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为探究流行出血病病毒 2 型(EHDV-2)对库蠓的影响及传播机制,研究人员用 EHDV-2 感染索诺拉库蠓,发现其影响蠓繁殖力,降低卵孵化率但提高幼虫存活率,且能垂直传播,为理解疾病流行提供新视角。
在动物健康领域,虫媒病毒引发的疾病一直是困扰全球的难题。其中,流行出血病病毒(Epizootic hemorrhagic disease virus,EHDV)属于呼肠孤病毒科环状病毒属,能通过库蠓(Culicoides)传播给多种反刍动物,在全球范围内给畜牧业和野生动物种群带来重大经济损失和生态影响。就拿美国来说,库蠓传播的 EHDV 和蓝舌病毒(Bluetongue virus,BTV),让牛羊、白尾鹿等易感染宿主患上出血性疾病,每年都造成大量的经济损失。
然而,关于 EHDV 的很多关键信息却还是谜团。比如,虽然知道虫媒病毒感染会改变叮咬昆虫的一些生活史特征,影响其传播病毒的能力,但库蠓与 EHDV 传播相关的载体能力参数却一直缺乏全面研究。而且,EHDV 在北美如何越冬也鲜为人知,这些知识空白严重阻碍了对环状病毒传播动态的深入理解。为了填补这些空白,来自美国佛罗里达医学昆虫学实验室、路易斯安那州立大学等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,通过口腔感染实验,让索诺拉库蠓(Culicoides sonorensis)雌虫取食含有 EHDV-2 的牛血,对照组则取食不含病毒的牛血。之后,对感染和对照两组库蠓的多项生活史特征进行详细记录和对比分析,运用了统计分析方法来判断差异是否显著。另外,利用逆转录定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)和空斑试验对 EHDV-2 感染的库蠓及其后代进行病毒检测 。
下面来看看具体的研究结果:
- 成虫生活史特征:研究人员发现,感染 EHDV-2 的库蠓雌虫寿命(13.7±1.2 天)与对照组(11.8±1.2 天)相比,虽稍有延长但差异不显著;感染组产卵雌虫比例(57.1%)和对照组(52.0%)、感染组每只雌虫产卵数(89.1±10.4 个)和对照组(73.7±9.1 个)也都没有显著差异。不过,感染组的卵孵化率(35.8±5.2% )却显著低于对照组(74.5±6.8%) 。
- 子代生活史特征:在子代方面,感染组幼虫发育到蛹期的存活率(59.8±4.9%)显著高于对照组(34.1±6.5%);感染组幼虫发育历期(29±0.9 天)和对照组(27.3±1.1 天)、感染组成虫羽化率(44.6±5.4%)和对照组(57.6±8.8%)、感染组子代成虫性别比(1.1:1 [雄:雌])和对照组(0.9:1)差异均不显著。
- 病毒检测结果:通过 RT-qPCR 和空斑试验检测发现,感染组库蠓雌虫在死亡时,体内有较高的感染率(94.4%),腿部也有较高的病毒扩散率(84.3%)。在检测的部分卵批次中,有 13.8%(4/29)通过 RT-qPCR 呈阳性,3.4%(1/29)通过空斑试验呈阳性。在检测的 58 只 F1代成虫中,有 1 只雄虫(1.7%,1/58)通过两种检测均呈阳性 ,而雌虫均为阴性。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:EHDV-2 感染对索诺拉库蠓的生存、寿命和产卵没有重大影响,但显著降低了其繁殖力(fertility),表现为卵孵化率下降,不过却提高了幼虫存活率。更为重要的是,研究首次证实了 EHDV-2 可以在索诺拉库蠓中垂直传播,这一发现挑战了以往认为 EHDV 和 BTV 不太可能在叮咬蠓中垂直传播的观点。
从研究讨论部分来看,这些发现具有多方面的重要意义。EHDV-2 感染导致库蠓卵孵化率降低的原因可能与病毒改变库蠓卵巢某些基因的表达、影响精子转移或导致未知的病理变化有关,但具体机制还需进一步研究。垂直传播现象的发现,为 EHDV 在北美的越冬机制提供了一种可能的解释,也为美国出血性疾病的地方性流行提供了新的视角。虽然目前研究中垂直传播率较低,但考虑到库蠓在野外的高密度,其在种群层面可能对病毒传播产生重要影响。不过,目前还不清楚垂直感染的子代是否能通过唾液传播 EHDV-2,这还需要更多的研究来验证。总之,这项研究增进了人们对索诺拉库蠓载体能力参数的理解,为后续研究指明了方向,对防控 EHDV 相关疾病具有重要的指导意义。