Seasonal Surveillance of Mosquitoes and Ticks in Gyeongbuk Province : 경북 지역 모기와 진드기의 계절적 발생 감시

국문 초록 (Abstract)

경북 지역에서 다양한 서식환경, 계절에 따라 변화하는 모기와 진드기의 발생 양상을 조사하였으며, 채집한 모기와 진드기에서 병원체 보균 여부를 추가 확인하였다. 모기 감시는 2017년 시작으로 매년 3월부터 11월까지 월 2회씩 3년간 실시하였다. 세 서식지(철새도래지 3개 지점, 축사 1개 지점, 도심 3개 지점)로 구분하여 채집한 결과, 6속 13종으로 구성된 총 22,783 개체의 모기가 채집되었다. 그중 축사와 도심에서는 전체 모기 수의 각각 10.68%, 18.9% 채집된 반면 철새도래지에서는 70.42%가 채집되어 가장 모기가 풍부한 환경으로 조사되었다. 채집된 전체 모기 수의 56.08%는 금빛숲모기(Aedes vexans)로 확인되어 경북지역에서 우점종으로 조사되었고, 그 다음으로 빨간집모기(Culex pipiens)가 14.26%, 얼룩날개모기류(Anopheles spp.)가 11.57% 순으로 조사되었다. 특히 금빛숲모기와 얼룩날개모기류는 철새도래지와 축사가 포함되는 농촌지역에서 주로 발생한 반면, 빨간집모기는 도심에서 주로 발생하여 환경별 모기 우점종에는 차이가 있었다. 모기의 계절적 발생 양상은 전반적으로 날씨가 따뜻해지는 5월부터 발생이 급격히 증가 하였고 이후 9월까지 높은 발생을 보였으며, 6월과 8월에 가장 높은 수를 기록하였다. 대체적으로 도심에서의 모기 활동기간은 철새도래지와 축사보다 길었으며 온도 조건은 모기 개체수와 높은 상관성을 보였다. 한편, 강수량과 모기 개체수간의 상관성은 없었지만 따뜻한 온도 조건에서 내린 첫 강수가 모기 발생에 영향을 미치는 것으로 보였다. 하지만 첫 강수와 모기 개체수 증가와의 상관성에 대한 추가 연구가 필요하다. 병원체 검출 실험에서는 1,185개의 모기 샘플 중 4개 샘플이 Chaoyang 바이러스로 확인되었다.
진드기는 2018년 4월부터 11월까지 매월 1회 네 가지 환경(초지, 산길, 무덤, 잡목림)에서 조사하였다. 총 3종으로 구성된 2,994 개체의 진드기가 채집되었으며, 그중 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis)가 88.3% 차지하며 가장 풍부했고, 개피참진드기(H. flava)가 10.7% 채집되며 두 번째로 많았다. 한편, 일본참진드기(Ixodes nipponensis)는 약 1%의 적은 개체만 채집되었다. 네 가지 환경 중 초지에서 전체 진드기 수의 57.7%가 채집되며 가장 많은 개체수가 기록되었고, 무덤에서 30.3%의 개체수가 기록된 반면 산길과 잡목립에서는 각각 5.6%, 6.4%의 적은 개체수가 기록되어 진드기의 선호 환경에 차이가 있었다. 계절별 발생 양상으로는 봄, 초여름, 늦여름에 진드기의 발생 최고치가 관찰되었다. 특히 봄철에는 약충이 풍부하였고, 초여름에는 성충, 늦여름에는 유충이 풍부하였다. 한편 187개 샘플을 대상으로 실시한 병원체 검출 실험에서는 총 9개의 샘플에서 중증열성혈소판감소증후군 바이러스(Severe fever with thrombocytopenia syndrome, SFTS)가 확인되었으며, 6월부터 10월까지 채집된 진드기로부터 검출되었다. 계절별 야생 진드기의 SFTS 바이러스 최소감염률은 10월에 22.73으로 가장 높았으며 병원체의 유전자 타입 분석결과 국내에서 유행하는 B 그룹에 속하였다. 이 자료는 질병 매개체의 방제전략 수립과 감염병 환자의 역학조사 등에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The seasonal distribution of hard ticks was investigated in 2018 in Gyeongbuk Province, Republic of Korea, and the present study explored the presence of the severe fever with thrombocytopenia syndrome (SFTS) virus in the hard ticks. The hard ticks were collected monthly using CO2 bait traps from April to November in four habitats (grassland, grave, hiking trail, and mixed forest). Based on morphological and molecular identification, among a total of 2994 ticks (454 adults, 1458 nymphs, and 1082 larvae) belonging to three species, Haemaphysalis longicornis (88.3%) was the most abundantly collected, followed by H. flava (10.7%) and Ixodes nipponensis (1%). The hard ticks were most frequently collected in the grassland (57.7%), followed by the grave (30.3%), the hiking trail (5.6%), and the mixed forest (6.4%). In the grassland, H. longicornis nymphs were mostly collected from April to June, and the number of collected adults increased in June. Subsequently, larvae were observed from August to October. In the SFTS virus detection analysis, among 187 pools, nine pools demonstrated virus infection between June and October in 2018. Furthermore, the phylogenetic analysis of partial fragments of the SFTS virus obtained in this study showed that all positive virus samples were clustered into genotype B.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Mosquitoes were collected biweekly from March to November for three years (2017–2019) in three habitats, including a migratory bird refuge, a cowshed, and an urban area. A total of 22,783 female mosquitoes comprising six genera and 13 species were collected over three years. Aedes vexans (56.08%) was the most commonly collected species, followed by Culex pipiens (14.26%), Anopheles spp. (11.57%), Culex orientalis (6.90%), Aedes albopictus (4.66%), Armigeres subalbatus (4.06%), and Culex tritaeniorhynchus (1.41%); the remaining six species comprised only 1.1% of all mosquito species collected. A total 16,043 (70.42%) of all mosquitoes were collected at the migratory bird refuge, whereas 2,433 (10.68%) and 4,307 (18.90%) were collected from the cowshed and urban area, respectively. Aedes vexans were the most frequently collected species at the migratory bird refuge, while Anopheles spp. and Cx. pipiens was the most frequently collected at the cowshed and urban area, respectively. The seasonal distribution of mosquitoes showed that most were collected between May and September, with sharply increased numbers after the first week of May and decreased numbers after the first week of September. Bimodal peaks were observed during the third week of June and third week of August. Mosquitoes were collected for a longer period in the urban area than at the migratory bird refuge and cowshed. Meteorological analysis revealed a high correlation between temperature and mosquito abundance. In addition, the first rainfall under summer-like conditions seemed to increase the number of mosquitoes collected at the migratory bird refuge and cowshed. Only Chaoyang virus was detected in Ae. vexans. Considering that global warming is a major risk factor for the spread of vector-borne diseases surveillance and analysis of seasonal/environmental factors affecting mosquito population dynamics are essential for public health.

