気温が蚊媒介ウイルスの広がりに与える影響
環境温度が蚊によるウイルス伝播にどう影響するかを探る。
― 1 分で読む
目次
気温は、ジカウイルスなどの蚊によって広がるウイルスの伝播に重要な役割を果たすんだ。この関係を理解することで、科学者たちは病気の広がりを把握し、特に気候変動が天候パターンに影響を与える中で、未来のアウトブレイクを予測するのが助けられるんだ。
ウイルスの広がりを理解する際の課題
気温が蚊のウイルス伝播能力にどう影響するかを研究するのは複雑だよ。いくつかの環境要因が、ウイルスやそれを運ぶ蚊に影響を与える可能性がある。多くの研究が気温が蚊の寿命や発育速度にどう影響するかを見てきたけど、自然の中での気温の変化がウイルスの伝播にどう影響するかについての理解はまだ成長中なんだ。
研究によると、蚊がウイルスに接触する前に経験する気温が、そのウイルスをどれだけうまく伝播できるかを変えることがあるんだ。たとえば、寒い気温は蚊がウイルス感染に対処するのを難しくすることがある。面白いことに、低い気温で発育した蚊は成虫になったとき、感染に対して抵抗力が低くなる傾向があるんだ。
発育中の温度の影響
重要な発見として、日陰にいる蚊は日当たりの良い場所にいる蚊よりもかなり涼しいことが分かったよ。たとえば、ブエノスアイレスでのデングウイルスのアウトブレイク中、日陰の場所は日当たりの良い場所よりも約10度涼しかったんだ。同様に、レユニオン島では、シマカ蚊が涼しい日陰の場所で繁殖するのを好むことが分かったんだ。
蚊は冷血動物なので、周囲の温度によって体温が変わるんだ。発育の段階も考慮しなきゃいけなくて、これらの温度が彼らの体温に大きく影響し、その結果ウイルスの伝播にも影響を与えるんだ。多くの研究が実験で一定の温度を使用しているけど、実際の条件では気温は日々変動するから、それは正確じゃないんだ。
ある研究では、シマカ蚊を異なる季節に外で育ててみたんだけど、涼しい秋に育った蚊は暖かい夏に育った蚊よりもデングウイルスの伝播が得意だったんだ。ただ、この研究では気温が最も影響を与えた蚊のライフステージは特定できなかったんだ。
ショウジョウバエとジカウイルスの新しい研究
最近の研究では、シマカ蚊に焦点を当てて、彼らが蛹の段階で25度以下の温度に置かれるとジカウイルスに対する感受性が高くなることがわかったんだ。若い蚊を涼しい温度に保つことで、発育が遅れ、死亡率が上がるんだ。こうした要因がウイルスを広げる能力を下げることが予想されるけど、モデルによると、もし蚊を蛹の段階で1-3日だけ涼しい条件に置いた場合、実際にはウイルスの伝播潜在能力が上がることがわかったんだ。
ハリス郡では、蚊の管理場所での温度監視で自然に25度以下に下がることが確認された。このことは、蚊の繁殖環境の変動が病気の伝播に重要な役割を果たす可能性があることを示唆しているんだ。
一定温度と変動温度の影響
ジカウイルスの伝播に対する異なる飼育温度の影響を理解するために、研究者たちはさまざまな一定温度で蚊を育て、その感染率を比較したんだ。25度またはそれ以下の温度で育てられたシマカ蚊は、28度の高い管理温度で育てられた蚊よりも感染する可能性が高いことがわかったんだ。
感染した蚊の頭部をウイルスの証拠でテストした結果、低い温度がジカウイルスの伝播をより効果的に助けたことが示された。ウイルスレベルを定量的に分析した結果、涼しい環境で育った蚊は体内のウイルスレベルが高いことが確認されたんだ。
発育段階を調査する
気温がどの特定のライフステージに影響するのかを特定するために、研究者たちはシマカ蚊の蛹の段階だけを涼しい温度にさらした。その結果、蛹を25度以下に保つことで、ジカウイルスの感染と伝播の可能性が増加することがわかったけど、幼虫段階で低温が影響しても有意な変化は見られなかったんだ。
蚊が自然環境を反映した変動温度にさらされたとき、こうした条件で育ったシマカ蚊は似たような傾向を示したんだ。さまざまな生息地で1年間温度センサーを使用することで、ウイルス伝播が高かった期間と温度データを照らし合わせることができたんだ。
ウイルス伝播のモデリング
気温がウイルスの広がりに与える影響を調べるために、科学者たちは温度が基本再生数(R0)にどう影響するかを計算するモデルを作ったんだ。R0は、1人の感染者が集団の中で何人にウイルスを感染させるかを推定するものだよ。多くのモデルは一定の温度を使用しているけど、これは蚊が経験する変動する条件を正確に表していないんだ。
蚊の若年期と成虫期の両方を考慮することで、研究は、もし蛹の段階だけが涼しい温度にさらされたなら、R0の値が大きく増加する可能性があることを見つけたんだ。これは、多分それらの蚊がまだ迅速に発育できたからで、たとえ低い温度でも伝播の可能性が高まるわけなんだ。
温度の役割を深く理解する
研究は、発育中に涼しい温度にさらされることが、ウイルスが蚊を効果的に感染させるのを妨げる障害を軽減するのに役立つ可能性があると示唆しているんだ。残念ながら、多くの研究が蚊が経験する自然の温度範囲を見逃しているんだ。これらの考慮されていない変動が、気温が病気の広がりに与える影響に対する理解を変える可能性があるんだ。
気温が高いと蚊が感染に対して敏感になることがあるけど、同時に死亡率が高くなるかもしれないから、ウイルスの伝播の可能性が複雑になるんだ。低い温度は感染蚊の全体数を減らすように見えるけど、蚊の行動や生理も違った影響を受けるんだ。
結論
まとめると、温度は蚊による病気の伝播リスクに大きな役割を果たしているんだ。気候条件が変わり続ける中で、これらの環境要因が蚊の発育段階にどう相互作用するかをよりよく理解するのが重要なんだ。この発見は、特に蛹の段階がジカウイルスの伝播に大きく影響する可能性があることを示しているよ。
自然の気温変化を考慮したもっと包括的な研究や実験が、蚊が媒介する病気の広がりをより正確に予測する助けになるかもしれないね。また、これらの温度変動に対する蚊の免疫反応のさらなる研究は、ウイルス性疾患の伝播を減少させるための貴重な洞察を提供するだろう。こうしたダイナミクスをよりよく理解することで、蚊が媒介する病気に対するより効果的な制御戦略を開発できるようになるんだ。
タイトル: Exposure to cooler temperatures during pupal development increases Aedes aegypti vector competence and the R0 for Zika virus
