Vindbårne mygg bærer smittsomme patogener over hundrevis av miles

Vindbårne mygg bærer smittsomme patogener over hundrevis av miles

Ballongprøvetaking har nå bekreftet at mygg som migrerer høyt over Vest-Afrika ofte bærer overførbare patogener, et funn som kan endre måten vi sporer og bekjemper vektorbårne sykdommer.

Studie: Patogener spres av høytflygende vindfluer. Bildekreditt: Shutterstock AI/Shutterstock.com

I en fersk studie iPNASForskere testet om mygg som migrerer til store høyder bærer smittsomme patogener.

De fant at høytflygende mygg ofte var infisert med 21 myggbårne patogener og ofte allerede var smittsomme. Disse inkluderte West Nile-virus, denguefeber, flere aviære Plasmodium-arter og flere filariale nematoder.

Myggflyvninger i stor høyde fortsatte å utgjøre en ubevist trussel

Vindbåren langdistansevandring av insekter er et velkjent fenomen, som ofte strekker seg hundrevis av kilometer på en enkelt natt og involverer store mengder biomasse. Mygg og andre insekter som fungerer som vektorer, skadedyr eller nyttige insekter er kjent for å delta på disse flyvningene.

Imidlertid er det fortsatt store hull i vår kunnskap om de økologiske og epidemiologiske konsekvensene av disse migrasjonene, spesielt for tropiske mygg. Tidligere forskning har vist at mygg kan reise til store høyder og spre patogener over lange avstander. Imidlertid er denne hypotesen hovedsakelig avhengig av indirekte meteorologiske eller epidemiologiske korrelasjoner i stedet for direkte påvisning av infiserte mygg i luftsøylen.

Nyere afrikanske feltstudier har vist at mange myggarter regelmessig flyr mellom 40 og 290 m over bakken, ofte i sesongen for smitteoverføring. Disse migrantene er dominert av gravide hunner som matet på virveldyr, noe som tyder på at de tidligere har vært utsatt for patogener. Mange av disse artene regnes som vektorer av virus, protozoer eller helminths, noe som øker muligheten for at smittsomme mygg kan bli transportert til nye områder av vind i høyere høyder.

DNA-strekkoding avslørte 61 arter i høyde

Forskerne samlet inn mygg ved hjelp av nett hengt opp fra heliumballonger plassert mellom 120 og 290 m over bakken i Ghana og Mali. Prøvetakingen fant sted på 191 netter mellom 2018 og 2020.

Totalt ble 1247 mygg fanget, hvorav 1017 hunnprøver ble undersøkt for infeksjoner. Artsidentifikasjon ble oppnådd ved bruk av mitokondriell cytokrom c-oksidase-underenhet I (COI) strekkodesekvensering, noe som tillater klassifisering i 61 arter i 10 slekter.

For å oppdage infeksjon, gjennomførte teamet cross-genus polymerase chain reaction (PCR) tester rettet mot hovedgruppene av myggbårne patogener: flavivirus, alfavirus, Plasmodium spp. og filariale nematoder.

Både abdominalt og hode-thoraxvev ble testet for å skille ren eksponering (patogen genetisk materiale i magen fra et blodmåltid) fra spredt infeksjon (patogen tilstede i thorax, noe som indikerer spredning utover tarmen og mulig overføringskompetanse). Når disseksjon ikke var mulig, ble helkroppsprøver brukt.

Positive prøver ble utsatt for Sanger-sekvensering eller metagenomisk analyse for å bekrefte patogenidentitet og oppdage ytterligere virus eller parasitter. Infeksjonsprevalens ble vurdert samlet og etter art. Studien vurderte også samtidige infeksjonsmønstre og sammenlignet abdominale og thoraxinfeksjonsrater for å utlede sannsynlig vektorkompetanse og overføringspotensial under eller etter langdistansemigrasjon.

Hver åttende mygg bar på minst ett patogen

Prøvetaking i stor høyde avslørte en mangfoldig samling av myggarter dominert av Culex, Aedes og Anopheles. Av de 994 myggene identifisert som arter, var 61 forskjellige arter representert, inkludert kjente vektorer av malaria og arbovirus. Flertallet var kvinner, og nesten halvparten var gravide, noe som gjenspeiler tidligere blodmating og økt sannsynlighet for eksponering for patogener.

Patogenscreeningen avdekket betydelige infeksjonsrater. Totalt sett testet 8 % av myggene positivt for Plasmodium-arter, 3,5 % for flavivirus og 1,6 % for nematoder. Som forventet var abdominale infeksjoner mer vanlig enn hode- og thoraxinfeksjoner, men spredte infeksjoner (som indikerer sannsynlig overførbarhet) ble funnet hos flere arter. Omtrent 6,3 % av myggene overfører spredte infeksjoner av alle patogengrupper, inkludert flere dominerende høyfjellsarter.

Totalt ble det påvist 21 patogener som infiserte virveldyr. Disse inkluderte 15 fugle Plasmodium-arter, West Nile-virus, Orthobunyavirus M'Poko-virus, dengue-virus (PCR-påviselig, men ikke sekvensbekreftet) og tre nematoder. Nitten av de 21 påviste patogenene var hovedsakelig assosiert med ville fugler eller skogverter, noe som tyder på at overføring av mygg i stor høyde kan være spesielt relevant for patogensykluser i dyrelivet.

Bemerkelsesverdig nok avvek ikke koinfeksjonsmønstre fra tilfeldige forventninger. Totalt sett bar 12,7 % av myggene minst ett patogen og 15 arter hadde spredte infeksjoner, noe som tyder på mulig overførbarhet.

Luftbårne mygg kan spre sykdom på tvers av regioner

Denne studien gir det første direkte beviset på at mygg som migrerer til store høyder ofte bærer flere virveldyrpatogener, og en mindre, men betydelig andel er allerede smittet med dem. Disse resultatene støtter langvarige, men tidligere ubeviste hypoteser om at vindbåren migrasjon av mygg bidrar til langdistansespredning av patogener.

Bevis på spredte infeksjoner i dominerende luftarter tyder på at langdistansebevegelse kan bidra til å opprettholde skogens sykluser og generere nye utbrudd langt fra opprinnelige vertspopulasjoner.

Styrkene ved denne analysen inkluderer storskala, flerårig luftprøvetaking; molekylær patogenscreening på tvers av flere taksonomiske grupper; og bekreftelse ved sekvensering eller metagenomikk. Begrensninger inkluderer de beskjedne prøvestørrelsene for noen arter, manglende evne til å vurdere sann overføring etter landing, og utelukkelse av noen patogengrupper.

Ikke desto mindre tyder bevisene sterkt på at myggtrafikk i stor høyde representerer en undervurdert komponent av patogenøkologi. Fordi de fleste påviste patogener var sylvatiske patogener, kan denne mekanismen spille en større rolle i spredningen av ville patogener enn ved direkte overføring av menneskelig sykdom, selv om muligheten for smitteoverføring fortsatt er. Studien konkluderer med at inkorporering av luftmyggmigrasjon i overvåkings- og kontrollstrategier er avgjørende for å forstå og håndtere vektorbårne sykdomsrisikoer.

Last ned PDF-eksemplaret ditt nå!

Kilder: