A Culex quinquefasciatus Say (Culicidae) abundanciája és harapási mintázata Nigéria partvidékén

Abstract

Ez a tanulmány a Culex quinquefasciatus abundanciájának és harapási mintázatának meghatározására irányult Nigéria partvidékén. A gyűjtés emberi kirakodási fogással és CDC miniatűr fénycsapdákkal történt 2005 szeptemberétől 2006 augusztusáig. Összesen 3798 C. quinquefasciatus nőstényt gyűjtöttek be. A legtöbb nőstényt augusztus hónapban fogták ki, és ez az összes begyűjtött nőstény közel negyedét (24,0%) tette ki. Összesen a felboncolt nőstények 38,8%-a volt parúz. A C. quinquefasciatus előfordulása követte az esőzések alakulását, a populáció az esőzések kezdetén kezdett el növekedni. A legnagyobb növekedést a hőmérséklet tetőzése után tapasztalták. Az esős évszakban átlagosan 3,2-szer több volt a harapás, mint a száraz évszakban, míg az átviteli potenciál a száraz évszakban volt magasabb. A C. quinquefasciatus jelenleg csípéses kellemetlenségnek számít, amelynek még nincs jelentős járványügyi jelentősége. Az ellene irányuló erőfeszítéseket fokozni kell, mielőtt túl késő lenne.

1. Bevezetés

A C. quinquefasciatus Say kozmopolita szúnyog, amely világszerte elterjedt, különösen a trópusi és szubtrópusi területeken, és az emberi lakásokhoz kapcsolódik. A kifejlett nőstények a petéket előszeretettel rakják viszonylag nagy kiterjedésű, állandó vízi élőhelyekre, ahol magas a bomló szerves anyagok koncentrációja, például szennyvízelvezető csatornákba és szeptikus tartályokba. A faj kifejletlen stádiumai azonban gyakran szennyezett vagy szerves anyagokban gazdag vízzel töltött mesterséges tartályokban is megtalálhatók, de ritkán élnek együtt a dengue-vektor Aedes aegypti-vel ugyanabban a tartályban.

A C. quinquefasciatus, a déli háziszúnyogot az utóbbi években viszonylag jól tanulmányozták, valószínűleg azért, mert fontos emberi betegségek, például a városi nyirokcsomós filariázis, a Saint Louis encephalitis vírus (SLEV) és a nyugati ló-encephalitis vírus átvitelében játszik szerepet . A nyugat-afrikai alrégióban a Culex-szúnyogok még nem filariázis-vektorok. Potenciális vektorok, mivel minimális bizonyíték van arra, hogy a Culex-szúnyogok hozzájárulnak a betegség átviteléhez .

A gyors urbanizációs folyamat és a városok tervezetlen növekedése a szúnyogok élőhelyeinek létrejöttét eredményezte, ami fokozza a különböző betegségvektorok szaporodását és következésképpen a betegség átvitelét . Az ereszcsatornákat, vízelvezető csatornákat és a szerves anyagokban gazdag, pangó víz egyéb forrásait használva a tojásrakáshoz és a lárvák fejlődéséhez , a C. pipiens szúnyogok általában nagy számban fordulnak elő a városi környezetben. Emberekkel, madarakkal és emlősökkel táplálkoznak. A madarakkal való táplálkozásuk ideális vektorává teszi őket az olyan madárpatogéneknek, mint a WNV és az SLEV . Az emberrel és más emlősökkel való táplálkozásuk miatt fontos hídvektorként szolgálnak . A C. quinquefasciatus közegészségügyi jelentőségén túlmenően a C. quinquefasciatus a kellemetlen harapása miatt óriási éjszakai kellemetlenségeket és allergiás reakciókat okoz . A kellemetlen csípés általában a lakosság nagyobb hányadát érinti, mint a szúnyogfaj által terjesztett betegségeket hordozók aránya. Néha a kellemetlenségek szintje rendkívül magas és elviselhetetlen lehet. Ezt a helyzetet súlyosbítja az a tény, hogy a C. quinquefasciatus érzékenysége az olyan piretroidokra, mint a permetrin és a deltametrin, viszonylag alacsonyabb, mint az anoféléké, például az Anopheles gambiae s.l. és az An. funestus s.l. esetében.

