一种疟疾,两种疟疾:蚊虫媒介多重感染的影响

当蚊子已经感染了疟疾时,它们更有可能感染第二种疟疾。

疟疾是人类的一种极其重要的疾病,造成了近2亿例病例,并导致每年造成50万人死亡.尽管全球卫生负担巨大,但我们仍然不了解疟疾寄生虫传播的许多细微差别,特别是这种寄生虫对其蚊虫媒介的生活史的影响。

我们过去认为寄生虫对带菌者的影响微不足道,然而越来越多研究揭示寄生虫实际上会影响病媒的健康。这包括与寄生虫相关的病媒死亡率增加、病媒繁殖力下降和免疫反应增强。

疟疾的生命周期。图片来自Klein 2013
疟疾的生命周期。图片来自Klein 2013

当蚊子从感染了疟疾的人身上吸血时,它们会吞下寄生的配子细胞。这些配子细胞随后开始其生活史中一个复杂的部分:有性生殖、发育和产生子孢子。这些子孢子会迁移到蚊子的唾液腺,在那里它们可以被传播给新的宿主。寄生虫侵入蚊子组织并在媒介内发育,引起免疫反应。疟疾感染也会降低蚊子的存活率。

多重感染

虽然我们已经开始了解疟疾对蚊子的影响,但很少有研究研究不同菌株或疟原虫混合感染如何影响蚊子。在一些疟疾流行地区,传播和寄生虫多样性令人难以置信地高,蚊子在其短暂的成年寿命(最多30天)中可同时感染多种寄生虫菌株。虽然人类感染疟疾毒株的情况有很好的记录,但对病媒的多重感染知之甚少。

蚊子身上发生了什么?

考虑到所有这些因素,波利特和他的同事们建立优雅的实验来检验多重感染如何影响蚊子的生存和寄生虫的发展。他们使用了两种啮齿动物疟疾株(ER和AJ株疟原虫chabaudi)和蚊媒(按蚊stephensi)来检验所有可能的相互作用对1631只蚊子存活和寄生虫密度的影响,持续72天。

五天的按蚊stephensi雌性被喂食感染了疟疾的小鼠(ER或AJ株)p . chabaudi)或未感染的小鼠(control-C)。在第一次吸血4天后,蚊子接受了第二次吸血——来自感染了第二种疟疾毒株的老鼠或未感染的老鼠。

继发性感染的概率。来自Pollit等人2015年
继发性感染的概率。来自Pollit等人2015年

在最大的实验中,使用了21个笼子——每个处理在3个笼子中重复,每个笼子大约有100只蚊子。所有蚊子都可以无限制地获得糖,并被给予两次血餐,以控制获得资源对结果的影响。

这两种菌株都能在已经感染了另一种菌株的蚊子体内建立。事实上,作者发现蚊子也是如此更多的当他们已经被感染时,很可能会被一种新的疟疾菌株感染。ER继发感染在感染AJ的蚊体内也达到较高的密度,但不影响蚊的生存。虽然感染蚊子的存活率略低于未感染蚊子,但双重感染并没有显著改变蚊子的存活率。

这组作者提供了强有力的证据,证明寄生虫在已经感染的蚊子体内扎根的可能性增加,不太可能与蚊子个体对感染易感性或血液质量的变化有关。相反,他们认为第一次感染促进了第二次感染的形成。这种现象背后的机制仍需要进一步研究,但他们假设,这是由于寄生虫抑制了媒介的免疫反应,或由于蚊子中肠的物理损伤。当寄生虫形成卵囊时,它们必须穿透中肠——造成的损害可能使其他疟疾寄生虫更容易完成生命周期的这一阶段。

的影响

这有什么好奇怪的?这是意想不到的,因为不同的菌株不同的物种疟疾寄生虫在脊椎动物宿主中相互竞争已经被记录在案。多重感染可排除或抑制随后的疟疾寄生虫。为什么这对病媒来说不是这样,我们不知道,但这可能与病媒中寄生虫的数量少得多有关。这是一个重要的提醒,一种大小并不适用于所有的宿主,在一个宿主中观察到的模式并不适用于给定寄生虫群的所有宿主。

这些发现对疟疾控制具有重要意义。继发性感染不仅可能发生,而且比原发感染更有可能发生。因此,在寄生虫菌株高度多样性的地区,这项研究强调了通过减少媒介叮咬或种群管理来降低蚊虫多重感染机会的重要性。这项研究表明蚊子的多重疟疾感染具有非线性影响,作者估计高达17%的受感染蚊子可能有多重感染。虽然这种效应背后的机制尚不清楚,但它绝对值得更多的研究。

此外,这项研究是一个很好的例子,表明不仅研究疟疾寄生虫及其病媒的生态学和生活史,而且研究参与这些重要病媒传播疾病传播的寄生虫和病媒群体的复杂相互作用的力量。

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