常(chang)見(jian)的(de)媒介(jie)生(sheng)物(wu)包(bao)括(kuo)蚊(wen)、蠅(ying)、鼠(shu)、蟑(zhang)螂(lang)、臭蟲、跳蚤、螞(ma)蟻、等(deng)。受(shou)全(quan)球氣(qi)候(hou)變化(hua)等(deng)影(ying)響(xiang)，媒介(jie)生(sheng)物(wu)增加(jia)了(le)人(ren)畜(chu)共(gong)患病的(de)傳(chuan)播風(feng)險，引(yin)起了(le)全社(she)會的(de)重(zhong)視(shi)和關註。媒介(jie)生(sheng)物(wu)在長(chang)期的(de)宿(xiu)主(zhu)-病原(yuan)體協(xie)同進化(hua)中形(xing)成了特殊的(de)生(sheng)理(li)生(sheng)態(tai)適(shi)應(ying)性和耐受(shou)性(xing)，由(you)此(ci)為媒介(jie)生(sheng)物(wu)傳染性(xing)疾(ji)病致(zhi)病機(ji)制(zhi)和防控的(de)研究衍生(sheng)出(chu)復雜(za)的(de)生(sheng)命(ming)科學問(wen)題(ti)。

高(gao)通量高(gao)分辨(bian)率媒介(jie)生(sheng)物(wu)呼(hu)吸(xi)表型(xing)監測(ce)系統是由(you)美(mei)國Sable Systems International動物(wu)呼(hu)吸(xi)代(dai)謝測量公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de)壹(yi)款(kuan)高(gao)通道(dao)（16、32通道(dao)可(ke)選(xuan)）、高(gao)分辨(bian)率及(ji)自(zi)動化(hua)的(de)媒介(jie)生(sheng)物(wu)呼(hu)吸(xi)表型(xing)監測(ce)儀器，能夠(gou)監(jian)測媒介(jie)個體或(huo)群體的(de)實(shi)時(shi)氧(yang)氣(qi)消(xiao)耗、二(er)氧(yang)化(hua)碳產量、水汽(qi)代謝、活動強度(du)等(deng)參(can)數(shu)，可廣(guang)泛(fan)用於(yu)媒介(jie)生(sheng)物(wu)從(cong)蟲卵、幼(you)體到(dao)成體的(de)全(quan)齡(ling)段(duan)呼(hu)吸(xi)與(yu)活動模(mo)式、代謝機(ji)理(li)和控制(zhi)策(ce)略研究，以(yi)應(ying)對(dui)各(ge)類潛(qian)在(zai)媒介(jie)生(sheng)物(wu)疾(ji)病傳(chuan)播風(feng)險。

媒介(jie)生(sheng)物(wu)呼(hu)吸(xi)表型(xing)系統(tong)作為媒介(jie)生(sheng)物(wu)呼(hu)吸(xi)生(sheng)理(li)學(xue)研究控制(zhi)與(yu)監測方(fang)面的(de)產(chan)品(pin)，主(zhu)要具(ju)備(bei)以下(xia)特點：

1.改(gai)變(bian)了傳統的(de)單(dan)只個體的(de)封(feng)閉或(huo)半(ban)封(feng)閉式測量模式，實現每個(ge)測(ce)量室都(dou)有(you)實時(shi)氣(qi)流通過(guo)的(de)*開(kai)放式測量，避免(mian)了(le)測量時(shi)內(nei)出(chu)現缺氧(yang)（hypoxia）或(huo)高(gao)碳酸血(xue)癥(zheng)（hypercapnia），可(ke)壹次(ci)測(ce)量多達16只個體。

2.真(zhen)正(zheng)測量媒介(jie)個體的(de)呼(hu)吸(xi)模(mo)式和行(xing)為規(gui)律(lv)，使(shi)得科學實(shi)驗結(jie)果值得(de)信(xin)賴，高(gao)效指導實(shi)踐(jian)應(ying)用。

3.快(kuai)至15秒就(jiu)可以完成壹只個體的(de)代(dai)謝監測，這代(dai)表了目(mu)前技術(shu)的(de)高(gao)水平(ping)。