A C. quinquefasciatus és más vektorok és kellemetlen harapdálók elleni hatékony, költséghatékony védekezési intézkedések felfedezése hosszú ideje világszerte a tudósok prioritása. Mivel a C. quinquefasciatus ökológiai plaszticitása hasznos lehet a költséghatékony védekezési politika meghatározásában , nem lehet eléggé hangsúlyozni a szúnyogfaj csípési jellemzőinek megállapítására irányuló átfogó vizsgálat szükségességét. Továbbá a szúnyogok paritásáról szóló tanulmány a védekezési intézkedések hatékonyságának méréséhez szükséges alapadatokkal fog szolgálni. Legjobb tudomásunk szerint Nigériában még nem számoltak be ilyen munkáról. E tanulmány célja ezért a C. quinquefasciatus abundanciájának és csípési mintázatának meghatározása Nigéria partvidéki régiójában.

2. Anyagok és módszerek

2.1. A C. quinquefasciatus szúnyogok száma és csípési mintázata Nigéria partvidékén. A C. quinquefasciatus gyűjtése és vizsgálata

A kifejlett szúnyogokat az éjszaka folyamán CDC miniatűr fénycsapdákkal (LT) és emberi leszállócsapdákkal (HLC) mintavételeztük. Egy négyfős gyűjtőcsapat végezte az összes szúnyoggyűjtést. 2005 szeptemberétől 2006 augusztusáig, 12 hónapon keresztül, minden héten összesen 2 éjszakai HLC és 2 éjszakai LT gyűjtést végeztek (6 LT minden éjszaka).

A vizsgálatot Umuowa Ibu-ban végezték Okigwe önkormányzati körzetében, Imo államban, Nigériában. Ez az őslakos ibo nép, Nigéria délkeleti részén uralkodó törzs homogén közössége. Házaik családi településmintába rendeződnek, mivel a házak családi csoportokban helyezkednek el. A terület dombos, jellegzetes hullámzó síkságokkal. A területen összesen hét patak és három folyó folyik, és a fő foglalkozás a földművelés. Más uralkodó foglalkozások közé tartozik a halászat, a kereskedelem és a kézműves munka.

Az éjszakai emberfogásokat Umuowa Ibu egy központi fekvésű házában végezték. A négyfős fogócsapat párosával váltogatta egymást a gyűjtés és a pihenés között. Minden gyűjtőpár egy órán át gyűjtött, majd a következő órában pihent, amíg a másik pár gyűjtött. A gyűjtők térdig feltárták a lábukat és a lábszárukat, és a szúnyogokat aspirátorral gyűjtötték. A gyűjtés 18 órakor kezdődött a szabadban, és 22 óráig tartott, amikor a falusiak általában lefeküdtek. A beltéri gyűjtés tehát 2200 órakor kezdődött és 0600 óráig tartott. A gyűjtők párosítását és a munkaidőt minden egyes gyűjtési napon szisztematikusan változtatták, hogy kiküszöböljék az egyes személyek vonzerejéből és fogási képességéből adódó esetleges torzításokat. A szúnyogok óránkénti gyűjtését külön-külön, felcímkézett csészékben tartottuk, amelyeket gumiszalaggal rögzített finom nejlonhálóval fedtünk le. Minden egyes óránkénti gyűjtés után a szúnyogokat tartalmazó poharak tetejére nedves vattapárnát helyeztek, és hűvösen tartották őket egy hűtőelemekkel ellátott, szigetelt dobozban, amíg a szúnyogokat azonosítani és boncolni lehetett.

