Điều gì đã làm giới hạn vận chuyển sốt xuất huyết Aedes aegypti ở châu Âu vào mùa đông?

Isabelle M. Kramer1, Aljoscha Kreß1, Doris Klingelhöfer1, Christian Scherer1, Parbati Phuyal1, Ulrich Kuch1, Bodo Ahrens2, David A. Groneberg1, Meghnath Dhimal3, Ruth Müller4,1
1Institute of Occupational, Social and Environmental Medicine, Goethe University, Frankfurt am Main, Germany
2Institute for Atmospheric and Environmental Sciences, Goethe University, Frankfurt am Main, Germany
3Nepal Health Research Council, Kathmandu, Nepal
4Unit Entomology, Institute of Tropical Medicine, Antwerp, Belgium

Tóm tắt

Aedes aegypti là một véc tơ tiềm năng của nhiều virus gây sốt virus, bao gồm virus dengue và virus Zika. Loài này dường như bị giới hạn ở các môi trường sống cận nhiệt đới / nhiệt đới và gặp khó khăn trong việc thiết lập các quần thể vĩnh cửu ở miền nam châu Âu, có thể là do các hạn chế trong mùa đông. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích một cách hệ thống khả năng chịu lạnh (CT) của Aedes aegypti ở giai đoạn sống chịu lạnh nhất của nó, đó là trứng. CT của trứng Aedes aegypti được so sánh với Aedes albopictus, loài đã tồn tại tốt ở các khu vực lớn của châu Âu. Bằng cách khảo sát hệ thống tài liệu (phân tích tổng hợp), chúng tôi nhận ra rằng CT hiếm khi được thử nghiệm trên trứng Aedes aegypti, nhưng trứng có thể sống sót ở nhiệt độ bằng 0 và dưới 0 trong một số khoảng thời gian tiếp xúc nhất định. Để khắc phục sự thiên lệch tiềm năng từ các sự khác biệt thí nghiệm giữa các nghiên cứu, chúng tôi sau đó đã tiến hành so sánh các loài sử dụng phương pháp đo CT độ phân giải cao chuẩn hóa. Từ các quần thể cận nhiệt đới có cùng nguồn gốc, tỷ lệ sống sót (tỷ lệ nở trứng %) và tỷ lệ xuất hiện của những con trưởng thành của cả hai loài đã được đo sau khi tiếp xúc với nhiệt độ bằng 0 và dưới 0 trong thời gian lên đến 9 ngày (3 °C, 0 °C và −2 °C: ≤ 9 ngày; −6 °C: ≤ 2 ngày). Dữ liệu của chúng tôi cho thấy trứng Aedes aegypti có thể sống sót ở nhiệt độ thấp và dưới 0 trong một khoảng thời gian ngắn, tương tự hoặc thậm chí tốt hơn so với Aedes albopictus. Hơn nữa, sau khi tiếp xúc ngắn với nhiệt độ dưới 0 của trứng cả hai loài, các cá thể vẫn phát triển thành những con trưởng thành có khả năng sống sót (Aedes aegypti: 3 con trưởng thành xuất hiện sau 6 ngày ở −2 °C, Aedes albopictus: 1 con trưởng thành xuất hiện sau 1 ngày ở −6 °C). Do đó, cả tư liệu và dữ liệu thí nghiệm hiện tại chỉ ra rằng một mùa đông lạnh có thể không phải là yếu tố cản trở việc tái thiết lập véc tơ sốt dengue Aedes aegypti ở miền nam châu Âu.

Từ khóa

#Aedes aegypti #sốt xuất huyết #khả năng chịu lạnh #Aedes albopictus #quần thể cận nhiệt đới #mùa đông lạnh