4.數(shu)據(ju)可以(yi)通過(guo)SD卡（最大(da)支(zhi)持32G）把(ba)帶時(shi)間(jian)標(biao)簽的(de)CSV格式直接(jie)導出(chu)或(huo)記(ji)錄到(dao)計(ji)算機(ji)進壹步(bu)分析。如(ru)下圖顯示(shi)：以果蠅(ying)為實(shi)驗對(dui)象，測試(shi)個體在(zai)10小(xiao)時(shi)內(nei)（N=16）多(duo)路復用系(xi)統監(jian)測(ce)下(xia)的(de)1秒活動強度(du)。從(cong)活動強度(du)值和二(er)氧(yang)化(hua)碳產量（VCO2）曲(qu)線中可識別出(chu)實驗對(dui)象休(xiu)息(xi)和活動時(shi)間(jian)的(de)能(neng)力(li)，以(yi)及(ji)VCO2隨(sui)活動水(shui)平(ping)的(de)變(bian)化(hua)。此(ci)外(wai)，曲(qu)線數(shu)據(ju)也(ye)顯(xian)示(shi)了個(ge)體活動隨(sui)光(guang)周(zhou)期變(bian)化(hua)的(de)規(gui)律(lv)。   

5.可(ke)選(xuan)配媒介(jie)生(sheng)物(wu)行(xing)為（包(bao)括(kuo)活動軌跡(ji)、運動距(ju)離(li)、取食(shi)傾向(xiang)等(deng)2D或(huo)3D行(xing)為監(jian)測）、氣(qi)體（氧(yang)氣(qi)、二氧(yang)化(hua)碳、水汽(qi)以及(ji)其它(ta)可(ke)檢測(ce)氣(qi)體）、熱成像監測(ce)，以(yi)及(ji)珀爾(er)貼(tie)溫控等(deng)單(dan)元(yuan)。

6.專(zhuan)業(ye)的(de)參(can)考(kao)文獻(xian)案例，屬(shu)於(yu)前沿科技。

主(zhu)要性(xing)能指(zhi)標(biao)：

1.氣(qi)流流(liu)速：5毫(hao)升/分(fen)鐘-200毫(hao)升/分(fen)鐘，質(zhi)量流量計(ji)，PID精(jing)確(que)控制(zhi)，精(jing)度(du)為2%，或(huo)定制(zhi)其它(ta)量程(cheng)。

2.測(ce)量時(shi)間(jian)：15秒-3小(xiao)時(shi)可(ke)程(cheng)序(xu)化(hua)選(xuan)擇；基線測量時(shi)間(jian)：15秒-3小(xiao)時(shi)可(ke)程(cheng)序(xu)化(hua)選(xuan)擇。

3.氣(qi)壓(ya)測(ce)量：分辨(bian)率1Pa，精(jing)度0.05%。

4.光(guang)照(zhao)水(shui)平(ping)：0.1-5000勒克斯。

5.溫度(du)測(ce)量：0-50℃，分(fen)辨率0.01℃，精(jing)度±0.25℃。

6.模(mo)擬輸入：6個(ge)模擬輸入，16bit分(fen)辨率，-5至+5伏(fu)電(dian)壓(ya)信(xin)號，可(ke)接(jie)SSI其它(ta)儀器或實(shi)驗室其它(ta)氣(qi)體分(fen)析儀等(deng)。

7.雙(shuang)通道(dao)高(gao)精度(du)差(cha)分(fen)式氧(yang)氣(qi)分析測(ce)量儀：燃(ran)料電池(chi)原(yuan)理(li)氧(yang)氣(qi)傳感器，氧(yang)氣(qi)濃度(du)量程(cheng)0-100%，精(jing)度0.1%，分(fen)辨率0.0001%，響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)小(xiao)於(yu)7秒，24小(xiao)時(shi)漂(piao)移(yi)<0.01%，溫度(du)、壓(ya)力(li)自(zi)動補(bu)償(chang)；

8.超(chao)高(gao)精度(du)二(er)氧(yang)化(hua)碳分析測(ce)量儀：用於(yu)測(ce)量微小(xiao)昆蟲（比(bi)如果蠅(ying)、蚊(wen)子(zi)等(deng)）或(huo)蜱(pi)蟎(man)類微(wei)小(xiao)動物(wu)的(de)呼(hu)吸(xi)代(dai)謝，可同時(shi)測(ce)量CO2濃(nong)度和H2O濃(nong)度；CO2量程(cheng)0-3000ppm；準(zhun)確(que)度<1%；分(fen)辨率0.01ppm；H2O量程(cheng)0-60mmol/mol；準(zhun)確(que)度1%；

