图1:最致命的动物。以每年造成死亡人数估算值排名[1]
撰文 | 李庆超(山东师范大学)
蚊子之所以荣登最致命动物榜首,离不开它所携带的病原体帮手,而榜上采采蝇、锥蝽,频频出现在新闻中的蜱虫,也是通过传播疾病的方式危害人类健康的。上述这些能够在人类之间、动物与人类间传播传染性病原体的生物被称为传染病媒介,简称“病媒”。
病媒传染的疾病占全部传染病的17%,每年导致70多万人死亡[2]。病媒的主要成员有蚊子、蜱、虱子、跳蚤、锥蝽、蝇类及淡水螺等。本篇文章就带大家了解一下无可比拟的病媒突出代表——蚊子。
恶名昭彰的蚊子
蚊(Mosquito,发音像是某种咖啡的名字,但实际上是“小苍蝇”的意思)是双翅目蚊科(Culicidae)昆虫的统称,而伊蚊、按蚊和库蚊是最主要的传染病虫媒。
伊蚊属(Aedes)跟伊人没有半毛钱关系,而是来源于古希腊语“ἀηδής”,意为“可憎的”。伊蚊发现于除南极洲之外的所有大陆,且可以通过人类活动传播。上世纪80年代,旧轮胎贸易就将伊蚊传播到了美洲(思考题:为何蚊子可以随着旧轮胎去美洲?)。伊蚊属最危险的成员当属埃及伊蚊(又称黄热病蚊)和白纹伊蚊(又称亚洲虎蚊),主要传播黄热病、登革热、寨卡热、基孔肯雅热、日本脑炎等,其中埃及伊蚊可以传播54 种病毒和2种疟原虫[3]。
伊蚊的标志性特征是其身体和腿上具有黑白相间的花纹,翅膀无斑纹,俗称黑蚊子或花蚊子,除了黄昏和黎明之外,通常在白天飞行和觅食,下嘴就咬,很凶猛。
图2:伊蚊的腿和身体上有黑白相间的花纹。图中上侧显示两种伊蚊的背部花纹差异丨来源:维基百科
Tips:登革热及黄热病
登革热是主要由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播的病毒病,主要症状有高热,全身肌肉、骨髓及关节痛,极度疲乏,多发生在全球的热带和亚热带气候地区的城市和半城市地区。中国也有,主要分布在海南、台湾南部、广西和广东的部分地区,也有扩散到浙江、江西,但并未蔓延全国。
登革热估计每年感染1到4亿人,其中80%为轻症或无症状,重症登革热则有死亡风险。登革热病毒有四种血清型,互相之间不足以引起长效的保护性免疫反应,故一个人可能分别感染四种登革热[4]。目前登革热疫苗的研发和应用并不顺利,也无特效药物,主要通过提供有效的临床支持性治疗来预防重症带来的病例死亡。
黄热病是一种主要由伊蚊传播的急性病毒性出血疾病,主要症状有发热、头疼、黄疸、肌肉痛、恶心呕吐和乏力等。黄热病主要在非洲及中南美洲流行,每年造成数万人死亡[5]。好消息是,黄热病可以通过疫苗进行有效预防。
按蚊属(Anopheles)的名字来源于古希腊语“ἀνωφελής”,意思是“不干啥好事的”,目前发现460多种,有100多种可以传染疟疾,因此按蚊也称为疟蚊。冈比亚疟蚊是已知传染力最强的疟疾病媒蚊。此外,按蚊也可传播淋巴丝虫病(又称象皮病)。按蚊一般灰褐色,翅膀有斑或鳞片,仅短距离飞行,静止时身体与物体表面成45°(撅着屁股),晚上活动。
图3:按蚊[6]
Tips:疟疾
疟疾(malaria),俗称“打摆子”是一种由疟原虫感染造成的传染病,症状为反复发烧、疲倦和头疼,严重者可出现黄疸、昏迷或死亡。目前估计全球每年有2.19亿例病例,其中90%的感染发生在非洲,导致这一地区每年有四十多万人丧生,且大多数死亡发生在五岁以下的儿童中,占非洲疟疾总死亡人数的80%[7]。
如此“赫赫有名”的疾病,我们为什么无感?这要感谢我国在疟疾防控方面做出的突出贡献。另外,青蒿素的发明为世界疟疾治疗做出了突出贡献,挽救了数百万疟疾患者的生命,屠呦呦因此获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。2021年,我国被世界卫生组织消除疟疾认证组认证为“无疟疾国家”(至少在过去连续3年内无疟疾传播)[8]——要知道,1949年前后,我国每年疟疾病例高达3千万左右。
图4:疟原虫不同形态。疟原虫的生活史复杂,左图为其在蚊子体内要传播给人的子孢子,右图为疟原虫在红细胞内的环形体和在血液中的新月形配子体。丨来源:维基百科
库蚊属(Culex)的名字来源于蠓、蚊或蚋的拉丁文,可传播西尼罗病、日本脑炎,也可传播丝虫病。库蚊的翅膀透明,飞行能力强(更喜欢叮鸟类),也是夜间活动。
图5:库蚊。翅膀透明,静息时身体与地面平行。[9]
Tips:日本脑炎