Tài liệu tham khảo

Souza-Neto JA, Powell JR, Bonizzoni M. Aedes aegypti vector competence studies: a review. Infect Genet Evol. 2019;67:191–209. Schaffner F, Mathis A. Dengue and dengue vectors in the WHO European region: past, present, and scenarios for the future. Lancet Infect Dis. 2014;14:1271–80. Toma L, Di Luca M, Severini F, Boccolini D, Romi R. Aedes aegypti: risk of introduction in Italy and strategy to detect the possible re-introduction. Pest Management e salute pubblica. Veterinaria Italiana. Collana di monografie. Monografia 23; 2011. http://www.izs.it/vet_italiana/Collana_di_Monografie/Mon23_2_Toma.pdf. Almeida APG, Gonçalves YM, Novo MT, Sousa CA, Melim M, Grácio AJS. Vector monitoring of Aedes aegypti in the autonomous region of Madeira, Portugal. Euro Surveillance. 2007;12(E071115):6. Yunicheva YU, Ryabova TE, Markovich NY. First data on the presence of breeding populations of the Aedes aegypti L. mosquito in Greater Sochi and various cities of Abkhazia. Meditsinskaia Parazitologiia I Parazitarnye Bolezni. 2008;3:40–3. Scholte EJ, Den Hartog W, Dik M, Schoelitsz B, Brooks M, Schaffner F, et al. Introduction and control of three invasive mosquito species in the Netherlands, July–October 2010. Euro Surveillance. 2010;15:19710. Caminade C, Medlock JM, Ducheyne E, McIntyre KM, Leach S, Baylis M, et al. Suitability of European climate for the Asian tiger mosquito Aedes albopictus: recent trends and future scenarios. J R Soc Interface. 2012;9:2708–17. Benedict MQ, Levine RS, Hawley WA, Lounibos LP. Spread of the tiger: global risk of invasion by the mosquito Aedes albopictus. Vector-Borne Zoonotic Dis. 2007;7:76–85. European Centre for Disease Preventation and Control (ECDC). Factsheet: Aedes albopictus. https://www.ecdc.europa.eu/en/disease-vectors/facts/mosquito-factsheets/aedes-albopictus. Accessed 20 Dec 2019. European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC). Aedes albopictus, January 2019. https://ecdc.europa.eu/en/publications-data/aedes-albopictus-current-known-distribution-january-2019. Accessed 10 Dec 2019. Medlock JM, Hansford KM, Schaffner F, Versteirt V, Hendrickx G, Zeller H, et al. A review of the invasive mosquitoes in Europe: ecology, public health risks, and control options. Vector Borne Zoonotic Dis. 2012;12:435–47. Paupy C. Aedes albopictus, an arbovirus vector: from the darkness to the light. Mictobes Infect. 2009;11:1177–85. Hanson SM. Cold hardiness of Aedes albopictus eggs. Ph.D. Thesis, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA; 1991. Hawley AH. The biology of Aedes albopictus. J Am Mosq Control Assoc. 1988;4:2–39. Mori A, Oda T, Wada Y. Studies on the egg diapause and overwintering of Aedes albopictus in Nagasaki. Trop Med. 1981;23:79–90. Romi R, Severini F, Toma L. Cold acclimation and overwintering of female Aedes albopictus in Roma. J Am Mosq Control Assoc. 2006;22:149–51. Kreß A, Oppold AM, Kuch U, Oehlmann J, Müller R. Cold tolerance of the Asian tiger mosquito Aedes albopictus and its response to epigenetic alterations. J Insect Physiol. 2017;99:113–21. Jiang Y. Survival of overwintering Aedes albopictus eggs under natural conditions in North-Central Florida. J Am Mosq Control Assoc. 2018;34:255–9. Medley KA, Westby KM, Jenkins DG. Rapid local adaptation to northern winters in the invasive Asian tiger mosquito Aedes albopictus: a moving target. J Appl Ecol. 2019;56:2518–27. Mogi M. Variation in cold hardiness of nondiapausing eggs of nine Aedes (Stegomyia) species (Diptera: Culicidae) from eastern Asia and Pacific Islands ranging from the tropics to the cool-temperate zone. J Med Entomol. 2011;48:212–22. Tadano T. Cold-hardiness of eggs of the mosquito Aedes albopictus (Skuse): among Malaysian and Japanese strains. Trop Biomed. 1990;7:119–24. Thomas S, Obermayr U, Fischer D, Kreyling J, Beierkuhnlein C. Low-temperature threshold for egg survival of a post-diapause and non-diapause European aedine strain, Aedes albopictus (Diptera: Culicidae). Parasites Vectors. 2012;5:100. Tippelt L, Werner D, Kampen H. Tolerance of three Aedes albopictus strains (Diptera: Culicidae) from different geographical origins towards winter temperatures under field conditions in northern Germany. PLoS ONE. 2019;14:e0219553. Hanson SM. Field overwinter survivorship of Aedes albopictus eggs in Japan. J Am Mosq Control Assoc. 1995;11:354–7. Hanson SM, Mutebi JP, Craig GB, Novak RJ. Reducing the overwintering ability of Aedes albopictus by male release. J Am Mosq Control Assoc. 1993;9:78–83. Hanson SM, Craig JRG. Relationship between cold hardiness and supercooling point in Aedes albopictus eggs. J Am Mosq Control Assoc. 1995;11:35–8. Hanson SM, Craig GB Jr. Cold acclimation, diapause, and geographic origin affect cold hardiness in eggs of Aedes albopictus (Diptera: Culicidae). J Med Entomol. 1994;31:192–201. Hanson SM, Craig GB Jr. Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) eggs: field survivorship during northern Indiana winters. J Med Entomol. 1995;32:599–604. Hawley W, Reiter P, Copeland R, Pumpuni C, Craig GJ. Aedes albopictus in North America: probable introduction in used tires from northern Asia. Science. 1987;236:1114–6. Hawley WA, Pumpuni CB, Brady RH, Craig GB. Overwintering survival of Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) eggs in Indiana. J Med Entomol. 1989;26:122–9. Rozeboom LE. The overwintering of Aedes aegypti L. in stillwater Oklahoma. In: Acad Sci. 1938;81–2. Bacot AW. Report of the entomological investigation undertaken for the Commission for the year, August 1914- to July 1915. Yellow Fever Comm. 1916;3:1–191. Bond HA, Keirans JE, Merle FB. Environmental influences on the viability of overwintering Aedes aegypti (L.) eggs. Mosq News. 1970;30:528–33. Davis NC. The effects of heat and of cold upon Aedes (Stegomyia) aegypti. Am J Epidemiol. 1931;16:177–91. Hatchett SP. Winter survival of Aedes aegypti (L.) in Houston, Texas. Public Health Rep. 1946;61:1234–44. Reed W, Owen M. Yellow fever—a compilation of various publications. In: Owen M, editor. Washington: Washington Government Printing Office; 1911. Craig GBJ, Hawley WA. The Asian tiger mosquito, Aedes albopictus: whither, whence, and why not in Virginia? In: Centennial of Entomology at Virginia Polytechnic University, Blacksburg, 6–10 September 1991. RStudio Team. RStudio: integrated development for R. RStudio, Inc., Boston, MA. 2015. http://www.rstudio.com/. Accessed 10 Nov 2019. Kreß A, Kuch U, Oehlmann J, Müller R. Impact of temperature and nutrition on the toxicity of the insecticide λ-cyhalothrin in full-lifecycle tests with the target mosquito species Aedes albopictus and Culex pipiens. J Pest Sci. 2014;87:739–50. Müller R, Knautz T, Volker J, Kreb A, Kuch U, Oehlmann J. Appropriate larval food quality and quantity for Aedes albopictus (Diptera: Culicidae). J Med Entomol. 2013;50:668–73. Christophers RS. Aedes aegypti (L.) the yellow fever mosquito—its life history, bionomics and structure. Regulatory risk and the cost of capital: determinants and implications for rate regulation. London: Cambridge University Press; 1960. Hoffmann AA, Ross PA. Rates and patterns of laboratory adaptation in (mostly) insects. J Econ Entomol. 2018;111:501–9. Ross PA, Endersby-Harshman NM, Hoffmann AA. A comprehensive assessment of inbreeding and laboratory adaptation in Aedes aegypti mosquitoes. Evol Appl. 2019;12:572–86. Fischer S, De Majo MS, Di Battista CM, Montini P, Loetti V, Campos RE. Adaptation to temperate climates: evidence of photoperiod-induced embryonic dormancy in Aedes aegypti in South America. J Insect Physiol. 2019;117:103887. Zhang D, Xi Z, Fan Y, Zheng X, Li Y, Wu Y, et al. Water-induced strong protection against acute exposure to low subzero temperature of adult Aedes albopictus. PLoS Negl Trop Dis. 2019;13:e0007139. Tubiello FN, Donatelli M, Rosenzweig C, Stockle CO. Effects of climate change and elevated CO2 on cropping systems: model predictions at two Italian locations. Eur J Agron. 2000;13:179–89. Kraemer MUG, Sinka ME, Duda KA, Mylne AQN, Shearer FM, Barker CM, et al. The global distribution of the arbovirus vectors Aedes aegypti and Ae. albopictus. Elife. 2015;4:e08347.