Tuulen levittämät hyttyset kuljettavat tarttuvia taudinaiheuttajia satojen kilometrien päähän

Tuulen levittämät hyttyset kuljettavat tarttuvia taudinaiheuttajia satojen kilometrien päähän

Ilmapallonäytteiden ottaminen on nyt vahvistanut, että korkealle Länsi-Afrikan yli vaeltavat hyttyset kantavat usein tarttuvia taudinaiheuttajia, mikä voi muuttaa tapaa, jolla jäljitämme ja torjumme vektorien levittämiä sairauksia.

Tutkimus: Taudinaiheuttajia levittävät korkealla lentävät tuulikärpäset. Kuvan luotto: Shutterstock AI/Shutterstock.com

Tuoreessa tutkimuksessa vuonnaPNASTutkijat testasivat, kantavatko korkealle vaeltavat hyttyset tarttuvia taudinaiheuttajia.

He havaitsivat, että korkealla lentävät hyttyset olivat usein tartunnan saaneet 21 hyttysten levittämää taudinaiheuttajaa ja olivat usein jo tarttuvia. Näitä olivat Länsi-Niilin virus, denguekuume, useita lintujen Plasmodium-lajeja ja useita filariaalisia sukkulamatoja.

Hyttyslennot korkealla muodostivat edelleen todistamattoman uhan

Tuulen aiheuttama hyönteisten pitkän matkan vaellus on hyvin tunnettu ilmiö, joka ulottuu usein satoja kilometrejä yhdessä yössä ja sisältää suuria määriä biomassaa. Hyttysten ja muiden hyönteisten, jotka toimivat vektoreina, tuholaisina tai hyödyllisinä hyönteisinä, tiedetään osallistuvan näihin lentoihin.

Tiedossamme on kuitenkin edelleen suuria aukkoja näiden muuttojen ekologisista ja epidemiologisista vaikutuksista erityisesti trooppisiin hyttysiin. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että hyttyset voivat kulkea korkeisiin korkeuksiin ja levittää taudinaiheuttajia pitkiä matkoja. Tämä hypoteesi perustuu kuitenkin ensisijaisesti epäsuoriin meteorologisiin tai epidemiologisiin korrelaatioihin eikä tartunnan saaneiden hyttysten suoraan havaitsemiseen ilmapylväässä.

Viimeaikaiset afrikkalaiset kenttätutkimukset ovat osoittaneet, että monet hyttyslajit lentävät säännöllisesti 40–290 metrin korkeudella maanpinnasta, usein taudin leviämiskaudella. Näitä siirtolaisia ​​hallitsevat raskaat naaraat, jotka ruokkivat selkärankaisia, mikä viittaa siihen, että he olivat aiemmin altistuneet taudinaiheuttajille. Monia näistä lajeista pidetään virusten, alkueläinten tai helminttien vektoreina, mikä lisää todennäköisyyttä, että tarttuvia hyttysiä voi kuljettaa uusille alueille korkeammilla korkeuksilla olevien tuulien vaikutuksesta.

DNA-viivakoodaus paljasti 61 lajia korkealla

Tutkijat keräsivät hyttysiä Ghanassa ja Malissa 120–290 metrin korkeudelle maanpinnan yläpuolelle sijoitetuista heliumpalloista ripustetuilla verkoilla. Näytteenotto tapahtui 191 yönä vuosina 2018–2020.

Kaikkiaan hyttysiä pyydettiin 1 247, joista 1 017 naarasnäytettä tutkittiin tartunnan varalta. Lajien tunnistus saavutettiin mitokondrioiden sytokromi c oksidaasialayksikön I (COI) viivakoodin sekvensoinnilla, mikä mahdollisti luokittelun 61 lajiin 10 suvussa.

Infektion havaitsemiseksi ryhmä suoritti cross-genus-polymeraasiketjureaktio (PCR) -testejä, jotka kohdistuivat hyttysten levittämien patogeenien tärkeimpiin ryhmiin: flavivirukset, alfavirukset, Plasmodium spp. ja filariaaliset sukkulamadot.

Sekä vatsan että pään rintakehän kudokset testattiin erottamaan pelkkä altistuminen (patogeenin geneettinen materiaali vatsassa verijauhosta) levinneestä infektiosta (patogeeni esiintyy rintakehässä, mikä osoittaa leviämisen suoliston ulkopuolelle ja mahdollisen tartuntakyvyn). Kun dissektio ei ollut mahdollista, käytettiin kokovartalonäytteitä.

