评估九种白蛉吸血膜及微小司蛉人工饲养挑战:新发现与启示

《Parasites & Vectors》:Evaluation of various membranes for blood-feeding in nine sand fly species and artificial feeding challenges in Sergentomyia minuta

【字体: 时间:2025年03月28日 来源:Parasites & Vectors 3

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  为探究适合不同白蛉吸血的膜材料,评估微小司蛉(Sergentomyia minuta)传病能力,研究人员测试多种膜、血液来源及饲养系统。结果显示微小司蛉难通过测试膜吸血,鸭蹼膜对其他白蛉有效。该研究为白蛉研究及防控提供参考。

  在神秘的热带和亚热带地区,生活着一类体型微小却 “暗藏玄机” 的昆虫 —— 白蛉(Phlebotomine sand flies)。全球已知约 1000 种白蛉,其中近 100 种被证实或疑似为利什曼原虫(Leishmania)、巴尔通体和白蛉传播病毒的媒介 。雌性白蛉为了繁衍后代,需要吸食血液获取关键营养,而这一行为也让它们成为了疾病传播的 “帮凶”。
在旧大陆,按蚊属(Phlebotomus)白蛉是人类致病性利什曼原虫的确认传播媒介,而广泛分布的司蛉属(Sergentomyia)白蛉多以冷血动物为食,是爬行动物利什曼原虫的传播者 。但近年来,分子生物学技术发现,司蛉属的微小司蛉(S. minuta )不仅吸食爬行动物血液,还会 “偶尔光顾” 人类和其他哺乳动物,并且在一些利什曼病流行地区,也检测到它感染了人类致病的利什曼原虫 。

这一发现让科研人员十分重视,因为仅检测到微小司蛉体内有利什曼原虫 DNA,并不能确凿地证明它就是传播疾病的 “真凶”,也就是具备传播病原体的媒介能力(vector competence) 。要验证这一点,就需要开展实验感染和宿主传播实验,可实验感染司蛉属白蛉困难重重,尤其是诱导雌性白蛉吸食感染性血液这一步,普通的鸡皮膜对它们并不适用。

为了攻克这些难题,来自查尔斯大学(Charles University)和米纳斯吉拉斯联邦大学(Universidade Federal de Minas Gerais)的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Parasites & Vectors》杂志上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。他们从不同地区采集了多种白蛉,在实验室中按照标准条件进行饲养 。实验中采用了两种饲养系统 —— 玻璃饲养器和 Hemotek 系统,并选用了多种血液来源,如羊血、鸡血、爬行动物血和人血等 。同时,对多种膜材料,包括鸡皮、猪肠、合成膜、鸭蹼膜等进行处理和准备,通过设置不同的实验组,对比不同条件下白蛉的吸血情况,并利用 Pearson’s Chi-square test 和 z-test 等统计方法分析数据。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 微小司蛉吸食不同血液来源的情况:研究人员用玻璃饲养器和鸡皮膜,在不同昼夜节律、血液温度、湿度、光照和嗅觉刺激条件下,对微小司蛉进行喂食实验 。结果令人沮丧,450 只微小司蛉中,只有 3 只在夜间、32°C、高湿度且有壁虎粪便作为嗅觉刺激时吸食了鸡血,1 只在白天、37°C 且有壁虎粪便刺激时吸食了人血 。这表明微小司蛉对这些条件下的血液吸食意愿极低。
  2. 微小司蛉通过不同膜材料的吸血情况:由于微小司蛉不愿通过鸡皮膜吸血,研究人员测试了其他膜材料,如合成膜、猪肠膜、鸭蹼膜、爬行动物皮膜和青蛙皮膜 。但令人失望的是,在 21 次重复实验中,共 2360 只微小司蛉均未成功吸食血液 。即便在部分实验中对鸡皮膜和合成膜添加了干燥凝固血浆(CBP),或者改变爬行动物皮膜实验中的血液温度和喂食时间,都未能提高微小司蛉的吸血率。
  3. 其他八种白蛉通过不同膜材料的吸血情况:研究人员对代表不同亚属的八种白蛉进行测试,以鸡皮膜为标准对比不同膜材料的吸血效果 。结果发现,鸭蹼膜对部分白蛉效果显著,四种白蛉通过鸭蹼膜的吸血率比鸡皮膜更高 。合成膜和猪肠膜对多数白蛉的吸血效果较差,尤其是长须罗蛉(Lutzomyia longipalpis)、有害按蚊(Phlebotomus perniciosus)和杜氏按蚊(Phlebotomus duboscqi),在合成膜上的吸血率极低 。不过,对部分吸血率低的白蛉,在膜表面添加 CBP 后,吸血率显著提高 。

综合研究结果,目前微小司蛉在人工饲养条件下极不情愿通过测试膜吸血,这使得通过实验感染来测试其对人类病原体的媒介能力变得不可行 。要解决这一问题,可能需要长期努力使微小司蛉适应人工饲养,或者尝试混合饲养方法 。对于其他白蛉,鸭蹼膜是一种非常有价值的膜材料,可用于替代鸡皮膜进行膜饲实验 。合成膜和猪肠膜对白蛉吸引力较低,但在膜表面添加 CBP 可提高吸血率 。

这项研究意义重大,它不仅为白蛉的饲养和实验感染提供了重要参考,也为进一步探究白蛉传播疾病的机制奠定了基础 。虽然目前在微小司蛉的研究上遇到了阻碍,但研究人员的努力为后续的研究指明了方向,未来有望找到更好的方法来评估微小司蛉的媒介能力,从而更有效地防控利什曼病等相关疾病的传播 。

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