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这篇综述聚焦臭虫(Cimex hemipterus、Cimex lectularius)和蟑螂(Blattella germanica、Supella longipalpa),阐述其微生物群落(细菌和病毒)的多样性、生理作用,探讨与人类病原体的关系,对公共健康和新型害虫防治意义重大。
引言
室内生态系统独特,涵盖人类、适应室内环境的动物(如入侵害虫)以及大量微生物(细菌和病毒)。过去十年,模式生物、医学和农业相关动植物的微生物群落研究不断拓展,但室内城市昆虫的微生物群落研究尚处起步阶段。研究与室内害虫相关的微生物群落,对维护人类健康、开发新型生物害虫防治方法意义重大,有助于应对日益严重的杀虫剂抗性问题,还能助力检测和防控可引发人类疾病的病原体传播,识别新型昆虫病原体和有益细菌,影响害虫生命周期。本文将概述臭虫和蟑螂这两种全球常见室内入侵害虫微生物群落多样性和功能的研究进展,并探讨未来研究方向。
臭虫细菌群落的组成和生理作用
臭虫专以血液为食,多栖息于人类床铺和家具附近,这限制了它们从环境中获取细菌的机会。2013 年,对来自俄亥俄州辛辛那提市 8 个不同住所的 31 只温带臭虫(C. lectularius)进行 454 Titanium 测序,虽测序深度有限,但发现了垂直传播的内共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)。
臭虫的病毒群落
相较于细菌群落,臭虫的病毒群落研究较少,但近期有了一些全面调查。2015 年,Li 等人对包括在中国野外采集的热带臭虫(C. hemipterus)在内的昆虫样本进行 RNA 测序,首次鉴定出两种新型臭虫特异性病毒:双奥臭虫病毒 1(Shuangao bed bug virus 1,SBBV1,未分类) 。
室内蟑螂细菌群落的组成和生理作用
与臭虫不同,室内蟑螂食性杂,活动范围广,栖息场所多样,增加了与环境微生物相互作用的机会。通过 16S rRNA 扩增子测序分析至少 20 种杂食性蟑螂的细菌群落发现,拟杆菌科(Bacteroidacea)、卟啉单胞菌科(Porphyromonadaceae)、理研菌科(Rikenellaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和脱硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)在德国小蠊(B. germanica)的核心肠道微生物群中占主导地位。
室内蟑螂的病毒群落
研究室内蟑螂相关病毒的文献较少,存在较大知识空白。Li 等人在昆虫相关 RNA 病毒调查中,对中国野外采集的 24 只德国小蠊样本进行检测,鉴定出 3 种新型蟑螂相关病毒:武昌蟑螂病毒 1(Wuchang cockroach virus 1,类杆状病毒)、武昌蟑螂病毒 2(未分类正粘病毒)和武昌蟑螂病毒 3(丘病毒)。2019 年,又发现了另外 3 种新型病毒。
与人类病原体的关系
蟑螂和臭虫在室内环境中与人类距离近、接触频繁,极有利于微生物的交换,包括病原体的传播。实际上,室内及入侵室内的蟑螂,如德国小蠊、长须蜚蠊(S. longipalpa)和大蠊属(Periplaneta)等物种,长期以来被认为携带并传播多种人类致病微生物,尤其是通过粪口途径传播、引发胃肠道疾病的微生物。
结论和未来方向
臭虫和蟑螂微生物群落的研究近年来备受关注。要推动该领域发展,需让更多专业和科研领域认识到这项研究对保护人类健康和开发新型害虫防治方法的长期重要性,促进跨学科发展。目前仍存在一些关键知识空白,有待进一步研究填补。