美東森林棲地破碎形塑萊姆病散播風險

環境資訊中心 報導

原標題:「生態監測助防疫 研究:美東森林棲地破碎形塑萊姆病散播風險」

萊姆病(Lyme Disease)是北半球散布最廣的蜱蟲傳播疾病,主要分布於溫帶地區,根據推估,在美國每年有近30萬人罹病。目前尚無疫苗可防治,因此如何預防疾病傳播,成為溫帶國家的重要防疫工作。

最近《生態學》(Ecology)期刊發表一篇論文,該研究追蹤了過去19年在美國東部森林地景裡的蜱傳疾病生態學資料。

萊姆病是美國最常見的蟲媒傳染疾病。在美國東部的破碎森林裡,由於囓齒動物密度高,而狐狸、負鼠和浣熊的數量少,民眾染上萊姆病的風險也較高。研究發現,棲地的完整性與食肉動物多樣性,與囓齒動物數量的抑制有關,進而能控制帶菌的蜱若蟲量,降低人類感染的風險。

圖說:萊姆病是人畜共通傳染病,多發生於哺乳類動物,包括人、犬、貓、牛及馬等。感染季節通常集中於春天及初夏。在台灣,萊姆病為第四類法定傳染病,自2003年有通報資料以來,皆為境外移入個案,尚未發現本土病例。圖片來源:Fairfax County(CC BY-ND 2.0)

該論文主要作者,疾病生態學家李察.奧斯特佛德(Richard S. Ostfeld)說:「我們想要從近20年的森林食物網資料中,釐清控制帶菌蜱蟲數量的生態條件。」

他所屬的卡瑞生態系統研究所(Cary Institute of Ecosystem Studies)在萊姆病重災區的紐約州達契斯郡(Dutchess County)設立六個2.2公頃的森林樣區,監測了小型哺乳類、黑足蜱(blacklegged ticks)、病原體、鹿、橡實和氣候等變因,並記錄兩年多來達契斯郡126個樣點裡的掠食者族群量和蜱感染率。

防治萊姆病傳播源 囓齒動物的角色舉足輕重

「我們的目標是鑑別出可以用來保護民眾健康的生態指標。藉由分析長期資料,梳理出掠食者族群和食物來源對森林生態結構的影響,最終能夠推估帶原的黑足蜱數量。」該研究的另一位主要作者奧勒岡州立大學(Oregon State University)定量野生生物生態與保育研究室(Quantitative Wildlife Ecology and Conservation Lab)助理教授塔爾.列維(Taal Levi)表示。

黑足蜱生活史中的三個階段──幼蟲、若蟲、成蟲都需要宿主的血液來飽餐一頓。牠們並非天生帶有萊姆病、邊蟲病(anaplasmosis)和焦蟲病(babesiosis)的病原體,而是在吸食生病的哺乳動物血液時遭到感染。在北美洲,白足鼠和東美花鼠可說是最佳的病原庫。

奧斯特佛德解釋:「這些鼠類身上有個50隻吸血蜱蟲並不罕見。牠們可以承受大量的蜱而不影響自身健康。」然而這對人類來說可不是好消息,這些嚙齒動物提供了病原體和作為傳播媒介的蜱蟲棲息,當被感染的幼蜱變成若蟲,再寄宿到其他哺乳動物身上,便成為公共衛生的威脅。

東美花鼠(Eutamias sibiricus)圖片來源:Ivan Yakshin(CC BY 2.0)

卡瑞研究所從1990年代初期開始,在轄下的六個林地進行監測。每年的5月到11月,研究人員每隔3到4週會進行數天的誘捕行動,並將這些哺乳動物進行標記、建檔後釋放,同時記錄牠們身上的蜱數量。

結果顯示,捕獲的小型哺乳動物中有九成是小鼠和花栗鼠,包括來自1萬9299隻白足鼠個體的7萬8146次捕捉記錄,以及來自3755隻美東花鼠個體的1萬5646次捕捉記錄。

由下而上 橡實的產量牽動囓齒動物數量

研究人員也以「拖布法」(dragging,即以約一公尺平方的淺色粗布在地面上水平拖行)對蜱和病原體進行取樣。在每年4月到11月,他們每三個星期在這些林區中450公尺的樣區,以間隔30公尺方式取樣,紀錄蜱蟲的數量。在若蟲和幼蟲的高峰期間,則各進行兩次全區取樣。結果一共記錄了1萬1115隻若蟲和14萬7238隻幼蟲,並對超過7000隻若蟲進行萊姆病、邊蟲病和焦蟲病的病原體測試。