概要: Temperature profoundly affects various aspects of ectotherm biology. Notably, in mosquito species that spread viral diseases, temperature influences not only vector biology, but also the dynamics of pathogen-vector interactions. However, research attempting to address the role of the thermal environment in disease transmission often employs constant temperatures, which do not reflect the natural diurnal fluctuations these organisms experience. Additionally, most studies focus on adult mosquitoes in the period following virus infection. Much less attention has been paid to evidence indicating that temperatures experienced during earlier developmental stages may also affect the ability of disease vectors to be infected with and transmit viruses. Here, we show that Aedes aegypti exposed to temperatures below 25{degrees}C, specifically during the pupal stage of development, exhibit heightened susceptibility to Zika virus (ZIKV), which increases transmission efficiency. Modeling suggests that exposing mosquitoes to cooler fluctuating diurnal temperature ranges only during the relatively short pupal stage increases the R0 or reproductive number of ZIKV. Data loggers placed near Harris County Mosquito Control trap sites consistently recorded temperatures below 25{degrees}C, indicating natural exposure to such conditions. These results highlight the significance of thermal heterogeneity in the microhabitats where container-breeding mosquitoes undergo development. Such heterogeneity may play a more important role in the transmission of mosquito-borne diseases than previously recognized. Author SummaryA paucity of information regarding how natural heterogeneity in thermal environments influences the spread of viral pathogens by mosquito species hinders our ability to decipher current and future patterns of disease transmission under changing climatic conditions. Here, we show that Ae. aegypti pupae exposed to cooler fluctuating diurnal temperature ranges, mimicking realistic field conditions, increases vector competence for ZIKV. Modeling cooler temperatures during immature life stages predicts slower development and increased mortality, counterbalancing increases in disease transmission. However, exposing mosquitoes to lower temperatures only during the relatively short pupal stage was predicted to increase the R0 value of ZIKV. These results suggest that environmental temperatures specifically experienced during the pupal stage may have an important role in disease transmission.
著者: Kevin M Myles, T. D. Pohlenz, J. Vela, M. Reyna, C. Fredregill, B. Hur, M. Erraguntla, M. Lawley, M. Debboun, Z. N. Adelman, M. L. Ndeffo-Mbah
最終更新: 2024-02-16 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580619.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。