《npj Viruses》：North American Culex pipiens mosquitoes are competent for Usutu virus transmission
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为评估乌苏图病毒（USUV）进入北美的潜在风险，研究人员针对北美重要的西尼罗河病毒（WNV）媒介——Culex tarsalis和Culex pipiens蚊子，开展了详细的媒介能力研究。结果证实，北美Cx. pipiens是USUV的合格传播媒介，其传播率在21天内可增至33%，但需要较高的病毒感染剂量。该研究揭示了USUV在美国的潜在传播风险，并为相关预警和防控策略提供了关键科学依据。
一种名为乌苏图病毒（Usutu virus, USUV）的蚊媒黄病毒，正引起科学家们的担忧。这种病毒与更著名的西尼罗河病毒（West Nile virus, WNV）是“近亲”，生态位和抗原性都极为相似，主要在库蚊（Culex spp.）和雀形目鸟类之间循环传播。在鸟类中，USUV感染可导致全身性、神经侵袭性疾病，甚至造成大规模死亡。虽然人类感染后通常症状轻微，但也可能发展为严重的神经系统疾病，如脑膜炎和脑炎。自1959年在南非首次分离以来，USUV已从非洲扩散到欧洲，并在欧洲部分地区（如意大利、奥地利、德国）流行，对鸟类种群造成了显著冲击。尽管美国尚未报道本地USUV病例，但考虑到与WNV的相似性以及全球化的鸟类迁徙，一个关键的科学问题摆在面前：北美本土的蚊子，是否具备传播这种“外来”病毒的潜力？如果答案是肯定的，一旦病毒被引入，就可能在本地建立起传播循环，对野生动物和公共卫生构成潜在威胁。为了回答这个问题，研究人员在《npj Viruses》上发表了一项研究，系统评估了两种北美重要库蚊——Cx. tarsalis和Cx. pipiens对USUV的媒介能力。
为了开展这项研究，研究团队运用了经典的媒介能力评估体系。他们通过人工血餐（使用去纤维绵羊血配制）和活体鸟类（家养金丝雀）感染两种方式，让蚊子暴露于不同剂量的USUV毒株（荷兰2016株和乌干达2012株）。在特定的温度和湿度条件下饲养一定天数（称为外在潜伏期，Extrinsic Incubation Period, EIP）后，收集蚊子的身体、腿/翅膀和唾液样本。病毒在身体中代表感染，在腿/翅膀中代表传播（即病毒从肠道扩散到血腔），在唾液中代表传播能力。他们通过噬斑测定（plaque assay）来定量检测样品中的传染性病毒颗粒，这是评估媒介能力的“金标准”，比仅检测病毒RNA更为严格。研究所用的Cx. tarsalis和Cx. pipiens蚊虫分别来源于美国加州和伊利诺伊州的实验室品系。
结果
Cx. tarsalis对USUV的媒介能力有限
研究人员首先评估了Cx. tarsalis的媒介能力。在感染后第10天（10 DPI），暴露于高剂量USUV的Cx. tarsalis感染率尚可（荷兰株50%，乌干达株28%），病毒也能在一定程度上扩散到腿和翅膀。然而，关键的口腔传播证据非常有限：仅荷兰株组中有2/28只蚊子（7.1%）的唾液里检测到传染性病毒，乌干达株组则为零。这些数据表明，北美Cx. tarsalis对USUV易感，但传播证据有限，可能不是高效的传播媒介。
北美Cx. pipiens是USUV的合格传播媒介
相比之下，Cx. pipiens的表现则不同。在10 DPI时，其对两种USUV毒株都表现出较高的感染率（荷兰株93.5%，乌干达株80%），病毒扩散率也更高，并且有近10%的个体（荷兰株9.7%，乌干达株10%）能够在唾液中排出传染性病毒。这表明北美Cx. pipiens是USUV的合格传播媒介，且对测试的两个谱系毒株（非洲3系和欧洲5系）没有表现出显著的传播能力差异。
延长外在潜伏期（EIP）可显著提高Cx. pipiens的传播效率
为了解病毒在蚊子体内发育时间的影响，研究人员将Cx. pipiens的观察期延长至14和21天。结果发现，随着时间推移，病毒扩散率和传播率均显著增加。到21 DPI时，病毒扩散率高达91.7%，而传播率更是从10 DPI时的9.7%显著提升至33.3%。同时，蚊体（身体和腿/翅膀）内的病毒滴度也随时间显著升高。这表明，更长的EIP会使Cx. pipiens成为更高效的USUV传播者。
Cx. pipiens感染USUV存在剂量门槛
研究人员还探索了感染所需的最低病毒剂量。通过让人工血餐包含不同浓度的病毒，他们发现，要使Cx. pipiens感染，血液餐中的USUV滴度至少需要达到5 log10PFU/mL。当使用活的感染鸟类（金丝雀）作为血源时，这个门槛更高，需要鸟类血液中的病毒滴度达到约6 log10PFU/mL，Cx. pipiens才有可能被感染。不过，即使鸟类病毒滴度达到这个门槛，从鸟类感染蚊子的效率也远低于使用成分均一的人工血餐，这表明鸟类血液中的其他成分（宿主生理因素）可能影响病毒的“可感染性”。
讨论与结论
这项研究得出了几个关键结论。首先，它首次通过检测传染性病毒（而不仅是病毒RNA）证实，北美Cx. pipiens是USUV的合格传播媒介，而北美Cx. tarsalis的传播能力则非常有限。其次，传播能力并非一成不变，延长外在潜伏期（EIP）可以显著提高Cx. pipiens的病毒扩散和传播效率。最后，研究明确了Cx. pipiens感染USUV存在一个较高的剂量阈值，这对于评估潜在的自然传播循环至关重要。
这些发现具有重要的科学意义和现实意义。尽管USUV尚未在北美被发现，但这项研究敲响了警钟：北美广泛分布且是WNV主要媒介的Cx. pipiens，同样具备传播USUV的潜力。这为USUV未来可能入侵北美并在本地建立传播循环提供了实验证据。研究还指出，由于存在较高的感染阈值，USUV在北美建立稳固传播循环的可能性可能受到限制，因为它需要能够产生高滴度病毒血症的鸟类宿主（称为“放大器宿主”）。例如，之前的研究显示北美家麻雀（house sparrow）感染USUV后的峰值病毒滴度可能达不到这个门槛，而欧洲的黑鸟（Eurasian blackbird）则可能达到。这提示，评估病毒入侵风险时，必须综合考虑“媒介-病毒-宿主”三者特定的组合。
此外，研究观察到欧洲品系的Cx. pipiens在实验中往往表现出比北美品系更高的USUV传播率，这与其他虫媒病毒（如WNV）的研究发现一致，即同一蚊种的不同地理种群，其媒介能力可能存在显著差异。这种差异可能由遗传、微生物组或环境适应等多种因素导致。
总之，这项研究系统评估了USUV在北美潜在的关键媒介，填补了该领域的重要知识空白。它强调，在虫媒病毒全球扩散的背景下，必须通过前瞻性的实验室研究来评估新发传染病的地理扩张风险。研究成果不仅增进了我们对USUV传播生态学的理解，也为美国和加拿大的公共卫生及野生动物监测部门提供了关键的科学依据，以便在USUV真的跨洋而来时，能够做好更充分的准备。
