沙特吉达与吉赞城市地区埃及伊蚊种群遗传多样性及分子溯源研究揭示登革热防控新策略

本研究利用分子技术（如PCR和DNA条形码）深入分析了沙特吉达与吉赞城市环境中埃及伊蚊（Ae. aegypti）的种群遗传结构，揭示其与全球多地种群的遗传关联，为区域性病媒控制及应对气候变化影响的精准公共卫生干预（如沙特“2030愿景”中的生态健康策略）提供关键数据支撑。

　　

引言

埃及伊蚊（Ae. aegypti）是登革热、黄热病、基孔肯雅热、寨卡病毒、西尼罗病毒和脑炎病毒的主要传播媒介，对全球“一体健康”（人类、动物和环境健康）构成严重威胁。该蚊种在沙特阿拉伯的城市环境中广泛分布，尤其是在吉达和吉赞等城市，这一现状凸显了开发创新和可持续病媒控制策略的迫切性。分子工具，如使用线粒体标记的DNA条形码（DNA barcoding）技术，已成为准确识别蚊种及理解其在疾病传播中作用的关键手段。这类知识对于制定有效且具有气候适应力的公共卫生干预措施至关重要。

方法与材料

DNA提取

本研究在吉达阿卜杜勒阿齐兹大学科学学院生物科学系的登革热蚊虫实验站（DMES）完成基因组DNA提取。采用昆虫裂解缓冲液和蛋白酶K处理保存在乙醇中的蚊虫样本，通过硅胶柱纯化DNA。使用NanoDrop 7000仪器评估DNA浓度和质量，并通过1%琼脂糖凝胶电泳验证DNA完整性，最终保存于-20°C以备后续实验。

琼脂糖凝胶制备

将0.5%琼脂糖溶于1xTBE缓冲液中，加热溶解后加入溴化乙锭（EtBr），倒入凝胶槽中凝固后移去梳齿，覆盖缓冲液后上样DNA及1 Kbp DNA ladder进行电泳分析。

基因扩增

使用针对线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因的通用引物LCO1490和HCO2198进行PCR扩增，反应体系含BSA、缓冲液、dNTPs、引物、Taq DNA聚合酶和模板DNA。PCR条件包括94°C初始变性2分钟，随后40个循环的94°C 30秒、49°C 45秒和72°C 45秒，最终72°C延伸1分钟。扩增产物通过1.5%琼脂糖凝胶电泳验证，切胶纯化后送韩国Macrogen公司测序。

测序与序列分析

纯化后的PCR产物使用ABI Prism^? 310遗传分析仪进行测序。通过NCBI的BLAST工具比对序列，使用MEGA11软件中的Clustal W进行多序列比对，并采用最大似然法（Maximum-Likelihood）和Tamura-Nei模型构建系统发育树，bootstrap重复1000次以评估节点支持率。

结果与讨论

分子鉴定

从吉达和吉赞共采集58份蚊虫样本（各29份），DNA提取及COI基因扩增均获成功，得到600–700 bp片段。电泳结果显示清晰条带，证实样本质量符合测序要求。

基因测序与系统发育分析

系统发育分析显示，吉达和吉赞的埃及伊蚊种群形成两个独立集群。吉达样本与阿根廷（MN299016.1）和澳大利亚（KU495081.1）的序列完全匹配（100%），比例分别为93.1%（27/29）和6.9%（2/29）。吉赞样本则与加拿大（MN298998.1）、肯尼亚（MK300226.1）、印度（PP892777.1）和英格兰（MF043259.1）的序列高度相似（100%或99.6%），比例分别为58.6%（17/29）、20.7%（6/29）、13.8%（4/29）和6.9%（2/29）。系统发育树进一步表明，吉赞种群内部遗传多样性更高，形成两个亚群，分别与加拿大/肯尼亚和英格兰/印度集群聚枝，而吉达种群单独成簇，与南半球种群亲缘更近。

分子鉴定与遗传分化的意义

COI基因作为分子标记能有效区分吉达与吉赞的埃及伊蚊种群，证实两地均为该物种，但遗传结构显著不同。这种分化可能源于地理隔离、环境压力（如温度、湿度、沿海雾霾和降雨差异）或人类活动（如国际贸易和旅行导致的蚊虫引入）。吉达作为高度城市化的沿海城市，环境条件可能更接近阿根廷和澳大利亚，导致遗传均质化；而吉赞的农业环境和潜在的多来源基因流则促进了遗传多样性。

对病媒控制的启示

种群遗传差异直接影响蚊虫的杀虫剂抗性和传病能力。例如，吉赞种群的广泛遗传背景可能暗示其对化学干预的响应更复杂，需定制化控制策略。尽管本研究未检测抗性基因（如kdr突变），但已有研究报道沙特埃及伊蚊存在拟除虫菊酯类抗性，未来需结合抗性标记深入分析。此外，遗传监测有助于追踪种群动态和进化趋势，为沙特“2030愿景”中气候适应型病媒控制策略提供数据支持。

结论

本研究通过分子技术揭示了沙特吉达与吉赞埃及伊蚊种群的遗传分化与全球联系，强调遗传多样性在病媒控制中的关键作用。结果支持针对不同区域制定精准防控措施，并凸显持续遗传监测对于应对蚊媒传染病威胁的重要性。整合分子数据将提升公共卫生干预的准确性和可持续性，尤其在登革热等疾病高发的城市地区。