9.二(er)次抽樣單元(yuan)：內(nei)置(zhi)氣(qi)泵(beng)、精密針閥(fa)、質(zhi)量流量計(ji)，可用來給氣(qi)流樣本做(zuo)二(er)次抽樣，也(ye)可(ke)單獨作為氣(qi)源使(shi)用；流(liu)量範圍(wei)5-2000mL/min；精(jing)度為讀數(shu)的(de)10%；分(fen)辨率1mL/min；具(ju)備(bei)2行(xing)顯示(shi)LCD顯(xian)示(shi)屏(ping)；帶0-5V BNC模(mo)擬信(xin)號輸(shu)出(chu)；數字輸出(chu)RS-232；供(gong)電12-15VDC，20-350mA，配交(jiao)流電(dian)適配器；工作溫度(du)：0-50℃，無冷凝；重(zhong)量1.5kg；尺(chi)寸16cm×13cm×20cm；

產(chan)地：美(mei)國

應(ying)用案(an)例(li)1

蜱(pi)是落基山(shan)斑疹(zhen)熱的(de)主(zhu)要媒介(jie)，由(you)立(li)克(ke)次(ci)體細菌(jun)（Rickettsiae）引(yin)起。落基山(shan)斑疹(zhen)熱的(de)癥(zheng)狀(zhuang)包(bao)括(kuo)高(gao)燒(shao)、發冷、肌肉(rou)酸(suan)痛和頭痛。在(zai)某(mou)些情(qing)況下，它(ta)通常(chang)在(zai)發燒(shao)開始(shi)後(hou)2-4天(tian)發展可能(neng)成皮(pi)疹(zhen)擴(kuo)散到四肢。這種(zhong)疾(ji)病如(ru)果不及(ji)時(shi)治(zhi)療，就(jiu)會是(shi)致命(ming)的(de)。另壹種(zhong)傳播疾(ji)病是(shi)土(tu)拉(la)菌(jun)病，這(zhe)是(shi)由(you)土(tu)拉(la)弗(fu)朗西斯(si)菌(Francisella tularensis)引(yin)起的(de)，可(ke)通過(guo)兔(tu)子(zi)、小(xiao)鼠(shu)、松鼠和其他(ta)小(xiao)動物(wu)傳播，癥(zheng)狀(zhuang)包(bao)括(kuo)發熱、寒(han)戰(zhan)和淋(lin)巴結(jie)壓(ya)痛。蜱(pi)叮咬部(bu)位可能(neng)形(xing)成潰瘍。此(ci)外(wai)，蜱會導致(zhi)蜱(pi)麻(ma)痹，從(cong)而(er)導致(zhi)受(shou)影(ying)響(xiang)的(de)人(ren)出(chu)現嚴(yan)重(zhong)的(de)呼(hu)吸(xi)窘迫(po)和肌肉無力。

作(zuo)為強制(zhi)性(xing)的(de)吸(xi)血(xue)動物(wu)，它(ta)們(men)的(de)大(da)部(bu)分(fen)生(sheng)命(ming)時(shi)間(jian)都(dou)是在(zai)遠離(li)宿主(zhu)的(de)環(huan)境(jing)中度(du)過(guo)無食(shi)物(wu)狀(zhuang)態(tai)，因而成功(gong)存活對(dui)它(ta)們(men)至關重(zhong)要；然而學界對(dui)蜱(pi)蟲饑餓(e)耐受(shou)性(xing)的(de)潛(qian)在(zai)生(sheng)理(li)和分子(zi)機(ji)制(zhi)知(zhi)之甚少(shao)。美(mei)國辛(xin)辛(xin)那(na)提(ti)大學(xue)蜱蟲教授Andrew J. Rosendale對(dui)雌(ci)性蜱(pi)的(de)生(sheng)物(wu)能量，轉(zhuan)錄組學和行(xing)為變(bian)化(hua)等(deng)進行(xing)了研究，其中(zhong)能(neng)量代謝實驗通過(guo)SSI高(gao)分辨(bian)率呼(hu)吸(xi)代(dai)謝系統監測(ce)CO2產(chan)量。蜱蟲因為代(dai)謝率較低，在實(shi)驗過(guo)程(cheng)中，每只蜱蟲放置(zhi)在200微(wei)升的(de)呼(hu)吸(xi)室中，推(tui)氣(qi)的(de)氣(qi)流設(she)置(zhi)在30毫(hao)升/分(fen)鐘，從(cong)呼(hu)吸(xi)室出來的(de)氣(qi)流進入多(duo)通道(dao)氣(qi)路切(qie)換(huan)器，之後(hou)進入高(gao)精度(du)二(er)氧(yang)化(hua)碳分析儀進行(xing)氣(qi)體監(jian)測，並(bing)經過(guo)軟(ruan)件(jian)分析處(chu)理(li)得(de)到(dao)每個(ge)蜱(pi)蟲不同饑餓(e)時(shi)間(jian)後(hou)的(de)代(dai)謝率（Rosendale A J et al, 2018）。

