印度奥里萨邦南部疟疾流行区按蚊季节性动态与物种多样性研究

《Scientific Reports》：Seasonal dynamics and species diversity of Anopheles mosquitoes in malaria endemic districts of Southern Odisha India

语 本研究针对印度奥里萨邦南部11个高疟疾流行区，通过两年期按蚊群落监测，揭示了季节变化对物种多样性（Shannon's H'、Simpson's D、Pielou's J'）的显著影响（p<0.001），发现An. culicifacies（主要疟疾媒介）在雨季占主导（38.35%），而An. varuna在冬季峰值达35.56%。研究强调基于季节和地域的精准蚊媒防控策略，为疟疾消除提供生态学依据。

　　

在印度东部沿海的奥里萨邦，疟疾始终是笼罩在公共卫生领域的一片阴云。这片土地以湿热的气候、丰沛的降雨和茂密的森林为特征，为蚊媒的孳生与疾病传播创造了得天独厚的条件。尤其在其南部的11个地区，如科拉普特（Koraput）、甘贾姆（Ganjam）等，恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）引起的疟疾占据了病例的90%以上，这些地区贡献了全邦超过66%的疟疾病例和半数以上的死亡病例，形势严峻。然而，要想有效控制乃至消除疟疾，仅仅知道疾病高发是远远不够的，我们必须深入理解传播疾病的“元凶”——按蚊（Anopheles mosquito）的本来面目：它们是谁？有多少种？在不同季节如何活动？哪些才是真正的危险分子？

长期以来，人们已知An. culicifacies和An. fluviatilis是奥里萨邦的主要疟疾媒介，但环境中实际存在的按蚊物种多样性远不止于此。不同物种的生态位（如繁殖地偏好、吸血习性、活动时间）各不相同，其传播疾病的潜力也天差地别。更复杂的是，季节的更迭——夏季的酷热、雨季的滂沱、冬季的干冷——会深刻影响蚊虫的孳生环境、寿命和行为，从而导致蚊媒群落的组成和数量发生动态变化。此外，广泛使用长效杀虫蚊帐（Long-Lasting Insecticidal Nets, LLINs）和室内滞留喷洒（Indoor Residual Spraying, IRS）等化学防控措施，又带来了昆虫icide抗性的严峻挑战。因此，传统的“一刀切”防控策略往往事倍功半。要制定精准、高效且可持续的媒介控制策略，就必须首先绘制出一幅精细的、随季节变化的按蚊物种分布与多样性地图。这正是由穆罕默德·穆斯塔法·拜格（Muhammed Mustafa Baig）等人开展的本研究旨在解决的核心问题。该研究于2025年发表在《Scientific Reports》上，为我们理解奥里萨邦南部疟疾传播的生态基础提供了宝贵的数据支持和科学见解。

为了回答上述问题，研究人员在2021年3月至2023年2月间，对奥里萨邦南部11个疟疾高发地区进行了一项规模宏大的按蚊群落监测研究。研究团队综合运用了多种经典的蚊虫采集技术：在白昼，他们使用口吸式吸蚊器在村民居所和牛棚内进行室内栖息蚊虫收集（Indoor Resting Collections, IDRC），并在村庄周围人工挖掘的坑式庇护所、灌木丛、石洞等室外环境进行室外栖息蚊虫收集（Outdoor Resting Collections, ODRC）；在夜间，则使用CDC光诱捕器（CDC light trap）在室内外布设，并辅以人诱停捕法（Human Landing Catch）来监测蚊虫的吸血活动。所有采集到的按蚊成虫均通过形态学特征，依据克里斯托弗（Christopher）的分类学钥匙进行物种鉴定。在此基础上，研究团队运用了多种生态学指数——包括衡量物种多样性的香农指数（Shannon-Wiener Diversity Index, H'）、表征物种优势度的辛普森指数（Simpson's Dominance Index, D）以及反映物种个体分布均匀度的皮洛均匀度指数（Pielou's Evenness Index, J'）——来量化不同地区和季节的蚊媒群落结构。此外，还通过聚类分析（Cluster analysis）和对应分析（Correspondence Analysis, CA）揭示了地区间和季节间的物种组成相似性与差异性，并利用再抽样生成的稀疏曲线（Rarefaction curve）评估了采样充分性。统计分析采用双因素方差分析（Two-way ANOVA）来检验季节和地区因素对多样性指数的独立及交互影响。