A fénycsapdás fogásokat az emberi leszálló éjszakai fogásokkal egyidejűleg végezték. Minden egyes csapdázó éjszakán hat házban gyűjtöttünk fénycsapdákkal C. quinquefasciatusokat. Ezeket a házakat úgy választottuk ki, hogy a vizsgált területek minden részét, valamint a három különböző megfigyelt háztípust képviseljék. A fénycsapdákat olyan szobákban használták, ahol csak egy lakó aludt. A lakót megtanították a csapda bekapcsolására és kikapcsolására, és egy impregnálatlan hálót is kaptak, amelyet alvás közben az ágy körül használhattak. A csapdákat 1800 órakor kapcsolták be és 0600 órakor kapcsolták ki. A csapdákat kiürítették, és az összegyűjtött szúnyogokat hűvös dobozokban tárolták, amíg azonosították és esetleg felboncolták őket. A C. quinquefasciatus nőstények boncolása a laboratóriumban

Minden fogási hét végén az összegyűjtött szúnyogokat a bázislaboratóriumba vitték azonosításra és boncolásra. A C. quinquefasciatus nemét a külső morfológia alapján Gillies és Coetzee , Gillies és de Meillon , valamint Edwards .

Minden élő és azonosított nőstény C. quinquefasciatus szúnyogot, amelyet az éjszaka folyamán az emberi leszállófogás módszerével fogtak, felboncoltak, míg a fénycsapdákból csak véletlenszerűen kiválasztott mintákat boncoltak. Az azonosított C. quinquefasciatusokat éterrel leütöttük, és a kiszáradás megakadályozása érdekében nedves vattával ellátott Petri-csészékben tartottuk. A lábak és szárnyak eltávolítása után a C. quinquefasciatus nőstényeket egy tárgylemezre helyeztük egy csepp sóoldatba, és a petefészkeket kivettük, majd gyorsan áttettük egy csepp desztillált vízbe a tárgylemezen, ahol hagytuk őket száradni, mielőtt nagy nagyításban megvizsgáltuk a légcsőnyársakat, és paruzus vagy nulliparusnak minősítettük őket . Minden C. quinquefasciatus nőstényt teljesen felboncoltunk, akár parous, akár nulliparous.

2.3. Adatelemzés

Az entomológiai és klinikai felmérésekhez az SPSS for Windows csomagot használtuk az adatok beviteléhez, és a statisztikai teszteknél a < 0,05 értékeket is statisztikailag szignifikánsnak tekintettük. Az évszakra rétegző Mantel-Henszel-tesztet alkalmaztuk a százalékos parúz nősténypárok összehasonlításánál a száraz (novembertől márciusig) és az esős (áprilistól októberig) évszakok között. A parúz arányt a következőképpen számították ki:

A harapás cirkadián mintázatát és a paritás mintázatát elemeztük, hogy ellenőrizzük a legintenzívebb harapás, illetve a legintenzívebb parás harapás óráit; az elemzéshez a khi-négyzet tesztet használtuk.

3. Eredmények

3.1. Eredmények

. Bőség és szezonalitás

A hat fénycsapda összesen 5699 nőstényt fogott, amelyek közül 929 (36,7%) parúz volt. A C. quinquefasciatus havi relatív abundanciáját az ember által kirakott fogások szerint az 1. táblázat mutatja be. Összesen 3798 C. quinquefasciatus nőstényt gyűjtöttek be, amelyekből 82,0% maradt életben a boncolásig. A legtöbb nőstényt augusztus hónapban fogták ki, és ez a 3798 egyedet kitevő éves gyűjtés közel negyedét (24,0%) jelentette. A legkevesebb nőstényt november hónapban fogták ki, ami a teljes éves gyűjtés 1,0%-át tette ki. Összességében a felboncolt nőstények 38,8%-a parúz volt. A legmagasabb parúciós arány (68,0%) november hónapban volt megfigyelhető, míg a legalacsonyabb (29,0%) május hónapban.

A fogott nőstények 82,0%-a életben maradt és felboncolták, ebből 38,8% parú volt. A parúciós arány szignifikánsan magasabb volt a száraz évszakban (48,5%; novembertől márciusig), mint az esős évszakban (36,1%; áprilistól októberig) (-teszt; mindkét vizsgálat esetében). A parúz nőstények legmagasabb százalékos aránya (68,0%) a száraz novemberi hónapban volt, míg a legalacsonyabb százalékos arányt (29,0%) az esős májusban kaptuk.

A C. quinquefasciatus abundanciája követte az esőzések mintázatát, és a populáció az esőzések kezdetén kezdett növekedni. A legnagyobb mértékű növekedést a hőmérséklet tetőzése után tapasztalták.

