Crataerina melbae 虱蝇是高山雨燕（Tachymarptis melba）雏鸟死亡相关的锥虫属（Trypanosoma sp.）的有效传播媒介

《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》：Crataerina melbae louse flies are competent vectors of Trypanosoma sp. associated with nestling mortality in Alpine swifts ( Tachymarptis melba)

　　

虱蝇科（Hippoboscidae）双翅目昆虫，即虱蝇，是广泛分布的血食性外寄生虫，可向宿主传播血寄生虫。Crataerina 属内已识别出四个物种，均为雨燕目（Apodiformes）和雀形目（Passeriformes）鸟类的寄生虫。高山雨燕（Tachymarptis melba）在巢期常被 Crataerina 虱蝇寄生。在瑞士，高山雨燕雏鸟死亡率增加与一种锥虫属（Trypanosoma sp.）感染相关。本研究分析了从瑞士高山雨燕采集的固定和新鲜 Crataerina 虱蝇标本，通过形态型（morphotypes）和聚合酶链式反应-测序（PCR-sequencing）揭示物种身份，并利用显微镜和 PCR 检测锥虫属（Trypanosoma sp.）的存在。形态学上，所有标本均属于 Crataerina 属。基于翅型，记录了 C. melbae 和 C. acutipennis 以及混合形态型。基于 24 只虱蝇的细胞色素氧化酶 1（COI）基因测序，确认了先前定义的 C. melbae 单倍型的存在，并提示 C. melbae 和 C. acutipennis 的形态型可能构成单一物种。一只虱蝇标本经扫描电子显微镜（SEM）处理，在腹面观察到类似锥虫的细长生物体。解剖的肠道和腹部表面拭子经锥虫属（Trypanosoma sp.）PCR 检测呈阳性。新鲜标本的显微镜检查显示中肠和直肠中存在活动且积极增殖的锥虫。所有来自虱蝇的锥虫属（Trypanosoma sp.）序列与感染高山雨燕组织获得的序列相同。本研究提示，C. melbae 是感染高山雨燕的单一物种，无论翅形态型或序列类型如何，且 C. melbae 作为与雏鸟死亡率相关的锥虫属（Trypanosoma sp.）的有效传播媒介。未来研究应聚焦于环境可持续的方式控制 C. melbae，以最小化传播和锥虫病对高山雨燕种群的影响。

**论文解读：Crataerina melbae 虱蝇作为高山雨燕雏鸟死亡相关锥虫的有效传播媒介**

**研究背景与问题**

高山雨燕（Tachymarptis melba）是一种几乎终生飞行的鸟类，仅在繁殖期着陆。在瑞士，近年来监测到高山雨燕雏鸟死亡率显著增加，该现象与一种锥虫（Trypanosoma sp.）感染密切相关，该锥虫基于形态学相似性暂被命名为类布法德锥虫（Trypanosoma bouffardi-like）。高山雨燕繁殖期常被 Crataerina 属虱蝇寄生，这些虱蝇是专性吸血外寄生虫，可传播血寄生虫。尽管虱蝇与锥虫的潜在关联已被关注，但 Crataerina 虱蝇是否作为该锥虫的传播媒介尚不明确。此前研究仅报道了 C. melbae 对雏鸟生长和体重有轻微影响，但未涉及锥虫传播。此外，Crataerina 属内基于翅形态型区分的 C. melbae 和 C. acutipennis 是否为同一物种，以及不同形态型或 COI 单倍型是否具有不同的媒介能力，均未得到解答。因此，本研究旨在明确 Crataerina 虱蝇的物种身份、探究其与高山雨燕锥虫（Trypanosoma sp.）的传播关系，并评估媒介能力。该研究发表在《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》。

**主要技术方法**

研究人员从瑞士六个城市（Baden、Biel、Burgdorf、Lenzburg、Seengen、Solothurn）的高山雨燕群落中采集了虱蝇成虫和蛹，包括固定标本（61只）和新鲜标本（158只成虫、30只蛹）。采用形态学鉴定（基于翅形状和脉序）区分形态型；利用扫描电子显微镜（SEM）观察虱蝇腹面结构；通过显微镜检查新鲜标本肠道和头部，检测活动锥虫；对肠道、腹部表面拭子、蛹表面洗液及体外孵化的成虫进行锥虫 18S rRNA 基因片段 PCR 扩增与测序；对虱蝇进行细胞色素氧化酶 1（COI）基因条形码分析，以鉴定物种和单倍型；使用卡方检验分析形态型、COI 单倍型及性别与锥虫检出频率的关系。

**研究结果**

**形态学鉴定与分子物种确认**：所有固定标本均属 Crataerina 属。基于翅形态型，26只鉴定为 C. melbae，24只为 C. acutipennis，11只呈现混合形态型（一只翅为一种类型）。COI 基因条形码分析（24只虱蝇）获得六个单倍型，与先前报道的 C. melbae 单倍型 Cra_mel1、Cra_mel2、Cra_mel3 一致，所有序列翻译后的蛋白质完全相同。这表明 C. melbae 和 C. acutipennis 可能为同一物种，即 C. melbae。

**锥虫在虱蝇内的检测与增殖证据**：SEM 观察发现一只 C. acutipennis 形态型雄性虱蝇腹面有类似锥虫的细长结构。肠道池和腹部表面拭子 PCR 阳性，序列与感染高山雨燕的锥虫序列（OR598759）一致。新鲜标本中，21只（13.8%）虱蝇的中肠和直肠含有活动且积极增殖的锥虫，包括多形性上鞭毛体（epimastigotes）和锥鞭毛体（trypomastigotes），以及少量领鞭毛体样（choanomastigote-like）形态。所有阳性标本均在7-8月采集，5-6月采集的标本及蛹和体外孵化的成虫均阴性。雄性虱蝇的锥虫检出率（35.1%）显著高于雌性（12.5%）。不同翅形态型中，C. acutipennis（16.2%）和混合型（20%）的检出率显著高于 C. melbae（9.3%）。

**COI 单倍型与媒介能力**：所有四种主要 COI 单倍型及一种独特单倍型的虱蝇均携带增殖的锥虫，表明不同单倍型均具有媒介能力。

**讨论与结论**

讨论部分指出，在虱蝇肠道和腹部表面检测到锥虫 DNA 及活动增殖的锥虫，证实了 C. melbae 作为有效传播媒介（competent vector）的能力。感染仅发生在7-8月，且雄性比例更高，推测早期羽化的雄性虱蝇以成年高山雨燕为食，可能从成年鸟获得锥虫并作为初始扩增器。传播途径可能通过摄入感染虱蝇或锥虫污染的粪便接触皮肤微损伤。不同翅形态型间检出率差异可能反映不同的取食或消化行为，但均具媒介能力。形态型与 COI 单倍型的分析支持 C. melbae 和 C. acutipennis 为同一物种。尽管锥虫被暂定为 T. bouffardi-like，但由于缺乏非洲原描述种的分子数据，其确切身份尚待确认。研究还发现，所有 COI 单倍型对应的蛋白质序列一致，进一步支持单物种假说。

**研究结论**：本研究表明，虱蝇 C. melbae 和 C. acutipennis 可能构成单一物种（即 C. melbae），无论其翅形态型或 COI 单倍型如何，均可作为感染高山雨燕的锥虫属（Trypanosoma sp.）寄生虫的有效传播媒介。未来研究应聚焦于环境可持续的方式控制 C. melbae，以最小化锥虫病对高山雨燕种群的传播和影响。