存和降低潜在传播病原体。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料。进一步的询盘可以定向到通讯作者。

作者的贡献

AG)和SL的构思和研究。AG)、DM、IV和广告进行物种鉴定。AG)、DM、IV和广告进行样本处理、DNA提取和分子分析。AG)和广告进行数据分析。AG)和广告解释结果。AG)的初稿写手稿SL和广告的投入。所有作者评论和编辑手稿和批准草案最后的手稿。AG)和SL编译最后的手稿。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

这项工作是支持的国家公共卫生研究所,佛得角。

确认

作者感谢国家公共卫生研究所,佛得角、支持研究;乔纳斯·戈梅斯,国家天文台的健康(国家公共卫生研究所),地图制图;和医疗代表团从圣卡塔琳娜州和圣克鲁斯,特别是anti-vectorial健康代理,在蚊子收集他们的支持。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

引用

1。世界卫生组织。全球媒介控制应对2017 - 2030(2017)(2021年11月3日访问)。

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2。勒翰乔丹。生物学的吸血昆虫。2版。剑桥:剑桥大学出版社(2005)。