他們歸納出兩個會影響帶菌蜱蟲數量的系統,分別是:「由下而上」和「由上而下」的食物鏈影響途徑。 

科學家使用種子籃來監測林區內的橡實產量。分析後發現,囓齒類動物的數量與橡樹結果的榮枯循環(boom-and-bust cycles)有關──橡實產量多時,隔年囓齒動物的數量會隨之攀升,再隔年帶菌若蟲的數量也會隨著增加。也就是說,橡實的豐收可以作為兩年後帶菌蜱蟲數增加的可靠指標。

當橡實產量高時,以種子為食的囓齒動物在越冬和繁殖的成功率就越高。因此橡實盛產的隔年春天,囓齒動物數量會增加,這也意味著蜱的幼蟲將更能在白足鼠或花栗鼠身上飽餐一頓。而白足鼠和花栗鼠是非常有效的萊姆病病原體傳播媒介。」奧斯特佛德說。

由上而下 掠食動物的多樣性是抑制感染率的關鍵之一

而為了瞭解掠食者數量和蜱蟲帶菌機率的關聯性,科學家在2012年和2013年夏天,分別取87個和63個樣點(其中有24個樣點重複)設置自動相機裝置。

自動相機記錄到的動物包括郊狼、狐狸、美國大山貓、魚貂、浣熊和負鼠。研究團隊同時調查了相機樣點處的蜱數量與帶菌狀況,然後以統計方法分析帶菌若蟲、食肉動物族群結構和森林覆蓋率之間的關聯性。

調查發現,掠食動物的多樣性、與森林覆蓋率是抑制若蟲感染率的關鍵。比較掠食動物多樣性較高的樣點區、和只有郊狼獨霸的樣點區,前者的若蟲感染率較低。而在森林覆蓋率和掠食者多樣性都最高的樣點,若蟲的感染率則是最低。也就是說,山貓、狐狸和負鼠的存在,都與降低蜱的感染率有關。

警訊是目前郊狼族群正在向美東擴張。塔爾.列維提醒:「郊狼會排擠狐狸或其他小型食肉動物。這可能導致小型哺乳類動物的族群數量擴大,甚至改變牠們的行為,進而增加蜱蟲的感染率。」

此外,氣候也是影響蜱生存的關鍵。研究團隊發現,當冬春氣候溫暖而乾燥時,受感染若蟲的密度往往會比較低,但若氣候溫暖而潮濕,就沒有這樣的效果。奧斯特佛德說明:「蜱的生命中,有95%的時間都是待在地上,而不是宿主身上。牠們需要一些濕度才能存活,對乾燥的環境非常敏感。

動物健康 人才會健康 生態監測數據能提供有效防疫預測

結論是,在美東的橡樹林中,蜱傳染病的風險與橡實豐收的週期及掠食動物社群的結構有密切的關聯。

列維指出:「多元、完整的食肉動物社群結構可控制囓齒動物的數量,進而有助抑制帶菌的蜱若蟲量。破碎和過度開發的森林無法支撐狐狸、山貓等中型食肉動物生存,小型哺乳類動物便能肆無忌憚地繁衍。」

最糟的情況可能是什麼?「如果橡實豐收的變化波動讓囓齒類動物族群數量飆升後崩潰,來年春天民眾的患病風險就會特別高。這是因為許多帶菌的蜱若蟲將失去宿主,但可供吸食的囓齒動物也變少了,牠們便轉而尋找其他宿主來源,例如人類。此外,一個地區如果缺乏掠食動物和負鼠這類能有效殺死蜱蟲的哺乳動物宿主,患病風險也會增加。」奧斯特佛德說。

由於萊姆病沒有疫苗可防治,在正確的時間和地點向人們提供正確的知識,對降低蜱傳疾病來說特別重要。奧斯特佛德總結:「瞭解疾病生成與傳播的系統,可以幫助我們更精準地預測風險攀升的時機和地點。如果我們能夠根據這些精確的預測來向人們發出警告,而非依賴空洞的公共服務廣告,就能避免『警報疲乏』的問題,同時也能鼓勵人們更積極地採取自我保護措施。」

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