日本脑炎主要由库蚊传播,是亚洲许多国家病毒性脑炎的主要来源,每年约有6.8万例临床病例。感染日本脑炎病毒后产生脑炎症状的患者并不多见,但是一旦发生脑炎,病死率可高达30%,且幸存者也有30-50%的几率留有精神性后遗症。目前该病没有特效药,仅能通过减轻临床症状帮助患者克服感染。好在有有效的疫苗可供使用[10]。
日本脑炎病毒(JEV)、登革热病毒(DENV)、黄热病病毒(YFV)、新尼罗河病毒(WNV)均属于黄病毒科成员,它们在病毒演化树上比较接近,属于虫媒传播病原体。
图6:黄病毒科病毒含有大量重要的动物病原体,其中包括本文所介绍的数种虫媒传播病毒性疾病。丨作者作图
好了,“可憎的”、“不干什么好事的”蚊子就介绍完毕了。下次卧室有蚊子,你能认出是哪种吗?算了,拍死吧,下手别太轻。不过或许你还见过很大很大的蚊子默默地停在小区墙壁上,多半是大蚊科(Tipulidae)的成员,它们不咬人,且人家本来个子就大。
图7:翅展达11.15厘米的巨大蚊。“蚊子再小也是肉”,不小了不小了[11]
叮一口很严重
“不要在我耳边唱歌啊!要血就拿去好了,为啥送包给我?”被蚊子吸一点血真不算什么,但是蚊子嗡嗡叫惹人心烦,再加上叮的包奇痒难耐,简直不能忍。实际上这可能是演化筛选的结果:那些能忍蚊子的憨憨已经去领“达尔文进化奖”了。
蚊子为什么叮人?因为要养崽。只有雌蚊才会吸血,从中获取养分用于产卵。雌蚊会将卵产在积水中或水面旁,孵化后的幼虫在水中生活,称为孑孓(家里积水有孑孓,要果断清理掉),孑孓成熟后形成蛹,羽化后成为蚊子。雌蚊会被人体的高热量、重气味、深颜色所吸引,逮住机会就利用刺吸式口器进行吸血。一旦被蚊子叮咬,不要过度抓挠,否则可能产生新的伤口,造成感染,可用小苏打加水涂抹患处,也可以涂抹风油精、白花油、清凉油等止痒药剂。
图8:库蚊的生活史。依次为卵、孑孓、蛹和成虫(吸血前后)[12]
蚊子的口器看起来像是一根注射针,实际上包含了上唇、上颚(2条)、舌、下颚(2条)、下唇,五种共七条结构。其中下唇像是剑鞘,不刺入人体,起支撑作用,其他结构组成的口针刺入人体皮肤,通过上颚和下颚切割组织并寻找血管,一旦找到血管,上唇负责吸血,而舌负责注入唾液。蚊子的唾液含有抗凝血和麻醉成分,可以麻醉我们的神经,并阻止血液凝固,从而在不引起我们注意的情况下吸个血饱。
图9:蚊子的刺吸式口器[13]
图10:蚊子将口器刺入皮肤(上)并寻找血管(中)以进行吸血(下)[14]
蚊子叮咬的危害不在于那点血液的流失,致命的是蚊子在叮人的时候流的那点哈喇子(唾液)。当蚊子叮咬你时,它会使用特殊的刺吸式口器刺穿你的皮肤,还会将唾液注入你的皮肤。你的身体会对唾液产生超敏反应,从而导致肿块和瘙痒。
而叮咬了感染者的蚊子就会获取病原体,又会在叮咬其他人时将病原体随着唾液注入人体,传染给其他人。需要注意的是,这个过程并不是单纯的转移、运输,而是发生了“病原体感染蚊子,并繁殖扩增”的过程——虫媒传染病原体首先感染蚊子的中肠,并繁殖扩增,再通过唾液腺进入唾液,最后随着唾液注入到新的个体中。不同传染病的具体过程有所差异,例如,疟原虫在蚊子中肠孵化卵囊,并释放子孢子,子孢子再通过蚊子循环系统穿越到唾液腺,进入唾液,而黄热病病毒则可以直接在唾液腺内复制。非虫媒传播的血液传染病,例如肝炎病毒、艾滋病病毒,虽然可以通过血液进入蚊子体内,但是不能感染蚊子而实现扩增,更不能利用唾液腺进入唾液,所以几乎不可能通过蚊子进行传播。
图11:蚊媒传染病的病原体传播过程。病原体在蚊子体内进行了扩增。[15]
消灭蚊子功德无量
消灭蚊子是消灭蚊媒传染病的有效手段。总的来说,有物理、化学和生物三类措施。从效果上看,可以大致分为避蚊(蚊子在、咬不到你)、驱蚊(赶走蚊子)、灭蚊(杀死蚊子)三个层次。
物理手段:机械阻挡,纱窗、蚊帐、长袖长裤避免蚊子靠近你咬到你。蒲扇或风扇也可以将蚊子吹走,出去遛弯记得拿一把蒲扇。通过清理积水破坏蚊子幼虫生长环境的方式,也可以达到治理蚊虫的效果。使用紫外线等光源来吸引并消灭蚊子的驱蚊灯效果并不好,而且容易吸引其他昆虫。拍死,简单粗暴,解恨。
化学手段:使用含有避蚊胺、驱蚊酯等成分的驱蚊液驱蚊;使用菊酯类杀虫剂杀灭蚊子。也可以使用糖分、乳酸、辛烯醛或商业诱捕剂诱捕蚊子。
生物手段:保护捕食蚊子的天敌,使用能够感染蚊子的病原体进行生物防治,或者使用基因改造过的蚊子来干扰蚊子的繁殖过程。如果要进入虫媒传染病流行的疫区,需要注意防护并注射可用的疫苗。相关信息可以关注我国使馆网站[16]。
Tips:寂静的春天
《寂静的春天》是一部在环境保护方面具有划时代意义的书,它所掀起的舆论浪潮导致美国农药使用政策发生逆转,最终导致美国成立环境保护署。
1939年,瑞士化学家穆勒(Paul Hermann Müller)发现二氯二苯基三氯乙烷(俗称DDT)具有很好的杀虫作用。二战后半期,DDT被广泛用于疟疾和斑疹伤寒的虫媒杀灭。DDT成为控制疟疾的大功臣,穆勒也于1948 获得诺贝尔生理学或医学奖[17]。几乎同时,卡森(Rachel Carson)关注到杀虫剂对环境,特别是鸟类的影响,最终出版了《寂静的春天》一书。书中列举了各地滥用杀虫剂所造成的种种危害,促使公众普遍关注农药与环境污染。
图12:DDT曾广泛用于环境和个人的害虫消杀丨来源:维基百科
图13:蚊子咬人坏坏![18](思考题:图中卡通形象大概是一只什么蚊子?)
快看看家里水培缸里长没长孑孓吧-_-||
参考文献
[1] https://www.gatesnotes.com/Health/Most-Lethal-Animal-Mosquito-Week
[2] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/vector-borne-diseases
[3] https://www.wrbu.si.edu/vectorspecies/mosquitoes/aegypti
[4] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/dengue-and-severe-dengue
[5] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/yellow-fever
[6] https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=18764
[7] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/malaria
[8] https://www.who.int/zh/news/item/30-06-2021-from-30-million-cases-to-zero-china-is-certified-malaria-free-by-who
[9] https://euresisjournal.org/difference-between-culex-and-anopheles-mosquito
[10] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/japanese-encephalitis
[11] http://www.xinhuanet.com/politics/2018-04/24/c_1122732440.htm
[12] https://www.cdc.gov/mosquitoes/about/life-cycles/culex.html
[13] https://cronodon.com/BioTech/Insects_nutrition.html
[14] https://www.natgeomedia.com/science/article/content-6424.html
[15] https://www.nytimes.com/interactive/2016/health/what-is-zika-virus.html
[16] https://www.mfa.gov.cn/ce/cesr/chn/zytz/t1528594.htm
[17] https://en.wikipedia.org/wiki/DDT
[18] https://www.cdc.gov/mosquitoes/mosquito-bites/symptoms.html
出品:科普中国
特 别 提 示
1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“,可查阅不同主题系列科普文章。
2. 『返朴』提供按月检索文章功能。关注公众号,回复四位数组成的年份+月份,如“1903”,可获取2019年3月的文章索引,以此类推。
版权说明:欢迎个人转发,任何形式的媒体或机构未经授权,不得转载和摘编。转载授权请在「返朴」微信公众号内联系后台。