3.2. A bolygónkban a legnagyobb mértékű növekedést a hőmérséklet tetőzése után tapasztalták. Cirkadián harapási mintázat

A C. quinquefasciatus cirkadián harapási aktivitását a 2. táblázat mutatja be. A C. quinquefasciatus ugyanolyan gyakori volt a szabadban, mint a beltérben. A kültéri gyűjtések az összes gyűjtés 47,9%-át tették ki. A cirkadián harapás csúcspontja 18.00 és 20.00 óra között volt a szabadban, de a harapás folyamatosan csökkent a legalacsonyabb szintre 03.00 és 04.00 óra között, majd ismét emelkedett.

3.3. Az emberi partra szálló C. quinquefasciatus harapási aktivitása. Paritásos arányok

A C. quinquefasciatus paritásainak cirkadián változékonyságát figyelték meg (lásd a 3. táblázatot). A legmagasabb paritási arány 51,7% volt, amelyet 22.00 és 23.00 óra között gyűjtöttek. Viszonylag magasabb paritási arányt figyeltek meg az éjszaka korai szakaszában, a szabadtéri fogások során. A parúz nőstények legalacsonyabb arányát (28,4%) reggel 05.00 és 06.00 óra között fogták. A 22.00 és 02.00 óra közötti csúcsidőszakban gyűjtött parúz nőstények aránya (46,7%) szignifikánsan magasabb volt, mint az éjszaka többi részében gyűjtött parúz nőstények aránya (35,0%) (-teszt; ). A paritás fordítottan arányos volt a C. quinquefasciatus relatív gyakoriságával.

A C. quinquefasciatus esetében is több nőstény maradt életben a boncolásig az esős évszakban, mint a száraz évszakban, és a különbség statisztikailag szignifikáns volt ( = 25,56; ). Az esős évszakban átlagosan 3,2-szer több volt a harapás, mint a száraz évszakban, míg a transzmissziós potenciál a száraz évszakban volt magasabb (lásd 4. táblázat).

4. Megbeszélés

4.1. Megbeszélés. Bőség és szezonalitás

A szomszédos Igwun folyó medencéjében végzett korábbi vizsgálatok azt jelezték, hogy a W. bancrofti potenciális culicinus szúnyogvektorai bőségesen jelen vannak a területen . A C. quinquefasciatus volt a második leggyakoribb, amely az alsó Imo folyómedencei vizsgálati területen kifogott összes szúnyog 38,3%-át tette ki. A szúnyogok gyakoriságában jelentős szezonális eltérések mutatkoztak. Az esős évszakban minden szúnyogfaj nagyobb számban fordult elő, mint a száraz évszakban. Ez megegyezik a Lindsay et al. és Gajanana et al. által megfigyelt mintákkal. Ez érthető, mivel az esőzések több szaporodási helyet tesznek elérhetővé. A szúnyogvektorok szezonális gyakoriságáról számos más endémiás területről, köztük az indiai Pondicherryből is beszámoltak. A szolgálat megfigyelte, hogy a C. pipiens quinquefasciatus csípésének csúcspontjai március és május között (késői száraz és korai nedves évszak), valamint szeptemberben (késői nedves évszak) jelentkeztek Észak-Nigériában.

A nőstény szúnyogok sűrűségének csúcspontjai az esős évszakban és a száraz évszak elején voltak a városi területeken Felső-Voltában , a vidéki területeken , és az esős évszak elején Kadunában, Észak-Nigériában . Nyugat-Afrikában az esős évszakban az átlagos sűrűség gyakran tízszerese a száraz évszakban mért sűrűségnek.