物种组成与季节性丰度动态

研究期间共采集并鉴定了10,807只按蚊，归属于18个不同的物种。分析结果显示，按蚊的物种组成和优势种存在显著的季节性更替。在2021年夏季和雨季，An. subpictus是绝对的优势种，分别占总捕获量的42.99%和46.60%。然而，其主要疟疾媒介An. culicifacies也表现出强劲的势力，在2021年和2022年的雨季分别占31.58%和38.35%，显示出其在传播季节的关键作用。一个非常有趣的现象是An. varuna的消长规律：它在夏季和雨季极为罕见，但却在冬季异军突起，在2021-2022年冬季和2022-2023年冬季分别占到总捕获量的35.56%和25.18%，成为冬季最突出的物种。另一种主要媒介An. fluviatilis则在冬季更为活跃。这种“你方唱罢我登场”的接力模式暗示了不同物种可能在一年中的不同时段维持着疟疾传播链，增加了控制的复杂性。从总体丰度来看，An. culicifacies (24.6%)、An. subpictus (15.5%)、An. vagus (14.8%) 和 An. varuna (13.4%) 这四个物种合计贡献了总捕获量的近70%，是当地按蚊群落的基石物种。

多样性指数的时空格局

通过对香农指数、辛普森指数和皮洛均匀度指数的计算和分析，研究揭示了蚊媒多样性在时间和空间上的变化规律。就季节而言，冬季的物种多样性（香农指数均值最高达1.94）显著高于夏季和雨季（p < 0.001）。这表明冬季相对温和的气候条件可能有利于更多物种共存，而夏季和雨季的极端天气（高温、暴雨）可能使得只有少数适应力强的物种（如An. subpictus和An. culicifacies）能够大量繁殖，形成优势垄断。就地区而言，甘贾姆（Ganjam）地区的多样性在各季节都相对较高（香农指数范围1.26-2.2），而布德（Boudh）和坎德马（Kandhamal）等地区的多样性在前期较低，后期有所上升。统计检验表明，季节因素对多样性的影响远大于地区因素，凸显了气候驱动的主导作用。辛普森指数和皮洛指数的结果进一步印证了这些发现，表明物种分布的优势度和均匀度也随季节发生显著变化。

降雨量与蚊媒群落的关联

研究还发现，滞后季节平均日降雨量与物种丰富度（r=0.645, p<0.001）、物种总丰度（r=0.457, p=0.0001）以及香农指数（r=0.623, p<0.001）和辛普森指数（r=0.550, p<0.001）均呈显著正相关。这意味着降雨为按蚊创造了更多样化的孳生水体，从而促进了更多物种的繁殖和种群增长。然而，皮洛均匀度指数与降雨量无显著相关，说明降雨可能更直接影响物种的数量而非其个体在物种间的分配均匀程度。

地区间群落相似性

聚类分析根据物种丰度和丰富度的相似性，将这11个地区划分成了不同的组群。例如，在物种丰度上，布德（Boudh）和马尔坎吉里（Malkangiri）地区最为相似；在物种丰富度上，纳巴兰普尔（Nabarangpur）和卡拉汉迪（Kalahandi）地区，以及科拉普特（Koraput）和马尔坎吉里（Malkangiri）地区分别聚为一类。这些聚类结果反映了不同地区可能共享相似的环境条件或土地利用方式，从而支持了相似的按蚊群落结构。

采样充分性与物种-季节关联

稀疏曲线显示，所有季节的曲线最终都趋于平缓，表明本研究采样努力充足，已基本涵盖了环境中存在的常见按蚊物种。对应分析（CA）则直观地展示了特定物种与特定季节的亲和性，例如An. subpictus与夏季和雨季关联紧密，而An. aconitus、An. fluviatilis等则更倾向于出现在冬季。

本研究通过为期两年的系统监测，清晰地描绘了印度奥里萨邦南部疟疾流行区按蚊物种多样性的动态画卷。其核心结论在于，季节变化是驱动当地按蚊群落结构演替的最强因素，其影响力甚至超过了地理区域的差异。冬季普遍表现出更高的物种多样性，而夏季和雨季则常被少数优势种主导。主要疟疾媒介An. culicifacies在雨季持续占据重要地位，而An. varuna在冬季的爆发式增长则提示了潜在的非传统传播风险。地区间群落结构的差异则为实施“分区域、分层”的精准防控提供了依据。

这些发现具有重要的公共卫生意义。它们强调，疟疾媒介控制策略必须摆脱静态思维，转而采纳动态的、基于季节的视角。例如，在An. culicifacies活跃的雨季，应强化LLINs和IRS等成蚊防控措施；而在冬季，虽然传统上被认为是低传播期，但鉴于An. varuna等物种的高丰度，仍需保持警惕，并可能需要对特定的冬季孳生地进行幼虫源管理（Larval Source Management, LSM）。同时，针对甘贾姆等高多样性地区，需要关注更多潜在媒介物种的可能性。此外，降雨作为重要的环境预测因子，可以整合到蚊媒预警系统中。总之，这项研究不仅增进了我们对复杂生态系统下蚊媒动态的理解，更重要的是，它为奥里萨邦乃至类似生态区域的疟疾消除行动提供了关键的、可操作的科学证据，指引着未来向量控制工作走向更加精细化、适应化和高效化的道路。