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连续吸血行为对沃尔巴克氏体介导的埃及伊蚊登革病毒抑制效应的影响机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对沃尔巴克氏体(Wolbachia)抑制登革病毒(DENV-2)传播效率的关键问题,通过模拟自然界埃及伊蚊(Ae. aegypti)的连续吸血行为,系统评估了wAlbB和wMelM两种菌株在单次与连续吸血条件下的病毒抑制差异。研究发现连续吸血会缩短野生型(WT)和wAlbB感染蚊虫的外潜伏期(EIP),但wAlbB仍能保持显著的病毒抑制效果。该成果为沃尔巴克氏体生物防治策略的优化提供了重要理论依据,发表于《Nature Communications》。
登革热作为全球最严重的蚊媒传染病之一,每年导致数亿人感染。尽管沃尔巴克氏体(Wolbachia)生物防治技术已在多个国家开展实地应用,但实验室研究往往忽略埃及伊蚊(Ae. aegypti)在自然界频繁吸血的特性,这可能导致对沃尔巴克氏体实际防控效果的误判。传统单次吸血实验模型能否真实反映野外传播动态?连续吸血会否削弱沃尔巴克氏体的病毒抑制能力?这些问题直接关系到生物防治策略的可靠性。
美国康涅狄格州农业实验站(Connecticut Agricultural Experiment Station)的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果。研究人员通过建立wAlbB和wMelM两种沃尔巴克氏体菌株感染的埃及伊蚊模型,创新性地引入"双吸血"实验设计:一组蚊虫仅接受单次含DENV-2的感染性血餐,另一组在感染4天后追加非感染性血餐。采用RT-qPCR定量检测病毒载量,结合生存分析模型评估外潜伏期(EIP)变化,系统揭示了吸血频率对病毒传播的影响机制。
关键技术方法包括:1)建立wAlbB/wMelM稳定感染的埃及伊蚊品系;2)设计单次/双次吸血对照实验;3)采用RT-qPCR定量检测DENV-2基因组当量;4)开发基于伽马分布的生存分析模型计算50%传播时间(EIP50);5)通过强制排涎实验验证传播能力。
成功吸血增加DENV-2传播
研究发现双吸血使野生型(WT)和wAlbB蚊虫的病毒传播率显著提高,7天感染率(dpi)时传播率分别增加3.6倍和2.8倍。病毒载量检测显示,双吸血组蚊体DENV-2基因组当量显著高于单吸血组,但沃尔巴克氏体密度未见明显变化。
吸血频率改变外潜伏期
时间进程实验证实,双吸血使WT和wAlbB蚊虫的EIP缩短1-2天。模型预测显示,wAlbB单吸血组的EIP50为8.38天,而双吸血组降至6.86天。这种加速传播现象与蚊虫中肠屏障突破时间提前相关。
沃尔巴克氏体保持抑制优势
尽管双吸血缩短EIP,但生存分析表明wAlbB蚊虫存活至EIP的概率始终低于WT。关键发现是:双吸血对WT蚊虫EIP存活率的提升幅度(3.2倍)显著大于wAlbB蚊虫(1.8倍),表明沃尔巴克氏体在自然吸血条件下仍保持显著抑制优势。
这项研究首次系统阐明了连续吸血行为对沃尔巴克氏体抗病毒效应的影响机制。通过证明wAlbB在模拟自然吸血条件下仍能有效抑制DENV-2传播,为沃尔巴克氏体种群替代策略提供了更强有力的理论支持。研究建立的EIP预测模型为评估不同环境下的防控效果提供了量化工具,而发现的吸血频率与病毒传播效率的剂量关系,则对优化实验室评估体系具有重要指导意义。这些发现将有助于提高沃尔巴克氏体生物防治策略的预测准确性和实施效果,对登革热等蚊媒传染病的防控具有重要应用价值。
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