목차 (Table of Contents)

• CHAPTER I. Seasonal surveillance of mosquitoes in three different habitats in Gyeongbuk Province, Republic of Korea during the period of 2017 2019 1
• Abstract 2
• 1. Introduction 3
• 2. Materials and Methods 6
• 2.1. Mosquito collection sites 6
• 2.2. Mosquito Sampling 6
• 2.3. Mosquito identification 12
• 2.4. Flavivirus detection 12
• 2.5. Statistical analyses 15
• 3. Results 20
• 3.1. Mosquito population for three years 20
• 3.2. Analysis of seasonal prevalence of mosquito populations 23
• 3.3. Analysis of dominant mosquito species 25
• 3.4. Meteorological analysis of mosquito populations 29
• 3.5. Pathogen detection 35
• 4. Discussion 37
• CHAPTER II. Seasonal distribution of Haemaphysalis longicornis (Acari: Ixodidae) and detection of SFTS virus in Gyeongbuk Province, Republic of Korea, 2018 43
• Abstract 44
• 1. Introduction 45
• 2. Materials and Methods 47
• 2.1. Tick collection sites 47
• 2.2. Sampling and morphological identification 50
• 2.3. RNA extraction 52
• 2.4. Molecular identification of Haemaphysalis larva 52
• 2.5. SFTS virus detection 54
• 2.6. Sequencing and phylogenetic analysis 54
• 3. Results 56
• 3.1. Tick identification 56
• 3.2. Temporal distribution of tick species 61
• 3.3. Spatial distribution of tick species 64
• 3.4. Seasonal population according to the developmental stage of Haemaphysalis longicornis in the four habitats 67
• 3.5. SFTS virus detection and phylogenetic analysis 70
• 4. Discussion 74
• LITERATURE CITED 80
• KOREAN ABSTRACT 98