    上(shang)圖實驗結(jie)果表明，雌(ci)性(xing)美蜱(pi)在饑餓(e)期內(nei)隨(sui)著(zhe)饑餓(e)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)其代(dai)謝率呈2倍增(zeng)加(jia)趨(qu)勢。在(zai)24小(xiao)時(shi)的(de)蜱(pi)蟲活動時(shi)間(jian)內(nei)，總(zong)體而(er)言(yan)，饑餓(e)影(ying)響(xiang)了(le)其活動水(shui)平(ping)，饑餓(e)36周(zhou)的(de)活動水(shui)平(ping)顯著(zhu)高(gao)於(yu)1、4和12周(zhou)（A），這(zhe)種(zhong)差(cha)異(yi)主(zhu)要由(you)實(shi)驗開(kai)始早(zao)期的(de)活動量導致(zhi)（B）,但(dan)在(zai)實(shi)驗後(hou)期無明顯差(cha)異(yi)（C）；饑餓(e)36周(zhou)的(de)狗(gou)蜱(pi)移(yi)動到(dao)搜尋(xun)位置(zhi)比(bi)剛(gang)飼餵(wei)個體少(shao)2.4倍時(shi)間(jian)（D）。研究認(ren)為，隨(sui)著(zhe)蜱蟲饑餓(e)持(chi)續，它(ta)會(hui)利(li)用糖(tang)原(yuan)、脂(zhi)質，以(yi)及(ji)生(sheng)命(ming)後(hou)期的(de)蛋(dan)白質作(zuo)為能(neng)量儲(chu)備(bei)，通過(guo)蛋(dan)白酶解和自(zi)噬(shi)促進內源性營養(yang)物(wu)質的(de)調(tiao)動；代(dai)謝率隨(sui)著(zhe)饑餓(e)持(chi)續增(zeng)加(jia)，饑餓(e)的(de)蜱(pi)蟲更(geng)有(you)可能(neng)增加(jia)宿(xiu)主搜尋(xun)行(xing)為。

應(ying)用案(an)例(li)2 

    昆蟲體內(nei)可遺傳共(gong)生(sheng)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)對(dui)其性(xing)狀(zhuang)和適應性有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)影(ying)響(xiang)，包(bao)括(kuo)操(cao)縱(zong)繁(fan)殖(zhi)，提(ti)供營(ying)養(yang)，改(gai)變(bian)耐熱性和抵(di)禦(yu)病原(yuan)體。微(wei)生(sheng)物(wu)也(ye)可(ke)能改(gai)變(bian)宿主行(xing)為。寄(ji)生(sheng)微(wei)生(sheng)物(wu)可以(yi)誘(you)導增(zeng)加(jia)傳(chuan)播可(ke)能性的(de)行(xing)為，例(li)如將(jiang)宿主(zhu)引(yin)導到(dao)促(cu)進傳播的(de)棲(qi)息(xi)地(di)。作(zuo)為抗(kang)感染的(de)免(mian)疫(yi)策(ce)略，受感染的(de)宿(xiu)主(zhu)也(ye)可(ke)能改(gai)變(bian)自(zi)己(ji)的(de)行(xing)為，包(bao)括(kuo)尋(xun)求(qiu)溫暖(nuan)的(de)溫度(du)以(yi)誘發“行(xing)為發熱"或減少(shao)活動並(bing)增(zeng)加睡(shui)眠(mian)時(shi)間(jian)。這(zhe)種(zhong)行(xing)為改(gai)變(bian)對(dui)微(wei)生(sheng)物(wu)傳播和宿主健康具有(you)重(zhong)要意(yi)義(yi)。

