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温度对骚扰库蚊传播乌苏图病毒能力的影响:温带地区病毒传播风险的关键阈值研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Parasites & Vectors 3.5
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本研究针对乌苏图病毒(USUV)在温带地区的传播风险,通过实验室模拟不同温度(18-22℃)下骚扰库蚊(Culex pipiens molestus)的感染与传播能力,发现22℃是病毒复制与传播的关键阈值,同时揭示检测灵敏度对低温研究的重要性,为温带地区虫媒病毒防控提供科学依据。
近年来,一种名为乌苏图病毒(Usutu virus, USUV)的虫媒病毒在欧洲多地引发关注。这种属于黄病毒科(Flaviviridae)的病原体主要通过蚊子叮咬传播,尤其在鸟类种群中造成大规模死亡。2020年,英国东南部首次在野生鸟类中检测到USUV,随后连续多年监测证实该病毒已在当地形成本土传播链。更令人担忧的是,2023年病毒分布范围已从伦敦扩展至剑桥郡乡村地区,显示其适应温带气候的能力不断增强。
与其他欧洲国家相比,英国夏季气温普遍较低,但USUV仍能持续传播,这引发科学界对温带地区病毒传播机制的深入思考。作为主要传播媒介,骚扰库蚊(Culex pipiens molestus)因其独特的生物学特性成为研究焦点——这种地下栖息为主的蚊虫亚型不仅嗜吸人血,还能与地表栖息的库蚊杂交产生宿主泛嗜性后代,极大增加了病毒从鸟类向人类"跨种传播"的风险。
为破解温带地区USUV传播之谜,英国利物浦大学(University of Liverpool)感染、兽医与生态科学研究所的研究团队开展了一项创新性实验。研究人员采用实时定量逆转录PCR(qRT-PCR)技术,系统分析不同温度(18℃、20℃、22℃)下实验室培育的骚扰库蚊对伦敦株USUV(非洲3谱系)的易感性。通过检测蚊体病毒载量变化和唾液样本阳性率,首次揭示温度对病毒复制与传播效率的精确影响。研究发现22℃时病毒在蚊体内呈现8倍扩增,而18℃条件下通过提高检测灵敏度仍可检出病毒RNA,表明当前气候条件下英国已具备USUV持续传播的生态基础。该成果发表于《Parasites》杂志,为温带地区虫媒病毒风险评估提供了关键数据。
研究采用三大关键技术:首先建立标准化骚扰库蚊实验室种群,通过人工膜饲喂系统(4×107 PFU/ml病毒滴度)实现可控感染;其次设计多时间点(0-28天)采样策略,同步检测蚊体与唾液样本;最后优化qRT-PCR检测流程,针对18℃实验组采用半体积洗脱液提高灵敏度。
温度梯度下的生存分析
通过Kaplan-Meier模型发现,22℃组蚊虫死亡率显著高于20℃组(p<0.05),呈现温度升高加速生命周期的典型特征。28天实验期内,22℃组累计死亡率达最高峰,而18℃组因实验周期缩短至21天,死亡率曲线呈现双峰特征。
22℃与20℃的传播差异
22℃组在感染后7天达到蚊体阳性率峰值(67%),病毒载量较初始值增长8倍;而20℃组病毒载量持续下降,28天时完全转阴。唾液检测显示22℃组在7天出现44%阳性率,20℃组仅5天检出个别阳性。
低温条件下的新发现
采用高灵敏度检测的18℃组表现出独特模式:蚊体病毒载量在14天回升至初始水平,21天仍保持21%阳性率。唾液样本在10、14、21天均检出病毒RNA,突破传统认为的20℃传播阈值。
这项研究首次系统论证了温带气候下USUV的传播潜力。数据显示22℃是病毒活跃复制的关键拐点,而20-22℃温度区间可能决定传播效率的"全或无"效应。更值得注意的是,通过方法学创新证实18℃仍存在传播风险,这对英国等温带国家的公共卫生防控具有警示意义。
从进化角度,伦敦株USUV展现对温带媒介的适应性,这与早期非洲参考株难以感染英国库蚊的研究形成鲜明对比,暗示病毒可能在传播过程中获得温带适应性突变。研究同时强调检测方法灵敏度对低温实验结果的决定性影响,为未来虫媒病毒研究提供方法学借鉴。
随着气候变化加剧,这项研究预测USUV在英国的传播风险区可能进一步北扩。研究团队建议加强哨点监测,重点关注城市地下空间等骚扰库蚊的典型栖息地,同时开发针对温度敏感性的传播风险评估模型,为公共卫生决策提供科学支撑。
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