Positiivisille näytteille suoritettiin Sanger-sekvensointi tai metagenominen analyysi patogeenin identiteetin varmistamiseksi ja lisävirusten tai loisten havaitsemiseksi. Infektioiden esiintyvyys arvioitiin yleisesti ja lajeittain. Tutkimuksessa arvioitiin myös yhteisinfektiokuvioita ja verrattiin vatsan ja rintakehän infektioiden määrää todennäköisen vektorikompetenssin ja tartuntapotentiaalin päättelemiseksi pitkän matkan muuton aikana tai sen jälkeen.

Joka kahdeksas hyttynen kantoi vähintään yhtä taudinaiheuttajaa

Korkealla merenpinnasta otettu näytteenotto paljasti monimuotoisen hyttyslajin, jota hallitsevat Culex, Aedes ja Anopheles. Lajeiksi tunnistetuista 994 hyttysestä oli edustettuna 61 eri lajia, mukaan lukien tunnetut malarian ja arbovirukset. Suurin osa oli naisia ​​ja lähes puolet raskaana, mikä heijastaa aikaisempaa verensyöntiä ja lisääntynyttä todennäköisyyttä altistua taudinaiheuttajille.

Taudinaiheuttajien seulonta paljasti merkittäviä infektioita. Kaiken kaikkiaan 8 % hyttysistä oli positiivisia Plasmodium-lajeille, 3,5 % flaviviruksille ja 1,6 % sukkulamadoille. Kuten odotettiin, vatsan infektiot olivat yleisempiä kuin pään ja rintakehän infektiot, mutta levinneitä infektioita (osoittaa todennäköistä tarttuvuutta) havaittiin useissa lajeissa. Noin 6,3 % hyttysistä välittää levinneitä tartuntoja kaikista patogeeniryhmistä, mukaan lukien useat hallitsevat korkean vuoristolajit.

Yhteensä 21 selkärankaisten tartunnan aiheuttavaa patogeenia havaittiin. Näihin kuului 15 lintujen Plasmodium-lajia, Länsi-Niilin virus, Orthobunyavirus M'Poko -virus, denguevirus (PCR havaittavissa, mutta sekvenssi ei vahvistettu) ja kolme sukkulamadot. Yhdeksäntoista 21 havaitusta taudinaiheuttajasta liittyi ensisijaisesti luonnonvaraisiin lintuihin tai metsäisänteihin, mikä viittaa siihen, että korkealla sijaitsevien hyttysten leviäminen voi olla erityisen merkityksellistä villieläinten patogeenikierron kannalta.

On huomattava, että infektiomallit eivät poikkea satunnaisista odotuksista. Kaiken kaikkiaan 12,7 prosentilla hyttysistä oli vähintään yksi taudinaiheuttaja ja 15 lajilla oli levinnyt infektio, mikä viittaa mahdolliseen tarttumiseen.

Ilmassa leviävät hyttyset voivat levittää tauteja eri alueilla

Tämä tutkimus tarjoaa ensimmäisen suoran todisteen siitä, että korkealle vaeltavissa hyttysissä on usein useita selkärankaisten patogeenejä, joista pienempi, mutta merkittävä osa on jo tartunnan saaneita. Nämä tulokset tukevat pitkäaikaisia, mutta aiemmin todistamattomia hypoteeseja, joiden mukaan hyttysten tuulen mukana kulkeva vaellus edistää taudinaiheuttajien pitkän matkan leviämistä.

Todisteet levinneistä infektioista vallitsevissa ilmalajeissa viittaavat siihen, että pitkän matkan liikkuminen voi auttaa ylläpitämään metsäkiertoja ja synnyttää uusia taudinpurkauksia kaukana alkuperäisistä isäntäpopulaatioista.

Tämän analyysin vahvuuksiin kuuluu laajamittainen, usean vuoden ajan ilmanäytteenotto; molekyylipatogeenien seulonta useissa taksonomisissa ryhmissä; ja vahvistus sekvensoinnilla tai metagenomiikalla. Rajoituksiin kuuluvat joidenkin lajien vaatimaton näytekoko, kyvyttömyys arvioida todellista leviämistä laskeutumisen jälkeen ja joidenkin patogeeniryhmien poissulkeminen.

Siitä huolimatta todisteet viittaavat vahvasti siihen, että korkealla sijaitseva hyttysliikenne on aliarvostettu osa patogeeniekologiaa. Koska useimmat havaitut taudinaiheuttajat olivat sylvaattisia patogeenejä, tällä mekanismilla voi olla suurempi rooli luonnonvaraisten patogeenien leviämisessä kuin ihmisten tautien suorassa leviämisessä, vaikka mahdollisuus leviämiseen on edelleen olemassa. Tutkimuksessa todetaan, että ilmassa tapahtuvan hyttysten vaeltamisen sisällyttäminen valvonta- ja valvontastrategioihin on ratkaisevan tärkeää vektoreiden levittämien tautien riskien ymmärtämisen ja hallinnan kannalta.

Lataa PDF-kopiosi nyt!

Lähteet: