非传统方法成寻找非洲疟疾病媒关键—资讯—科
时间:2017-12-07

  寻找非洲传播疟疾的关键的非传统方式

  马里巴马科国际机场的武装警卫从来没有见过德国牧羊犬。他们所熟悉的唯一一只狗是在西非流行的一种小而有侵略性的杂交狗。结果,2012年2月,当时一只加利福尼亚狼的纯种狗达娜跳下飞机进入机场,八名警卫举起枪,围住达纳和他的教练萨皮尔·韦斯(Sapir Weiss)。魏斯为以色列军队训练了反恐犬。

  对于警卫和大多数马里人来说,他们不能相信达娜的任务是嗅出蚊子来帮助消灭疟疾,达娜是一个不断努力解决令人困惑的难题的组成部分,每年,非洲萨赫勒地区(从塞内加尔到苏丹)经历了一个长达八个月的极度干旱季节,随着地表水的消失,蚊子再也不能再生,因为它们的卵和幼虫必须在潮湿的环境中生存,这时这些地区的蚊子几乎消失了。

  但是,当雨季来临时,成蚊的数量将在短短三天内爆发。

  该模式显示,成年蚊子躲在某个地方等待旱季来临。每年有数百万人感染疟疾,造成50多万人死亡,其中大部分是非洲儿童。如果科学家们能够弄清楚蚊子躲在干旱地区不能生存的地方,他们可能能够消灭蚊子,蚊子恰恰是疟疾传播的载体。

  几十年来,发现蚊子皮的困境困扰着科学家。 Tovi Lehmann,美国国立卫生研究院过敏和传染病研究所疟疾和传染病研究所昆虫学家,美国马里兰州罗克韦尔​​市,美国和非洲的同事在过去六年中花费了70万美元可以想到找到这种难以捉摸的昆虫,包括狗,比如达娜。莱曼说:潜在的奖励值得我们为这种巨大的努力奉献。

  搜索困难

  距离马里首都巴马科有4小时车程的蒂罗拉(Thierola)拥有大约300名居民和120座建筑,这些建筑物是由土坯和泥土组成的,基本上没有动力的小村庄。

  在雨季(从五月或六月到十月或十一月),该地区降雨量高达0.5米。灌木已成为绿色,小米,玉米,花生等农作物茁壮成长,蚊子也出来活动。莱曼的研究小组在雨季的前五天发现蚊子数量激增了10倍。

  昆虫学家对这种现象做出了两个解释:一种可能是长距离迁移到高海拔地区;另一种是蚊虫在旱季可能会暂停,一些独特的休眠方式在一些动物中普遍存在,无法在漫长的旱季中生存下来。

  莱曼团队发现的早期线索表明,冬眠可能是正确的答案。在2008年10月下旬的雨季结束时,该队麻醉了近7000只蚊子,并用油漆标记,让它飞起来。在5月份,当研究人员进行收集时,他们惊奇地发现一只成年母蚊子有油漆痕迹,而冈比亚按蚊(这是在萨赫勒传播疟疾最有效的媒介)通常只有最多的生存了30天。

  对于生物学家来说,催眠似乎是一个无法解释的现象和过程。在温带地区,蚊子进入休眠状态,生存在寒冷的冬季。随着气温下降,昆虫的代谢率自然降低。另一方面,撒哈拉以南非洲的气温一年四季都很高,科学家很难理解蚊子是如何降低该地区的新陈代谢率的。昆虫一定找到了一些方法来抵御干燥。

  马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院的医学昆虫学家道格拉斯·诺里斯(Douglas Norris)试图在实验室中模拟自然环境,而不让雌性蚊子冬眠。 1968年在“自然”杂志上发表的一篇文章指出,研究人员在炎热干燥的苏丹的一个庇护所中成功地将蚊子存活了将近7个月,但其后的结果并未复制。

  发现含有色素标记的蚊子表明野生蚊子可以在旱季生存。莱曼说,他对他活了700年的发现感到惊讶。为了研究蚊子的生物性质,诺里斯正在冈比亚南部建造一个野外围栏,试图解释这种环境下的催眠现象,这是我们认为会发生的事情,但没有人能证实,除了莱曼发现了色素标记的蚊子。

  在接下来的几年里,每当雨季来临时,小组在可能的避难所附近建立了一个网络,期待蚊子一出现,蚊子就能赶上。莱曼说:我们认为在一两年内,我们可以找到他们的藏身之地。一切都看起来触手可及,非常简单。

  尽管有连续的监测研究人员也试图用满载的水来制造一场大雨来吸引蚊子,但仍然很难找到蚊子的踪迹。实际上,这个搜索操作并不简单。

  类似于尝试

  莱曼不是第一个品尝失败味道的研究人员。大约在十五年前,法国蒙彼利埃研究与发展中心的医学昆虫学家FréricSimard在塞内加尔的干旱季节也做了类似的尝试。他设置了可能的藏身之处,无论是在室内还是室外,如谷仓,筒仓,储存容器,水井,树桩,树干和干塘底部的裂缝,但仍然不好。 Simard说:这基本上就像在大海捞针一样。

  位于佛罗里达州珊瑚山墙的迈阿密大学的一个研究小组在肯尼亚的一个村庄附近建起了一个类似帐篷的笼子。以色列耶路撒冷希伯来大学的一个研究小组正在寻找蚊子,并寻找马里村的湿地。与其他方法不同的是,他们用水淹没了这个洞,试图把它赶出去。不过,两支队伍都以失败告终。

  鉴于失败的尝试如此之多,莱曼决定采取更有针对性的策略。当他听说狗能闻到臭虫时,他想象狗是否也能嗅到蚊子,虽然这种方法有一些潜在的挑战。例如,与臭虫不同,蚊子飞得很难跟踪。臭虫释放独特的费洛蒙,但蚊子不闻。

  找到线索

  莱曼决定先给蚊子一个香味。经过数月的实验,他最终选择了香根草油。研究人员发现,将香根草油喷洒到蚊子身上会杀死他们,所以他们将细线浸入香根草油中,并将麻醉的蚊子的腹部细线。当蚊子醒来时,额外的重量不会影响他们的飞行。

  与此同时,莱曼邀请魏斯请他训练狗追踪蚊子的气味。在一个月的时间里,达娜一遍又一遍地发现隐藏在洞穴中的香味线。达娜还发现带有香味的蚊子,虽然蚊子几天前飞过。搜索队里有超过30名马里人被惊呆了。魏斯说:他们认为我是萨满教的牧师,因为我可以跟狗说话,狗会听我的。

  2012年8月,两名马里教练和他们的狗来到圣罗莎学习嗅探技术,以及如何建立人与狗之间的密切关系。其中一名培训师是一名医生,另一名具有生物学学位。两年来,巴马科大学疟疾研究和培训中心的昆虫学家Adama Dao和Lehmann一起研究了其他的搜索策略,对Weiss和Dana的工作非常感兴趣。

  迄今为止,莱曼和他的团队已经发表了9篇关于蚊子搜索的文章。其他疟疾研究人员在继续深入研究这个领域的过程中为他们鼓掌。加州大学戴维斯分校的昆虫学家格雷戈里·兰扎罗(Gregory Lanzaro)说:莱曼的做法确实有很大的影响,希望永远存在,当你从事类似疟疾的研究时,你不能成为一个悲观的态度,否则你更适合呆在家里。(段欣涔)

  中国科学通报(2014-07-14第3版国际)

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  自然报告(英文)