人类接触 肩胛蜱 幼虫的实验暴露模型
Summary
本文介绍了将人类暴露于 肩胛硬蜱 幼虫以进行临床研究的方法。该技术比较简单，研究志愿者可以忍受，并且可以根据实验需要进行修改。此类涉及人类受试者的研究必须根据适当监管机构批准的临床研究方案进行。
Abstract
蜱传疾病是美国和全世界的一个重大公共卫生问题。蜱虫是专性吸血节肢动物;硬蜱必须保持附着在宿主的皮肤上，并完成其为期多天的摄食过程以获取其血粉。将动物暴露于蜱虫是研究宿主对蜱虫叮咬和蜱传疾病反应的常见做法。我们开发了该程序，进行了第一项人体研究，并发表了关于将人类志愿者暴露于未感染的 肩胛硬蜱 幼虫的研究结果。本文介绍了用于构建收容敷料的方法，如何将蜱虫应用并固定到宿主身上，如何维护敷料，以及如何从宿主中清除蜱虫。让志愿者暴露于蜱虫叮咬是一种实验程序，必须根据相关监管机构批准的临床研究方案进行。这种方法允许转化研究，以更好地了解人类对蜱虫叮咬的反应，并促进蜱传疾病的诊断、预防和治疗的发展。
Introduction
硬蜱（硬蜱科：Acari）是全球范围内发生的专性血液摄食性体外寄生虫，能够传播广泛的病原体，包括细菌、病毒和寄生虫，具有重要的医学和兽医意义。硬蜱蜱必须与宿主保持附着数天才能完成血粉，它们有能力保持附着在皮肤上，同时避免识别，防止局部血液凝固，并促进长期摄食1,2,3。动物研究表明，不宽容的宿主会通过反复接触蜱虫叮咬获得对蜱虫叮咬的抵抗力，这可能导致传播病原体的能力降低，而蜱虫可以反复寄生于宽容的宿主。获得性蜱耐药性取决于宿主免疫反应的性质 4,5,6,7。
蜱传疾病在美国是一个日益严重的威胁，2004 年至 2016 年间报告的病例数增加了一倍多 8,9。由于气候变化，不同蜱虫的地理范围继续扩大10,11。美国主要的蜱传疾病包括莱姆病、无形体病、埃立克体病、斑疹热立克次体病、巴贝虫病、土拉菌病和波瓦桑病毒病8。莱姆病由伯氏疏螺旋体感染引起，是美国和欧洲最常见的蜱传疾病12.美国每年约有 476,000 人被诊断患有莱姆病，这给个人和社会带来了公共卫生和经济负担 13,14,15。
肩胛硬蜱 （黑腿蜱或鹿蜱）是莱姆病的主要传播媒介，在美国也是无形体病、巴贝虫病、 宫本疏螺旋体 病和波瓦桑病毒病的主要传播媒介。在美国，其他具有医学重要性的蜱种包括 Amblyomma americanum （孤星蜱）、 Dermacentor variabilis （美国狗蜱）、 太平洋硬蜱 （西部黑腿蜱）、 Dermacentor andersni （落基山木蜱）、 Cookei硬蜱 （土拨鼠蜱）、 Dermacentor occidentalis （太平洋沿岸蜱）、 Rhipicephalus sanguineus （棕色狗蜱）和 Amblyomma maculatum （墨西哥湾沿岸蜱）16。
开发一种使研究志愿者暴露于蜱虫叮咬的方法支持使用自然载体寻找感染证据的研究，这一过程称为异种诊断 17,18,19,20,21，并更多地了解暴露于蜱虫引起的免疫力，这有助于发现抗蜱虫疫苗 5,6,7.本文描述的程序是在2014年发表的第一项人类研究中开发和使用的，该研究使用实验室饲养的肩胛硬蜱幼虫在抗生素治疗（NCT01143558）后对伯氏疏螺旋体感染进行异种诊断19。该系统已成功用于一项 2 期研究，该研究调查了阳性异种诊断是否与莱姆病 （NCT02446626） 抗生素治疗后症状的持续存在相关，以及一项探索宿主对蜱虫叮咬反应的研究 （NCT05036707）。
该程序协议描述了创建收容敷料、蜱虫放置程序和蜱虫清除程序的过程，以及维持收容敷料所需的现场护理。关于上述研究中使用的无病原体肩胛胛蜱菌落和蜱暴露程序的详细信息之前已经描述过19,22。这种方法提供了一种灵活的研究工具，可用于研究人类宿主对蜱虫叮咬的反应、蜱虫预防药物的有效性以及莱姆病和其他蜱传疾病的不同方面。
Protocol
Representative Results
Discussion
虽然涉及暴露于蜱虫的动物研究 4,5,6,7,21 对于提高我们对宿主对蜱传疾病和蜱虫叮咬反应的理解非常宝贵，但这些模型在预测人类宿主反应的程度上存在局限性。该模型描述了以可控方式将人类暴露于蜱虫叮咬的方法，可以很容易地适应回答不同的研究问题，并扩展了在人?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）国家过敏和传染病研究所（National Institute of Allergy and Infectious Diseases）校内研究计划的支持。我们感谢 Linden T. 胡、Sam R. Telford III、Kenneth Dardick、Carla Williams、Erin Chung 和 Christina Brandeburg 参与制定程序。
Materials
| 20 G needle | Any brand | For puncturing the vial cap. | |
| 3" x 3" containment dressing | Monarch Labs Names | LeFlap | https://www.monarchlabs.com/ordering |
| 4" x 4" extra-thin hydrocolloid dressing | ConvaTec | DuoDerm | https://www.convatec.com/products/advanced-wound-care/brand-names/pc-wound-duoderm-granluflex/duoderm-extra-thin-dressing/ |
| 4" x 4" gauze | Monarch Labs Names | For cleaning skin | |
