卵囊破裂–显示一个破裂的卵囊(看起来像蒲公英种子头),孢子子(看起来像睫毛)从冈比亚安蚊的中肠表面出来。图片来源:UF/IFAS
疟疾是一种由蚊子传播的疾病,由受感染的雌性按蚊叮咬传播的寄生虫传播。如果不及时治疗,疟疾会导致严重症状、健康并发症甚至死亡。
在疟疾流行的热带和亚热带地区,科学家们担心气候变暖可能会增加疟疾在某些地区的传播风险,并导致疟疾进一步传播。然而,关于温度与影响疟疾传播的蚊子和寄生虫性状之间的关系,还有很多东西需要了解。
佛罗里达大学、宾夕法尼亚州立大学和帝国理工学院的研究人员在《自然通讯》杂志上发表的一项研究“估计温度对人类疟疾寄生虫恶性疟原虫传播的影响”中,将新的实验数据结合在一个创新的建模框架中,以研究温度如何影响非洲不同环境中的传播风险。
“从广义上讲,科学家们知道温度会影响关键特征,例如蚊子的寿命,蚊子在以受感染的宿主为食后具有传染性所需的时间,以及蚊子传播疾病的整体能力,”马修·托马斯说,UF/IFAS教授和UF/IFAS入侵科学研究所(ISRI)主任。
“但令人惊讶的是,这些温度依赖性尚未针对非洲的任何主要疟疾病媒进行适当测量。
“我们的研究结果为温度对冈比亚按蚊(可以说是非洲最重要的疟疾蚊子)传播恶性疟原虫的能力的影响提供了新的见解,恶性疟原虫是非洲最普遍的人类疟疾物种,”EunhoSuh说,他是帝国理工学院IsaacStopard的共同第一作者,也是宾夕法尼亚州立大学的助理研究教授。他作为博士后学生在托马斯以前的实验室进行了实证研究。
该研究涉及几个详细的实验室实验,其中数百只蚊子被喂食恶性疟原虫感染的血液,然后暴露在不同的温度下,以检查蚊子内部的感染进展和发育速度,以及蚊子本身的生存。
托马斯解释说:“然后,这些新数据被用来探索温度对肯尼亚四个地点疟疾传播潜力的影响,这些地点代表了具有不同基线传播强度的不同当前环境,并且预计在气候变化下将经历不同的变暖模式。
该研究支持先前的研究结果,证明各种蚊子和寄生虫性状与温度表现出间歇性关系,并且在未来变暖的温度下,某些环境中的传播潜力可能会增加,但在其他环境中可能会降低。
然而,新数据表明,寄生虫在较低的温度下可以更快地发育,并且寄生虫的发育速度可能比以前认为的对温度变化的敏感性更低。
数据还表明,蚊子中寄生虫的成功发展在极端温度下下降,导致传播的环境上限和下限。
将这些结果结合到一个简单的传播模型中表明,与早先的预测相反,由于气候变暖导致的疟疾传播的预期激增可能没有人们担心的那么严重,特别是在肯尼亚高地等较凉爽的地区。
“目前关于蚊子生态学和疟疾传播的一些假设源于上世纪初所做的工作。我们的研究在强调重新审视这种传统理解的必要性方面具有重要意义,“托马斯说。
“虽然蚊子具有传染性所需的时间很大程度上取决于环境温度,但它也取决于疟疾和蚊子的种类和可能的菌株,”Suh说。
这项全面的研究和发现代表了在了解疟疾传播的复杂性方面向前迈出的重要一步,并为未来旨在在全球范围内控制疟疾的研究铺平了道路。
“我们的工作重点是非洲疟疾病媒冈比亚按蚊中的疟疾寄生虫恶性疟原虫。然而,间日疟原虫是另一种重要的寄生虫物种,导致亚洲大多数疟疾以及美国最近报告的疟疾病例,“Suh说。
“与恶性疟原虫一样,描述温度对间日疟原虫发育影响的既定模型仍然没有得到充分验证。
Suh补充说,其他媒介传播的疾病也是如此,如登革热或寨卡病毒。
“我们需要更多我们在当前论文中提出的类型的工作,最好使用当地的蚊子和寄生虫或病原体菌株,以更好地了解气候和气候变化对传播风险的影响,”他说。