שיטות חקלאיות ודפוסי נדידת ציפורים הקשורים לנגיף מערב הנילוס התפשטו באירופה

מחקר שפורסם בכתב העת PLOS פתוגנים מגלה ששימוש בקרקע חקלאית ותנועות ציפורים הם הגורמים העיקריים האחראים להתפרצויות של נגיף מערב הנילוס באירופה.

מחקר: נגיף מערב הנילוס התפשט באירופה: ניתוח דפוס פילוגוגרפי ומניעים מרכזיים. קרדיט תמונה: קטרינה קון / Shutterstock

רקע כללי

זיהומים של בני אדם ובעלי חיים על ידי וירוסים הנישאים על ידי יתושים הפכו לדאגה מרכזית לבריאות הציבור ברחבי העולם. באירופה, התפשטות נגיף הנילוס המערבי (WNV) גדלה בהדרגה באזורים גיאוגרפיים רבים בעשורים האחרונים. וירוס זה יכול לגרום לזיהום חמור בבני אדם.

WNV הוא וירוס RNA עטוף, חד-גדילי המועבר לבני אדם ובעלי חיים באמצעות יתושים כווקטורים וציפורים כמארחי מאגר מגבירים. תשע שושלות נפרדות של WNV זוהו ברחבי העולם, כאשר WNV-1 ו-WNV-2 הם הזנים המזוהים בעיקר בבני אדם ובבעלי חיים. עד כה, זנים WNV-3 עד WNV-9 זוהו ביתושים, ציפורים, סוסים ודו-חיים.

WNV זוהה לראשונה באירופה בשנת 1960. מאז 1996, נרשמה זירוז בהתפרצויות WNV בדרום מזרח ומרכז אירופה. בשנים האחרונות זוהתה באירופה התקוממות במקרים של WNV-1 ו-WNV-2, מה שעלול להשפיע באופן משמעותי על בריאות האדם ובעלי החיים.

במחקר זה, מדענים חקרו את דינמיקת השידור של WNV באירופה והעריכו את הגורמים האחראים להעברת WNV.

ללמוד עיצוב

המדענים שילבו רצפי גנום של WNV, נתונים אקולוגיים ונתונים אפידמיולוגיים במודלים פילודינמיים כדי למפות את ההיסטוריה של האבולוציה וההעברה של WNV באירופה. הם פיתחו מודלים פילוגוגרפיים מפורשים באופן מרחבי כדי לקבוע את ההשפעה של גורמים שונים על כיוון ומהירות הפיזור הנגיפי.

יתר על כן, הם השתמשו במודל ליניארי כללי (GLM) כדי להעריך כיצד שינויים בטמפרטורת הסביבה ובמגוון הביולוגי עשויים לחזות את השונות במגוון הגנטי הנגיפי במהלך שני העשורים האחרונים.

תצפיות חשובות

המחקר מצא מסלולים אבולוציוניים ברורים עבור שושלות WNV-1 ו-WNV-2 ותתי שושלות WNV-2a ו-WNV-2b באירופה. מתוך שש שושלות שנמצאו באירופה, WNV-2a זוהה כתת-השושלת השולטת, המהווה 73% מהרצפים הנגיפיים הזמינים לציבור שהתקבלו מאירופה. נמצא כי תת-שושלת זו התפשטה ל-14 מדינות לפחות.

ניתוח פילוגנטי של רצפי נוקלאוטידים מלאים וחלקיים של WNV שזוהו מאירופה. המרחקים האבולוציוניים חושבו באמצעות מודל GTR+I האופטימלי, העץ הפילוגנטי נבנה בשיטת הסבירות המקסימלית (ML). ערכי Bootstrap ניתנים עבור 1000 שכפולים. (א) עץ ML מכל השושלות שנמצאו באירופה. ענפי השושלות כולם ממוטים ומוצגים כמלבנים; (ב) תת העץ של רצפי WNV-2; (ג) התפלגות שושלות WNV לאורך זמן תוך שימוש באותו צבע שמופיע על העץ; (ד) התפוצה הגיאוגרפית של שושלות WNV. מפה עם תרשים עוגה קטן המציג את המספר הכולל של רצפים שזוהו (בסולם לוגריתמי) לכל מדינה, כאשר כל פרוסה פרופורציונלית למספר שושלות WNV הייחודיות בתוך אותה מדינה. קובץ הצורה האירופי ששימש במחקר התקבל מ-Data and Maps for ArcGIS (לשעבר Esri Data & Maps, https://www.arcgis.com/home/group.html?id=24838c2d95e14dd18c25e9bad55a7f82#overview) תחת רישיון CC-BY 4.0.

ממצאי המחקר חשפו ש-WNV-2a התפתח לשני צבירים מרכזיים במחזור משותף (אשכולות A ו-B) בשני העשורים האחרונים והועבר למערב (אשכול A) ולדרום (אשכול B). שני האשכולות הגיעו ממרכז אירופה והראו היסטוריה דינמית ודפוסי שידור ברורים.

המדענים שיערו ש-WNV-2a הוצג לראשונה לאירופה דרך ציפורים נודדות למרחקים ארוכים. במהלך מחזורו באוכלוסיות ציפורים מקומיות ובמארחים אחרים, WNV-2a התפתח, גיוון והועבר ברחבי יבשת אירופה.

מהירות הפיזור של WNV-2a הוערכה כ-88 עד 215 קילומטרים לשנה, מה שמתאם לתנועות ציפורים. שימוש בקרקע חקלאית זוהה כגורם חזק המניע את התפשטות ה-WNV.

באופן ספציפי, הגורמים הקשורים לגידולים ולייצור בעלי חיים, כגון כיסוי קרקע חקלאית, מרעה, צמחייה מעובדת ומנוהלת וצפיפות בעלי חיים, הראו קשרים חיוביים עם מהירות הפיזור וכיוון ההולכה של WNV. כמו כן, נצפה קשר חיובי בין כיוון העברת ה-WNV, כיסוי שטחי ביצה ומסלולי טיסות של ציפורים נודדות.

המדענים הדגישו כי ייתכן שהאזורים עם פעילות חקלאית ברמה גבוהה השפיעו על מהירות הפיזור של WNV ועל כיוון ההעברה שלו באירופה. כפי שציינו המדענים, פעילות חקלאית ברמה גבוהה קשורה לאובדן משמעותי של המערכת האקולוגית הטבעית, הפחתת מגוון היתושים והציפורים והשראת בתי גידול מימיים. כל הגורמים הללו יכולים להגביר את ההעברה של פתוגנים הנישאים וקטורים.

יתר על כן, שינוי בנתיבי נדידת הציפורים עקב אובדן בתי גידול יכול להשפיע על העברת ה-WNV לטריטוריות חדשות. המחקר מצא שידור גבוה יותר של WNV למיקומים עירוניים, שבהם שפע יתושי הבית הנפוצים גבוה במידה ניכרת בגלל הזמינות של בתי גידול מימיים מלאכותיים, נוכחות של אקלים חם יותר ושפע נמוך יותר של טורפים.

משמעות המחקר

המחקר מוצא מגוון שושלת גבוה של WNV באירופה. לשימוש בקרקע חקלאית יש את ההשפעה הגבוהה ביותר על הכיוון והמהירות של העברת WNV, אשר נקשרה ישירות לעיור ולשינוי בית הגידול של ציפורים.

המדענים מדגישים את הצורך לחזק את המעקב הווירולוגי במרכז אירופה, שם יש סיכוי גבוה יותר להתרחש התפרצויות WNV. מעקב מוגבר נחוץ גם באזורים עם צפיפות חקלאית גבוהה.