作者：John P. Roche，博士

全球每年有超過(guò) 700,000 人死于媒介傳播疾病，其中大部分死亡是由蚊子造成的，因此了解蚊子如何將疾病傳播給人類可以幫助我們控制蚊子并預(yù)防疾病。不幸的是，我們對(duì)蚊媒疾病傳播動(dòng)態(tài)的了解有限。數(shù)學(xué)模型可以成為確定我們理解差距的有力工具，加州科學(xué)院和杜蘭大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種全面的疾病傳播動(dòng)力學(xué)新模型，可以幫助引導(dǎo)新一代研究和蚊子控制工作。

大多數(shù)關(guān)于傳播動(dòng)力學(xué)的研究都集中在量化給定區(qū)域內(nèi)的蚊子數(shù)量（即媒介密度）作為疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，并且大多數(shù)建模研究都假設(shè)蚊蟲叮咬通過(guò)宿主均勻傳播人口。然而，媒介密度作為一個(gè)變量（以及叮咬被均勻傳播的假設(shè)）都不令人滿意，因?yàn)樵谙嗤拿浇槊芏认?，向人類傳播的疾病可能?huì)有很大差異，并且一些宿主可能比其他宿主更容易被咬傷。例如，宿主保護(hù)行為、每個(gè)繁殖周期的多個(gè)蚊子繁殖以及溫度變化都可能影響疾病傳播率。

上周發(fā)表在美國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)年鑒上的一項(xiàng)新模型研究由加州科學(xué)院微生物學(xué)博士后研究員 Panpim Thongsripong 博士領(lǐng)導(dǎo)，學(xué)院同事香農(nóng)貝內(nèi)特博士加入。 D. 和 Durrell Kapan 博士，以及杜蘭大學(xué)的 James Hyman 博士。在研究中，他們指出，與使用矢量密度不同，更準(zhǔn)確的傳播風(fēng)險(xiǎn)衡量標(biāo)準(zhǔn)是接觸率在人和蚊子之間。這可以量化為所謂的媒介-宿主接觸率：在一定時(shí)間內(nèi)，媒介物種的個(gè)體接觸宿主物種的個(gè)體的次數(shù)。這項(xiàng)措施對(duì)于了解傳播動(dòng)態(tài)至關(guān)重要，因?yàn)閭鞑ゼ膊〉氖嵌Ｒ?，而宿主因素、媒介因素和環(huán)境因素都會(huì)影響叮咬次數(shù)。Thongsripong 說(shuō)：“我們認(rèn)為，關(guān)注宿主與媒介的接觸，而不是媒介豐富，可以更準(zhǔn)確地描述媒介傳播的疾病傳播動(dòng)態(tài)?！?/p>

在他們的研究中，研究人員著手建立一個(gè)新的、綜合的模型，該模型可以識(shí)別影響人類與蚊子接觸的因素，從而指導(dǎo)未來(lái)的研究，以填補(bǔ)我們生物學(xué)知識(shí)的空白。與媒介-宿主疾病傳播動(dòng)態(tài)相關(guān)的變量包括媒介-宿主接觸率、咬傷率、咬傷暴露率和吸血率。研究文獻(xiàn)經(jīng)常交替使用這些術(shù)語(yǔ)，但 Thongsripong 及其同事詳細(xì)說(shuō)明這些術(shù)語(yǔ)具有不同的含義。媒介-宿主接觸率是一種蚊子個(gè)體與人類個(gè)體的接觸總數(shù)。叮咬率是一只蚊子在單位時(shí)間內(nèi)被叮咬的次數(shù)。叮咬暴露率是主機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)接收的叮咬次數(shù)；叮咬暴露率決定了疾病從蚊子到宿主的傳播。吸血率是單位時(shí)間內(nèi)每只蚊子吸血的次數(shù)。吸血率決定了疾病從宿主到蚊子的傳播。

蚊子與人類的接觸是一個(gè)兩步過(guò)程。第一步是咬人，在此過(guò)程中，蚊子會(huì)探查人體組織以尋找血管，并將含有抗凝劑的唾液注入宿主體內(nèi)。第二步（如果蚊子不受宿主打擾，有機(jī)會(huì)找到血管），蚊子刺穿血管，吸出血液，就是所謂的血粉。蚊子可以通過(guò)任一步驟將疾病傳播給人類——通過(guò)咬人，或通過(guò)叮咬導(dǎo)致血粉，雌性用血粉來(lái)發(fā)育卵子。另一方面，如果蚊子吸血，人類只能將疾病傳播給蚊子。

媒介-宿主接觸率可能受多種因素影響。例如，宿主的防御行為可以降低接觸率。此類行為可能包括將蚊子拍走；它還可以包括高效措施，例如蚊帳和驅(qū)蚊劑。雌性蚊子每個(gè)生殖周期吸食的血餐數(shù)量也會(huì)影響接觸率；在其他條件相同的情況下，血餐越多，接觸率就會(huì)增加。通常假設(shè)每個(gè)生殖周期（在蚊子中稱為生殖營(yíng)養(yǎng)周期）只有一次血餐，但情況并非總是如此；幾種蚊子，包括傳播瘧疾的按蚊以及伊蚊和庫(kù)蚊已經(jīng)觀察到傳播一系列其他病毒性疾病的蚊子在一個(gè)周期內(nèi)吸食多次血。溫度也會(huì)影響傳播：在低溫或有風(fēng)的條件下，蚊子尋找血餐的頻率會(huì)降低。降水會(huì)影響接觸率：如果沒(méi)有水供雌性產(chǎn)卵，它們就不太可能吸血，接觸率也會(huì)降低。接觸率也會(huì)受到宿主感染狀態(tài)的影響；幾項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與未感染病原體的蚊子相比，蚊子更喜歡叮咬感染病原體的個(gè)體。

Thongsripong 及其同事提供了蚊子與人類接觸動(dòng)態(tài)的綜合模型；現(xiàn)在，需要更多的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試該模型的預(yù)測(cè)。“盡管它在推動(dòng)疾病傳播方面發(fā)揮著根本作用，”Thongsripong 說(shuō)，“由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)量化方法，宿主 – 媒介接觸率和模式在媒介傳播疾病研究中很少被表征。”

當(dāng)被問(wèn)及她在未來(lái)關(guān)于人與蚊子接觸的實(shí)地研究中最希望看到什么時(shí)，Thongsripong 說(shuō)：“第一步是制定標(biāo)準(zhǔn)化的倫理方法來(lái)量化各種實(shí)地環(huán)境中的接觸率（人類的叮咬暴露率，和蚊子吸血率），考慮到宿主行為和蚊子生物學(xué)的自然變化范圍。接下來(lái)，需要將這些生物場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入到專門開發(fā)的新數(shù)學(xué)模型中，以測(cè)試人類與蚊子接觸動(dòng)態(tài)變化對(duì)行為和環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素的響應(yīng)的重要性?！?/p>

影響蚊子與人類接觸動(dòng)態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵的持續(xù)變化因素將是全球表面溫度上升。這將擴(kuò)大蚊子棲息地的范圍，從而增加許多蚊媒疾病傳播的地理范圍。這將使蚊子傳播動(dòng)力學(xué)的研究及其經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的應(yīng)用在未來(lái)變得更加重要。

John P. Roche 博士?，是一位作家、生物學(xué)家和教育家，致力于使嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)變得清晰易懂。Roche 博士是圣十字學(xué)院 Science View Productions 的主管和兼職教授，他發(fā)表了 200 多篇文章，并撰寫和教授了大量有關(guān)科學(xué)的文章。有關(guān)更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)?https://authorjohnproche.com/。

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