| Clean water or saline | For cleaning skin | ||
| Moisture barrier (e.g. 7" x 7") | AquaGuard | TIDI | For showering, ttps://www.tidiproducts.com/product-listing/aquaguard-shower-cover-sheets |
| Non-adhesive foam dressing | Coloplast | Biatain | https://www.coloplast.us/biatain-non-adhesive-en-us.aspx |
| Roll of 2" hypoallergenic tape | Monarch Labs Names | Durapore | For reinforcing containment dressing. |
| Roll of adhesive tape | For trapping ticks | ||
| Vials for collection (e.g. cryovials) | Ependorf | ECC200 |
Referencias
- Yeh, M. T., et al. Determining the duration of Ixodes scapularis (Acari: Ixodidae) attachment to tick-bite victims. J Med Entomol. 32 (6), 853-858 (1995).
- Piesman, J., Mather, T. N., Sinsky, R. J., Spielman, A. Duration of tick attachment and Borrelia burgdorferi transmission. J Clin Microbiol. 25 (3), 557-558 (1987).
- Vora, A., et al. Ticks elicit variable fibrinogenolytic activities upon feeding on hosts with different immune backgrounds. Sci Rep. 7, 44593 (2017).
- Narasimhan, S., et al. Immunity against Ixodes scapularis salivary proteins expressed within 24 hours of attachment thwarts tick feeding and impairs Borrelia transmission. PLoS One. 2 (5), 451 (2007).
- Nazario, S., et al. Prevention of Borrelia burgdorferi transmission in guinea pigs by tick immunity. Am J Trop Med Hyg. 58 (6), 780-785 (1998).
- Krause, P. J., et al. Dermatologic changes induced by repeated Ixodes scapularis bites and implications for prevention of tick-borne infection. Vector Borne Zoonotic Dis. 9 (6), 603-610 (2009).
- Anderson, J. M., et al. Ticks, Ixodes scapularis, feed repeatedly on white-footed mice despite strong inflammatory response: an expanding paradigm for understanding tick-host interactions. Front Immunol. 8, 1784 (2017).
- Rosenberg, R., et al. Vital signs: trends in reported vectorborne disease cases – United States and Territories, 2004-2016. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 67 (17), 496-501 (2018).
- Paules, C. I., Marston, H. D., Bloom, M. E., Fauci, A. S. Tickborne diseases – confronting a growing threat. N Engl J Med. 379 (8), 701-703 (2018).
- Tardy, O., et al. Mechanistic movement models to predict geographic range expansions of ticks and tick-borne pathogens: Case studies with Ixodes scapularis and Amblyomma americanum in eastern North America. Ticks Tick Borne Dis. 14 (4), 102161 (2023).
- Molaei, G., Eisen, L. M., Price, K. J., