Vindburna myggor bär på smittsamma patogener över hundratals mil

Vindburna myggor bär på smittsamma patogener över hundratals mil

Ballongprovtagning har nu bekräftat att myggor som vandrar högt över Västafrika ofta bär på överförbara patogener, ett fynd som kan förändra hur vi spårar och bekämpar vektorburna sjukdomar.

Studie: Patogener sprids av högtflygande vindflugor. Bildkredit: Shutterstock AI/Shutterstock.com

I en nyligen genomförd studie iPNASForskare testade om myggor som vandrar till höga höjder bär på smittsamma patogener.

De fann att högtflygande myggor ofta var infekterade med 21 myggburna patogener och ofta redan var smittsamma. Dessa inkluderade West Nile-virus, denguefeber, flera aviära Plasmodium-arter och flera filariella nematoder.

Flygningar med myggor på hög höjd fortsatte att utgöra ett obevisat hot

Vindburen långväga migration av insekter är ett välkänt fenomen som ofta sträcker sig hundratals kilometer på en enda natt och involverar stora mängder biomassa. Myggor och andra insekter som fungerar som vektorer, skadedjur eller nyttiga insekter är kända för att delta i dessa flygningar.

Det finns dock fortfarande stora luckor i vår kunskap om de ekologiska och epidemiologiska effekterna av dessa migrationer, särskilt för tropiska myggor. Tidigare forskning har visat att myggor kan resa till höga höjder och sprida patogener över långa avstånd. Denna hypotes bygger dock främst på indirekta meteorologiska eller epidemiologiska korrelationer snarare än direkt upptäckt av infekterade myggor i luftpelaren.

Nyligen genomförda afrikanska fältstudier har visat att många myggarter regelbundet flyger mellan 40 och 290 m över marken, ofta under säsongen för smittspridning. Dessa migranter domineras av gravida honor som livnärde sig på ryggradsdjur, vilket tyder på att de tidigare exponerats för patogener. Många av dessa arter anses vara vektorer av virus, protozoer eller helminter, vilket ökar möjligheten att smittsamma myggor kan transporteras till nya områden av vindar på högre höjder.

DNA-streckkodning avslöjade 61 arter i höjd

Forskarna samlade myggor med hjälp av nät upphängda i heliumballonger placerade mellan 120 och 290 m över marken i Ghana och Mali. Provtagningen skedde under 191 nätter mellan 2018 och 2020.

Totalt fångades 1 247 myggor, varav 1 017 honexemplar undersöktes för infektioner. Artidentifiering uppnåddes med mitokondriell cytokrom c-oxidas-subenhet I (COI) streckkodssekvensering, vilket möjliggör klassificering i 61 arter i 10 släkten.

För att upptäcka infektion genomförde teamet cross-genus polymeraskedjereaktion (PCR) tester riktade mot huvudgrupperna av myggburna patogener: flavivirus, alfavirus, Plasmodium spp. och filariella nematoder.

Både buk- och huvud-thoraxvävnader testades för att särskilja ren exponering (patogent genetiskt material i buken från en blodmåltid) från spridd infektion (patogen som finns i bröstkorgen, vilket indikerar spridning utanför tarmen och möjlig överföringskompetens). När dissektion inte var möjlig användes helkroppsprover.

Positiva prover utsattes för Sanger-sekvensering eller metagenomisk analys för att bekräfta patogenens identitet och detektera ytterligare virus eller parasiter. Infektionsprevalensen bedömdes totalt och per art. Studien utvärderade också samtidiga infektionsmönster och jämförde infektionsfrekvenser i buken och bröstkorgen för att sluta sig till sannolik vektorkompetens och överföringspotential under eller efter långdistansmigrering.

Var åttonde mygga bar på minst en patogen

Provtagning på hög höjd avslöjade en mångfald av myggarter dominerade av Culex, Aedes och Anopheles. Av de 994 myggorna som identifierades som arter var 61 olika arter representerade, inklusive kända vektorer av malaria och arbovirus. Majoriteten var kvinnor, och nästan hälften var gravida, vilket återspeglar tidigare blodmatning och en ökad sannolikhet för exponering för patogener.

Patogenscreeningen avslöjade betydande infektionsfrekvenser. Totalt sett testade 8 % av myggorna positivt för Plasmodium-arter, 3,5 % för flavivirus och 1,6 % för nematoder. Som väntat var bukinfektioner vanligare än infektioner i huvudet och bröstkorgen, men spridda infektioner (som indikerar trolig överföringsbarhet) hittades hos flera arter. Cirka 6,3 % av myggorna överför spridda infektioner av alla patogengrupper, inklusive flera dominerande högbergsarter.

Totalt upptäcktes 21 patogener som infekterade ryggradsdjur. Dessa inkluderade 15 aviär Plasmodium-arter, West Nile-virus, Orthobunyavirus M'Poko-virus, denguevirus (PCR-detekterbar men inte sekvensbekräftad) och tre nematoder. Nitton av de 21 upptäckta patogenerna associerades främst med vilda fåglar eller skogsvärdar, vilket tyder på att överföring av myggor på hög höjd kan vara särskilt relevant för patogencykler i vilda djur.

Anmärkningsvärt nog avvek inte saminfektionsmönster från slumpmässiga förväntningar. Totalt sett bar 12,7 % av myggorna på minst en patogen och 15 arter hade spridit infektioner, vilket tyder på möjlig överföring.

Luftburna myggor kan sprida sjukdomar över regioner

Denna studie ger det första direkta beviset för att myggor som migrerar till höga höjder ofta bär på flera patogener hos ryggradsdjur, och en mindre men betydande andel är redan infekterade med dem. Dessa resultat stöder långvariga men tidigare obevisade hypoteser om att vindburen migration av myggor bidrar till långväga spridning av patogener.

Bevis på spridda infektioner hos dominerande arter från luften tyder på att långväga rörelser kan bidra till att upprätthålla skogens cykler och generera nya utbrott långt från ursprungliga värdpopulationer.

Styrkor med denna analys inkluderar storskalig, flerårig luftprovtagning; molekylär patogenscreening över flera taxonomiska grupper; och bekräftelse genom sekvensering eller metagenomik. Begränsningar inkluderar de blygsamma provstorlekarna för vissa arter, oförmågan att bedöma verklig överföring efter landning och uteslutningen av vissa patogengrupper.

Ändå tyder bevisen starkt på att myggtrafik på hög höjd representerar en underskattad del av patogenekologi. Eftersom de flesta upptäckta patogener var sylvatiska patogener kan denna mekanism spela en större roll i spridningen av vilda patogener än vid direkt överföring av mänskliga sjukdomar, även om möjligheten för spridningsöverföring kvarstår. Studien drar slutsatsen att det är avgörande att införliva myggmigrering från luften i övervaknings- och kontrollstrategier för att förstå och hantera risker för vektorburna sjukdomar.

Ladda ner din PDF-kopia nu!

Källor: