研究

疾病的侦探

Student researchers partner with the county health department to track down mosquitoes

电竞赌博平台(电竞赌博平台)的研究生米歇尔·黄(Michelle Huang)和三年级学生约瑟夫·阿夫索(Joseph Afuso)穿上涉水靴,在皮肤上喷了一层驱蚊剂,然后开始收集补给, 包括一些干冰, 黄把它倒进一个圆形的保温瓶里.

蚊子被干冰释放的二氧化碳所吸引, 两个人希望他们在圣·琼斯设置的三种不同类型的陷阱能吸引一些蚊子. 约瑟夫县的 Spicer湖.

两个人带着捕蚊器走在一条树木繁茂的小路上.
一名学生将一瓶红色的干冰倒入一个悬挂的蓝色保温瓶中.
大三学生约瑟夫·阿夫索和研究生米歇尔·黄带着他们的物资在斯派塞湖周围散步, 包括一些干冰, 黄把它倒进一个圆形的保温瓶里.

印第安纳州54种不同种类的蚊子, around eight to 10 — there is not a firm number — are considered public health hazards. 该大学的生物科学系开始与圣. 约瑟夫县卫生局 this summer to boost vector surveillance efforts. 尽管卫生部门监控着全县的捕蚊器, 由于缺乏工作人员,而且距离斯派塞湖很远,技术人员无法监控这个蚊子密集的地方. 该县需要一种方法来进一步监测东部马脑炎(EEE)和西尼罗河病毒的潜在暴发, 电竞赌博平台想要一个新的机会,让本科生参与公共卫生方面的研究.

电竞赌博平台在媒介生物学方面的丰富历史——研究某些生物体如何通过从一个宿主身上获取病原体并感染另一个宿主来传播感染——使这一合作成为完美的选择.

该项目始于6月份的顾问培训 詹妮弗Robichaud, 副教授,生物科学系本科研究主任, 黄和阿富索. 到2021年8月底, Robichaud邀请了三名高中生参加, 和其他电竞赌博平台的本科生也加入了这个项目. 所有人都对从事公共卫生研究感到兴奋.

“有些项目管理起来要困难得多, 就像去诊所处理病人隐私一样,” 玛丽·安·麦克道尔他是生物学教授,也是美国科学学会的成员 Eck全球健康研究所. 麦克道尔, who served as interim associate dean of research and graduate studies until September, 提出这个项目的想法. “But with mosquitoes there are so many opportunities for modeling for things like climate change, 疾病…许多其他衍生产品来收集和分析数据.”

两个模糊不清的女人带着捕蚊器走在一条小路上. 一个棕色的牌子上写着“湿地小径”.
在夏天, 该团队通常每周有三天徒步前往斯派塞湖设置陷阱并收集蚊子.
Illustration of a blue thermos hanging from a branch, alongside a mesh trap with a light.
光陷阱: Carbon dioxide from a thermos filled with dry ice and light attracts mosquitoes to this trap. 悬挂在一个小金属圆顶下的风扇,把它们吹进悬挂在灯光下的圆形陷阱里.

在夏天, 黄和阿夫索通常每周有三天徒步去斯派塞湖, 在烈日下或雾蒙蒙的雨中. 在星期二和星期三,他们设置陷阱, 然后在周三和周四收集蚊子. 在七月的一个星期三, 他们以极快的速度走到第一个采光处, 挂在离树林半英里远的一棵树上. 黄把保温瓶装满了干冰. Afuso changed out the portable battery on the forest floor that is connected to a light and a fan, 悬挂在一个小金属穹顶下. 灯下挂着一个用网罩着的圆形陷阱.

这个装置的原理很简单:光和二氧化碳的结合吸引蚊子. 但他并没有得到一顿满意的血餐, 它们被风扇的力量吹进了陷阱.

Afuso pulled out the net, which contained mosquitoes, beetles, moths and other insects. He tied it off in preparation for its trip back to the laboratory in 225 Jordan Hall, 在实验室标准的白色Frigidaire冰箱里冷冻之前,昆虫会在那里干燥一会儿. 团队将收集, 排序, 在10月中旬蚊季结束前对所有蚊子进行鉴定和计数, but they are particularly looking for the females of the species that may carry the viruses.

捕光器顶部的发光灯泡.
A woman in sunglasses wearing a 电竞赌博平台 t-shirt 检查诱蚊灯.
詹妮弗Robichaud, 副教授,生物科学系本科研究主任, 检查诱蚊灯.

There has been particular interest in hunting down mosquitoes that carry EEE locally, 因为这种疾病在2019年感染了印第安纳州的14匹马,并导致埃尔克哈特县的一名居民死亡——这是该州自1964年以来首次报告死亡病例. There was another human case in 2020 in LaPorte County, along with four horse cases in the state. 疾病的浪潮突然袭来, 人们措手不及,布雷特·戴维斯说, 环境卫生助理主任圣. 约瑟夫县卫生局.

“该县一度有一个非常大的害虫控制项目,他说, 描述了西尼罗河病毒恐慌如何在21世纪初加强了全国各地的项目, 之后,由于资金减少,项目被缩减. 当EEE到达该地区时,“我有一些过去几年的陷阱,我又开始做很多陷阱.”

Mosquitoes become infected with EEE when they bite birds, which are plentiful at Spicer湖. 人类, 马, llamas and a few other species become infected when they are bitten by an infected mosquito, 但这些哺乳动物不会传播这种疾病. 在人类中,症状开始于发烧、脖子僵硬、头痛和缺乏能量. 然后他们会出现脑部炎症和肿胀. 大约30%感染EEE的人死亡, 而那些幸存下来的人通常是终身残疾. 这种疾病在人类身上没有治疗方法.

一个戴着蓝色手套的蒙面学生拿着装有蚊子的透明瓶子.
Afuso holds mosquitoes and other small insects collected in traps at Spicer湖.

戴维斯的工作为2019年在危险地区进行空中喷洒以杀死蚊子的资金铺平了道路, and the department assigned one of its interns to aid the vector surveillance efforts in 2020. EEE was identified in surrounding 印第安纳州 counties last year, and in Berrien County in Michigan. “我们在一个甜甜圈的中间, which is not a good place to be; it proved that 2019 wasn’t an isolated year,戴维斯说.

他对电竞赌博平台的帮助表示感谢, 特别是因为EEE感染似乎以三年为一个周期,他希望加大监测力度. 到目前为止,密歇根州巴里县的一只蚊子被检测出EEE呈阳性. “这是一个双赢的局面, 因为尽管斯派塞湖不是地图上的沼泽, it is a similar environment and a great area to collect mosquitoes that have fed on birds,戴维斯说. “这对我们帮助很大.”

阴影下的树木矗立在前景中,阳光明媚的沼泽地区在背景中.
位于St . west Spicer湖自然保护区的沼泽地区. 约瑟夫县.
Illustration of a black box, open on one side to a red-painted interior on the forest floor.
静止陷阱: 内饰漆成红色, 休息陷阱是为了模仿蚊子进食后休息的猪笼草.

黄和阿夫索在斯派塞湖使用的不仅仅是光阱. One series of eight traps, called resting traps, is located on the forest floor. 内饰漆成红色, 每个盒子都是为了模仿猪笼草,蚊子在进食后把猪笼草作为休息的地方. 为了把蚊子从这些, 黄和阿夫索首先把N-95口罩戴在脸上. 黄用一块丙烯酸方巾盖住了盒子的正面, 然后把三乙胺喷到侧面的一个洞里. 三乙胺喷雾剂足以使蚊子昏迷,以至于阿夫索能够用一个小吸引器把它们从盒子里吸出来. On this mission, the team retrieved only five mosquitoes, but can collect as many as 100.

一男一女从森林地面上的捕桶器中收集食物.
Afuso和Robichaud从重力陷阱中提取蚊子, 携带西尼罗河病毒的蚊子喜欢在哪里产卵.
一个黑色容器的插图,上面有圆网陷阱.
妊娠陷阱: 这些陷阱是装满水和腐烂的苜蓿的塑料容器, 并散发出一股粪便的气味.

他们跳回货车,驶向森林边缘, 在田野的对面, 从第三套陷阱中抽取蚊子. These gravid traps are plastic containers filled with water and decaying alfalfa, 并散发出一股粪便的气味. 但是携带西尼罗河病毒的蚊子喜欢在炖肉上产卵, so collecting them is important for identifying the numbers of the Culex genus of mosquitoes, 哪些人最有可能携带西尼罗河病毒.

每次收集完成后, 学生们把他们的战利品带回校园, 约旦第225章的身份证明是从哪里开始的. The laboratory room is decked out with microscopes and boxes containing records of mosquito surveys. 许多是由 乔治·克雷格,电竞赌博平台第一位昆虫学家和媒介生物学家 who completed population studies on mosquitoes for most of his 38 years at 电竞赌博平台, 直到1995年去世. 学生们将把克雷格的数据记录到一个新的数字数据库中,这个数据库可以用于数学建模.

Robichaud, 这个项目的指导老师, 确保蚊子和其他昆虫被放入培养皿中. 学生们用镊子把它们挑出来,找出所有的雌蚊子, 把所有不同的属和种分开. 有些工作不用显微镜也能完成, 但是其他的工作必须在放大的情况下完成.

“It’s very easy to tell the difference between the males and females without a microscope,黄说。, describing how male mosquitoes have what appear to be fuzzy faces because of their bushy antennae.

Robichaud described several of the different types of mosquitoes to Oliver Munn, 他是亚当斯高中的一名大四学生,也加入了这个项目. 他把盘子里的蚊子和其他虫子分开, 他形容这个过程“几乎是放松的”.”

“And I’m pretty excited to participate in science that will have a positive impact on the community,穆恩说.

实验室的桌子上摆着一箱箱的马尼拉文件夹. 显微镜和捕蚊器在其他桌子上.
The laboratory is decked out with microscopes and boxes containing records of mosquito surveys, 许多是由乔治·克雷格完成的.
乔治·克雷格的黑白照片配上一只蚊子的插图.
乔治·克雷格,电竞赌博平台第一位昆虫学家和媒介生物学家, completed population studies on mosquitoes for most of his 38 years at 电竞赌博平台.

所有的蚊子都被识别和计数, Robichaud说, 作为项目的一部分. 后计算, 雄性被丢弃是因为它们不咬人, 因此不能成为疾病的传播媒介. Robichaud教学生们如何在显微镜下区分不同种类的蚊子, and mosquitoes in the few genera that can carry disease are sent to Davis at the St. 约瑟夫县卫生局.

He combines these mosquitoes with the samples collected from the rest of the county. 尽管他和电竞赌博平台的研究人员可以识别不同类型的携带疾病的蚊子, 他们无法判断蚊子实际上携带的是西尼罗河病毒还是EEE. 为了找出答案, 戴维斯每周三通过优先邮件将这些昆虫运送到印第安纳州卫生部(这样它们就可以在周五到达,而不会在周末的热邮箱中退化), 在那里,昆虫可以使用一种叫做逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的实验室技术进行检查。. 该过程放大RNA序列以识别病毒的存在, and has become better known during the past year because of testing during the COVID-19 pandemic.

这个过程对蚊子来说并不美好. 布莱恩价格, 印第安纳州卫生部的高级医学昆虫学家, 指导另外三位在北方工作的昆虫学家, 位于该州中部和南部. Samples received from county health departments or towns that assist in sampling, 以及IDOH地区昆虫学家收集的数据, are taken to the State Department of Health Virology Lab in 2-milliliter microcentrifuge tubes, 装有无菌滚珠轴承. 实验室工作人员在加试剂, 使用涡流混合器, 旋转样本,将蚊子粉碎成可怕的鸡尾酒.

After the samples are tested, Price reports the findings to the counties with positive samples.

一个学生通过显微镜观察一个装有许多蚊子的托盘, 用镊子把它们分类.
一个托盘上的许多蚊子的特写,用镊子分类.
蚊子被放入培养皿中, and students pick through them with tweezers to find all of the female mosquitoes, 把所有不同的属和种分开.

一个样本中可能有多达100只蚊子,也可能只有3到4只. 用一只蚊子来完成这个过程是没有用的,也是不可能的, 说价格, 谁住在印第安纳波利斯. 周转时间从4天到7天不等, 尽管在COVID-19大流行期间, 一些分析需要更长的时间.

“这是一场与蚊子的持久战,普赖斯说。, 她的母亲是圣玛丽学院的学生,她的前任是谁, 迈克尔Sinkso, 是乔治·克雷格实验室的学生. “When I was growing up, the only mosquito-borne disease anyone paid attention to was St. 路易脑炎,在六七十年代和八十年代是最流行的.”

“If we can continually improve our predictions with more and more surveillance data, 病媒控制部门可以做得更有针对性, 有效的抽样和减少措施.” 詹娜Coalson

西尼罗河病毒于1999年像一列高速行驶的火车一样进入美国, 2002年在印第安纳州首次发现. “现在我们可以绘制出西尼罗河每年的增长图表,你可以在某种程度上预测什么时候可能会看到人类疾病,普莱斯说. 西尼罗热在人类中从无症状到死亡都有发生, which occurs in 10 percent of cases that progress to the more serious neuroinvasive form.

当然, 价格说, 因为在这个国家,大多数人比世界上其他地方更容易控制和避免蚊子叮咬,而其他地方的蚊子更多,潜在的疾病种类也更多, 他不建议人们仅仅因为可能遇到蚊子就避开斯派塞湖这样的地区. He advises people to wear proper clothes and use spray-on mosquito repellents to avoid being bitten.

“我在脸谱网和Instagram上有朋友谈论他们出去钓鱼时是如何被‘生吞活剥’的, 这是不可能发生的. 我想说, “你没有涂驱虫剂,’”普赖斯说。, 谁作为国家昆虫学家工作了14年. “人们应该采取一切措施避免蚊子叮咬——确保把轮胎和其他东西上的水倒掉, 确保你的排水沟畅通,尽可能在你自己的房子周围做些什么.”

一些携带疾病的蚊子

A mosquito with white markings on it's body and legs sucks on skin against a leafy background.

疾病预防控制中心

白纹伊蚊

栖息地
Small, shaded bodies of water surrounded by vegetation, as well as tree holes and pitcher plants. 也在人造容器中繁殖,如轮胎和鸟浴. Found primarily in the Eastern and central parts of the country, as far north as northern 印第安纳州.

它可能携带的疾病
西尼罗病毒, 东部马脑炎病毒, 狗犬恶丝虫, Zika病毒, 基孔肯雅热, 登革热, 也可能是圣路易斯脑炎病毒和拉克罗斯脑炎病毒

棕色蚊子的俯视图.

Jedesto

尖音库蚊

栖息地
美国北部和加拿大南部天然的或人工的积水或死水.

它可能携带的疾病
西尼罗河病毒和圣路易斯脑炎病毒

一只棕色的蚊子坐在皮肤上.

肖恩·麦肯

Coquillettidia perturbans

栖息地
有大量水生植物的淡水沼泽和湖泊边缘. Found throughout North America, especially in the eastern half of the United States.

它可能携带的疾病
西尼罗病毒和东部马脑炎病毒

His advice doesn’t mean that further surveillance and modeling shouldn’t be part of the plan, 他和研究人员说. 詹娜Coalson, 生物科学系和艾克全球健康研究所前执业助理教授, 一直在为建模和空间分析提供建议. 研究人员将把蚊子监测数据与圣安东尼奥可用的其他空间数据来源联系起来. 约瑟夫县,其中可能包括来自美国的人口数据.S. 人口普查或当地特定的健康记录, 天气信息和卫星图像数据显示的土地覆盖.

“如果蚊子大量出现在人口密度高的地区或弱势群体,我们会特别担心,科尔森说. “If we can continually improve our predictions with more and more surveillance data, 病媒控制部门可以做得更有针对性, 有效的抽样和减少措施.”

Afuso对研究的地理方面也很感兴趣. “我一直在考虑从事流行病学方面的工作, 所以这个项目让我很好地了解了公共卫生项目是如何运作的,以及它们有什么影响,他说.

正在进行的研究, 从蚊子种群计数到建模的所有不同形式, 也许有一天会扩展到蜱虫, 戴维斯和麦克道尔说. 但是现在, 这个季节完成的工作, 是由理学院和艾克研究所资助的, 应该帮助完成剩下的研究吗. 这将使该县离蚊媒疾病的安全更近一步, 最终的结果将是生活在印第安纳州北部和密歇根州西南部的人们的安全得到改善.

“We hope to continue growing these relationships into the next collection seasons, 并希望在病媒监测活动中发挥更大的作用,从而释放县卫生资源,黄说.

戴维斯同意.

“前途无量,”他说.