    沃爾(er)巴克氏體Wolbachia是(shi)壹類(lei)廣(guang)泛(fan)分(fen)布(bu)於(yu)陸(lu)生(sheng)節(jie)肢動物(wu)體內(nei)的(de)細胞(bao)內共(gong)生(sheng)菌(jun)，可(ke)通過(guo)雌(ci)性(xing)宿(xiu)主(zhu)的(de)卵(luan)傳(chuan)遞(di)給(gei)子(zi)代，感染了(le)大(da)約(yue)壹半(ban)的(de)昆蟲物(wu)種(zhong)。加(jia)拿大(da)蒙(meng)大拿大(da)學生(sheng)物(wu)科學系(xi)Michael T. J. Hague教(jiao)授通過(guo)評(ping)估(gu)14個(ge)不同的(de)沃爾(er)巴克氏體菌(jun)株感染9種(zhong)果蠅(ying)後(hou)的(de)宿(xiu)主(zhu)運(yun)動活動性(xing)影(ying)響(xiang)來檢驗沃爾(er)巴克體改(gai)變(bian)宿主行(xing)為的(de)假(jia)設(she)（Michael et al., 2021）。在(zai)宿主(zhu)運(yun)動活動性(xing)測(ce)試實(shi)驗中(zhong)，使(shi)用16通道(dao)流(liu)通式呼(hu)吸(xi)測(ce)定(ding)和數據(ju)采(cai)集系(xi)統（MAVEn，Sable Systems International）測(ce)量了實(shi)驗果蠅(ying)的(de)運(yun)動活動。該系統含有(you)16個(ge)2.4 ml的(de)聚(ju)碳酸酯(zhi)動物(wu)測(ce)量室和壹套(tao)活動檢測(ce)器，其中(zhong)活動檢測(ce)器使(shi)用對(dui)果蠅(ying)不(bu)可(ke)見(jian)的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)以(yi)1 Hz采(cai)樣頻(pin)率來監測(ce)每個(ge)測(ce)量室中的(de)動物(wu)活動原(yuan)始值並(bing)轉(zhuan)換為活動指(zhi)數(shu)絕對(dui)差(cha)和（Absolute Difference Sums，ADS）。文(wen)中結(jie)果使(shi)用3小(xiao)時(shi)內(nei)的(de)平(ping)均(jun)ADS作(zuo)為每只果蠅(ying)的(de)運(yun)動活動的(de)評(ping)估值。

     實(shi)驗中(zhong)共測定了(le)3104只蒼蠅(ying)的(de)運(yun)動活性(xing),結(jie)果見(jian)上(shang)圖（Figure 1. 每個(ge)基因型(xing)每個(ge)性(xing)別未(wei)感染和感染果蠅(ying)的(de)活動值）。

    沃爾(er)巴克氏體對(dui)六(liu)種(zhong)宿主基因型(xing)的(de)活動性(xing)有(you)顯著(zhe)影(ying)響(xiang)（上(shang)圖Figure 2），包(bao)括(kuo)感染了(le)A組(zu)和B組(zu)沃爾(er)巴克氏體的(de)果蠅(ying)宿(xiu)主。另外(wai)，沃爾(er)巴克氏體對(dui)宿(xiu)主活動的(de)影(ying)響(xiang)方(fang)向因(yin)基因型(xing)和性別而異(yi)。

    研究結(jie)果支(zhi)持了(le)沃爾(er)巴克氏體對(dui)宿(xiu)主行(xing)為有(you)廣(guang)泛(fan)影(ying)響(xiang)的(de)觀點。這些行(xing)為改(gai)變(bian)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)後(hou)果對(dui)於(yu)理(li)解宿主-共(gong)生(sheng)體相(xiang)互(hu)作(zuo)用的(de)進化(hua)非(fei)常重(zhong)要，包(bao)括(kuo)沃爾(er)巴克氏體如(ru)何(he)在宿(xiu)主種(zhong)群中(zhong)傳播。

參(can)考(kao)資料：

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2.Chappuis C , S Béguin, Vlimant M , et al. Water vapour and heat combine to elicit biting and biting persistence in tsetse[J]. Parasites & Vectors, 2013, 6(1):240.

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