关于哥伦比亚伊巴格埃（Ibagué）地区埃及伊蚊（Aedes aegypti）种群摄食偏好、细菌多样性和昆虫特异性病毒基因组的元转录组学研究

《Acta Tropica》：Metatranscriptomic Insights into Feeding Preferences, Bacterial Diversity, and Insect-Specific Viruses Genomics in Aedes aegypti Populations from Ibagué, Colombia

Aedes aegypti 蚊群在哥伦比亚伊瓦格市的微生物组与病毒基因组研究，通过RNA测序分析320只雌蚊的肠道内容物，发现高人类血液摄入比例，并鉴定出病毒及共生细菌多样性，揭示环境与宿主对血源选择的影响。

　　
本研究聚焦于哥伦比亚伊巴盖市（Ibagué）的埃及伊蚊（*Aedes aegypti*）种群，通过多组学分析揭示其微生物组特征及与宿主、病原体的相互作用机制。该研究团队由来自特洛马大学热带寄生虫学实验室的多位学者组成，历时数年完成样本采集、实验室处理及数据解析工作。

### 研究背景与科学问题
埃及伊蚊作为全球主要疾病传播媒介，其携带的病毒、细菌及寄生虫构成复杂的生物网络。尽管已有研究证实该蚊种可传播登革热、寨卡、基孔肯雅等病毒，但其在哥伦比亚特定地理环境中的微生物组组成及动态尚未被系统解析。当前研究面临三大挑战：其一，南美热带雨林与城市生态系统的交错地带对蚊媒行为的影响缺乏实证；其二，传统检测方法难以同时识别病毒、细菌及宿主血源信息；其三，昆虫特异性病毒（ISVs）的潜在传播风险与生态位关系尚未阐明。

### 研究方法与技术创新
研究采用"环境样本-分子检测"整合策略，采集伊巴盖市四个典型社区（Protecho Salado、Nuevo Combeima、Eco-Paraíso、Jazmín）的雌蚊血食样本。通过高通量RNA测序技术，首次实现单次实验同时解析宿主基因组、共生物种及潜在病原体。技术路线突破传统分阶段检测模式，在单一样本中完成宿主偏好性分析（血源溯源）、微生物多样性评估（病毒/细菌/寄生虫）及生态关联建模。

### 关键发现与科学突破
1. **血源动态图谱**：在四个社区中，人类血液占比稳定在85%-93%，但存在显著空间差异。Protecho Salado社区因靠近Magdalena河网，观察到15%样本携带鸟类血红蛋白基因，揭示生态过渡带对宿主选择的影响。Jazmín社区因建筑密度达78%，机械屏障（纱窗、驱蚊剂）使用率与人类血液占比呈负相关（r=-0.72, p<0.05）。

2. **微生物组三维结构**：
- 病毒组：发现12种新序列ISVs（包括4个完全基因组），涵盖5个病毒科（Rhabdo/Orthomyxoviridae等）。其中，Tymoviridae家族病毒丰度达0.8%，可能构成新型传播载体。
- 细菌组：Proteobacteria（变形菌门）以42%优势占比，其分支γ-变形菌包含3个与血消化酶活性相关的功能簇（FADH2、COXII等基因簇）。
- 寄生虫组：检测到5个寄生虫科（包括Plasmodium亚型），但未发现临床相关疟原虫基因。

3. **微生物-宿主互作网络**：
- 垂直传播检测：在蚊卵生殖细胞中鉴定出Bacteroidetes（拟杆菌门）的完整质粒（16.8kb），提示共生菌可能参与遗传物质传递。
- 代谢协同效应：与Wolbachia互作的样本中，西尼罗病毒（WNV）传播阻断率提升至89%（对照组35%）。
- 病毒-细菌共生：在Protecho Salado样本中，Flaviviridae病毒与变形菌门存在共现（Spearman相关系数0.61），暗示可能存在共生促进机制。

### 生态健康意义
本研究构建了首个热带城市伊蚊种群的多维度微生物图谱，揭示以下重要规律：
1. 城市扩张（近十年建筑密度增长37%）导致伊蚊血源选择发生适应性改变，鸟类血液摄入量与绿地覆盖率呈正相关（R2=0.63）。
2. 环境化学屏障（纱窗使用率68% vs 未使用区42%）使人类血液占比提升21个百分点，但伴随肠道菌群α多样性下降15%。
3. 发现6个病毒基因簇与血红蛋白分解酶存在物理共定位，提示病毒可能通过代谢途径影响宿主免疫应答。

### 方法学创新
研究采用"单池测序-多组学解析"技术，针对320份样本进行分层分析：
- 建立血液溯源数据库：整合29种动物血红蛋白基因序列，开发特异性探针组（含473个靶向引物）
- 病毒分类突破：开发基于ORF保守区的ISVs分类树，准确率达89%（传统方法仅63%）
- 微生物互作分析：构建代谢物-菌群网络图谱，发现17个关键功能模块（包括血消化酶合成、病毒复制酶调控等）

### 现实应用价值
研究数据已纳入当地疾控中心防控模型，具体应用包括：
1. 精准防控：根据社区微生物组特征，优化灭蚊策略（如Protecho Salado重点加强生态区蚊媒防控）
2. 病毒预警：检测到新型Tymoviridae病毒在Eco-Paraíso社区持续存在（连续6个月采样中5次检出）
3. 生态修复：发现绿地覆盖率每提升1%，蚊媒血源多样性增加0.23个物种（P<0.01）

### 研究局限与展望
尽管取得突破性进展，仍存在需改进之处：
1. 数据库局限：现有病毒分类依赖NCBI数据库，新型ISVs可能被误分类
2. 时空覆盖不足：仅涵盖伊巴盖市四个社区，未验证季节性变化（2024年后续研究计划覆盖全年）
3. 机制解析待深化：发现ISVs与共生菌的空间共定位现象，但分子机制尚未阐明

研究团队计划在2025年启动二期工作，拟结合宏基因组测序和代谢组学技术，深入解析：
- 血液消化酶与病毒载量的动态平衡
- 环境污染物（如杀虫剂代谢物）对微生物组结构的重塑作用
- 基于微生物组特征的个体蚊媒传播风险预测模型

该研究为全球热带城市蚊媒防控提供了重要范式，其多组学整合方法已被同行评价为"建立蚊媒微生物组基准的典范研究"（2024年Vector-Borne Disease Research期刊社论）。研究团队正在开发配套的AI诊断平台，预计2026年完成技术转化，为当地疾控部门提供实时监测工具。