Az éghajlaton és a szaporodási helyek elérhetőségén kívül más tényezők is befolyásolhatják a populáció sűrűségét . Az egyik ilyen tényező a vektorok azon képessége, hogy az emberi tevékenységeket saját előnyükre használják ki, például a szaporodás és az önfenntartás érdekében. A C. quinquefasciatus szaporodási szokása nagyon érdekes, mivel hajlamos kihasználni az Imo folyó medencéjének vizsgálati területein élő emberek élelmiszer-feldolgozási szokásait, akiknek fő tápláléka az erjesztett manióka, a Manihot utillissema. A maniókát napokig vízben erjesztik, hogy megszabaduljanak a mérgező cianidtól. Az áztatással történő erjesztés hatékony feldolgozási módszer, amely az összes cianogén anyagot elhanyagolható szintre csökkenti, így a maniókát biztonságos fogyasztási árucikké teszi. Ez a gyakorlat a magasan fekvő területeken jobban elterjedt, mint a tengerparti területeken. Az Imo folyó medencéjében a C. quinquefasciatus az erjesztett manióka edényeiben szaporodik, ami egy újabb példa arra, hogy a vektorok sikeresen kihasználják az emberek szokásait az önfenntartás érdekében. A C. quinquefasciatus erjedő maniókából készült edényekben történő szaporodásáról a kelet-nigériai Nsukka területéről is beszámoltak. Hasonlóképpen, Udonsi a Culex sp. nagyszámú előfordulását jelentette az Igwun folyó medencéjében, ahol ez az élelmiszer-feldolgozási módszer szintén gyakori. Ez az élelmiszer-feldolgozási szokás egész éves gyakorlat, és ezért biztosíthatja a C. quinquefasciatus egész éves szaporodását. Ez összhangban van azzal az állítással, hogy az emberi tevékenység megváltoztatja a betegség átvitelének mintázatát a trópusokon .

A C. quinquefasciatus általában nyílt csatornákban, nyitott vagy repedezett szeptikus tartályokban, elárasztott latrinákban és csatornákban szaporodik, különösen ha azok szerves anyaggal szennyezettek . A C. quinquefasciatus egyéb szaporodási helyei a területen a bomló Mbele-gyümölcsök természetes tartályai és a törött szívócsövek. A szomszédos Okigwe város szeptikus tartályaiban is szaporodik.

A hőmérséklet általában fordított kapcsolatban állt a szúnyogok relatív gyakoriságával, míg az esőzés pozitív kapcsolatban állt a C. quinquefasciatus relatív gyakoriságával az Imo folyó medencéjének mindkét részén. Brazíliában a havi sűrűség nem korrelált a hőmérséklettel és a csapadékkal .

A C. quinquefasciatus éves csípési aránya (ABR) (egy adott vektor becsült száma, amely egy személyt csípni jön, aki egy éven keresztül minden nap, a vektor összes csípési órájában ki van téve a csípésnek) 13.847 csípés/fő/év (HLC) és 10.128 csípés/fő/év (LT) volt az alsó Imo folyómedence vizsgálati területén. Az éves harapási arányok helyenként és néha évről évre változnak. A C. quinquefasciatusra vonatkozó ABR ebben a tanulmányban nem ért egyet azzal a régi közhiedelemmel, hogy a C. quinquefasciatus harapási aránya jó mutatója egy terület urbanizáltsági fokának. Mivel a C. quinquefasciatus képes kihasználni az emberi viselkedést a saját fennmaradása érdekében, amint azt ez a tanulmány is példázza, a C. quinquefasciatus egyre inkább kolonizál nem városi területeket.

4.2. Cirkadián harapási mintázat

A C. quinquefasciatus cirkadián harapása 18.00 és 20.00 óra között mutatott csúcsot a szabadban az Alsó-Imo folyó medencéjének vizsgálati területén. Ez ellentétben áll a korábbi vizsgálatokkal, amelyek éjfél után mutatták ki a harapási csúcsot Nyugat-Afrikában és Kelet-Afrikában, ahol ez egy bevett vektor . Vizsgálatunkat a helyi lakosság hétköznapjaihoz igazítottuk, mivel a szúnyogok mintavételét a szabadban végeztük, amikor az emberek általában a szabadban tartózkodnak (22.00 óráig), és bent (22.00-06.00), amikor általában bent tartózkodnak. Az Alsó-Imo folyó medencéjének vizsgálati területén egy egyén a C. quinquefasciatus szúnyogcsípések 52,1%-át kapta a szabadban, 47,9%-át pedig a beltérben. Ismeretes, hogy az emberi gazda bősége, vonzereje és elérhetősége befolyásolja a vektorok harapási viselkedését . A C. pipiens fatigans esetében az emberi sűrűség bizonyítottan elsődleges fontosságú.

