交配与血餐对埃及伊蚊雌蚊免疫防御的影响:剂量依赖性与繁殖状态的双重调控

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:PLOS Pathogens 4.9

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  本综述深入探讨了埃及伊蚊(Aedes aegypti)雌蚊在繁殖过程中(交配与血餐)对其免疫防御能力的调控机制。研究发现,交配可显著提高未血餐雌蚊在高剂量沙雷氏菌(Serratia marcescens)感染下的存活率,但会伴随细菌载量上升,提示可能存在感染耐受(infection tolerance)机制;而血餐则普遍抑制免疫防御,降低存活率。研究还揭示了交配的免疫增强效应具有剂量依赖性,且在野外品系(THAI)中未观察到类似现象,凸显了品系差异与感染剂量在评估蚊媒免疫反应中的重要性。该研究为理解蚊虫生理状态与病原体互作提供了新视角,对蚊媒控制策略具有启示意义。

  

1. 引言

埃及伊蚊(Ae. aegypti)是登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒等重要人类病原体的传播媒介。雌蚊需通过交配和血餐完成繁殖过程,而这两项生命活动对其生理状态(包括免疫能力)具有深远影响。免疫防御是决定蚊虫媒介能力(vector competence)的关键因素,但交配和血餐对免疫的调控作用在不同昆虫中存在高度变异性,既有免疫抑制(如黑腹果蝇Drosophila melanogaster),也有免疫增强(如德州田野蟋蟀Gryllus texensis)。本研究以埃及伊蚊为模型,探究交配和血餐对其在机会性病原体沙雷氏菌(Serratia marcescens)感染下的存活率、细菌载量及感染率的影响,旨在揭示繁殖状态与免疫防御的互作机制。

2. 方法

实验采用利物浦IB12(LVP)品系埃及伊蚊,部分实验补充泰国(THAI)品系以验证品系特异性。雌蚊在羽化后12–14小时内分离以保证处女状态,3–4日龄时进行交配处理(与雄蚊共处30–36小时),4–5日龄时进行血餐(兔血加10 μM 5′-ATP-Na2),5–6日龄时通过胸腔针刺接种表达绿色荧光蛋白(GFP)的沙雷氏菌(含卡那霉素抗性)。感染剂量分为高(113.16±15.92 CFU/蚊)、中(42.33±9.76 CFU/蚊)和低(9.38±1.17 CFU/蚊)三组。存活率通过Cox比例风险模型分析,细菌载量通过负二项分布或线性模型评估,感染率通过广义线性模型(GLM)分析。

3. 结果

3.1. 高剂量感染
交配显著提高未血餐(NBF)雌蚊的存活率(p=0.002),但血餐(BF)雌蚊中无此效应。同时,交配导致未血餐雌蚊在感染后24小时细菌载量显著升高(p=1.168×10?4),但感染率无显著变化。
3.2. 中剂量感染
在未血餐雌蚊中,交配仍可提高存活率(p=0.009),且中剂量组存活率高于高剂量组(p=2.482×10?12)。但THAI品系中未观察到交配对存活或细菌载量的影响。
3.3. 低剂量感染
交配对存活率和细菌载量均无显著影响,但血餐显著降低存活率(p=0.003)。

4. 讨论

本研究首次系统揭示埃及伊蚊免疫防御对交配和血餐的响应模式:
  • 交配的免疫增强效应具有剂量依赖性,仅在中高剂量感染下显著,且可能与感染耐受(而非细菌清除能力)相关;
  • 血餐普遍抑制免疫防御,与幼虫激素(JH)的免疫抑制特性不符(因血餐后JH水平降低),提示其他生理因素(如卵子发生能量分配)可能主导该效应;
  • 品系差异显著,LVP品系响应交配而THAI品系无响应,强调遗传背景在免疫表型中的重要性;
  • 机制推测:交配可能通过精液蛋白或局部激素信号调控免疫,而非全身性JH通路;血餐则可能通过资源竞争或特定miRNA(如抑制Toll通路)抑制免疫。
这些发现深化了对蚊虫繁殖-免疫权衡(trade-off)的理解,为靶向蚊媒生理状态的防控策略(如绝育技术或血餐干扰剂)提供了理论依据。未来需进一步解析JH动态、组织特异性免疫响应及不同病原体(如病毒)下的互作模式。
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