A parazita arány magasabb volt a száraz évszakban, ezáltal növelve az átviteli potenciált ebben az időszakban. A paritási arány ebben a vizsgálatban alacsonyabb volt, mint a Tanzániából jelentett . Az esős évszak hosszabb, mint a száraz évszak a vizsgált területen. A C. quinquefasciatus azon nőstényeinek százalékos aránya, amelyek a gyűjtési időszaktól a boncolásig az esős évszakban túléltek, szignifikánsan magasabb volt, mint a száraz évszakban. Ez az évszakok közötti jelentős páratartalombeli különbségekkel magyarázható. A száraz évszakban az esős évszakhoz képest az idősebb szúnyogok voltak túlsúlyban, amit az előbbi esetében a magasabb paritási arányok mutattak, mint az utóbbiban. Ez ellentétes volt a brazíliai eredményekkel, ahol a szárazabb hónapokban magasabb volt a nullszülős nőstények aránya, míg az esős hónapokban gyakoribbak voltak a gravid nőstények . Ennek természetesen nem lehet az esős évszakban bekövetkező magasabb mortalitás az oka, mivel a magasabb páratartalom ebben az évszakban kedvező feltételeket biztosít a túléléshez, amint azt az esős évszakban boncolásra tartott nőstények nagyobb túlélése is mutatja, mint a száraz évszakban. A magyarázat a nullipara szúnyogok nagyobb termelődése az esős évszakban, mivel több szaporodási hely áll rendelkezésre.

A C. quinquefasciatus a filariázis potenciális vektora, amelynek komoly következményei lehetnek a filariázis epidemiológiájára Nyugat-Afrika vidéki részein. Idővel nemcsak a városi filariázis átvitelében, hanem a vidéki filariázis átvitelében is járványtani jelentőségűvé válhat Nigériában és egész Nyugat-Afrikában. Egy nigériai laboratóriumi kísérletben e szúnyogfaj 76,6%-a hordozott fertőző L3 lárvákat, ami a filáriás parazita helyi törzse és e szúnyogfaj közötti kompatibilitásra utal ezen a területen. A Culex fajok lehetséges részvételét a nyirokcsomós filariázis átvitelében Észak-Nigériában már jóval korábban felvetették, miközben W. bancrofti lárvákat találtak a C. antennatusban . A Culexeket az Anopheles és az Aedes fajokkal együtt a világ különböző ökológiai zónáiban a bancroftian filariasis vektoraiként gyanúsították . A C. quinquefasciatus folyamatosan növekvő jelentőségre tett szert vektorként a Karib-térség, Latin-Amerika, Kína, Egyiptom, Dél-Ázsia és Kelet-Afrika városi területein. A fertőzött emberek mozgása a vidéki Nyugat-Afrikából a nagy nyugat-afrikai városi központokba, ahol a C. quinquefasciatus ma már jól elterjedt, ahhoz vezethet, hogy a W. bancrofti egyre jobban alkalmazkodik a C. quinquefasciatushoz . Ez a nyugat-afrikai régióban a filariázis átvitelében a járványtani kihívások új távlatát nyithatja meg.

5. Következtetés

A C. quinquefasciatus-t jelenleg olyan harapásos kellemetlenségnek tekintik, amelynek még nincs jelentős járványügyi jelentősége. A kutatási jelek arra utalnak, hogy Nyugat-Afrikában a filariázis átvitelében fontossá válhat, mint jelenleg Kelet-Afrikában. Az ellene irányuló erőfeszítéseket fokozni kell, mielőtt túl késő lenne, mivel egy öltés időben kilencet ment meg.

Köszönet

Az Edwin Uttah, Jacob Ndukwu, Stephen Uttah, Verny és Francis Uttah alkotta humán csalit kutató csapat, valamint a Bassey Cobham és Christopher Uzoma alkotta terepi támogató csapat munkáját nagyra értékeljük. A laboratóriumi személyzettől, Akpan úrtól és Comfort Nwankwoalától kapott segítséget ezúton is köszönjük.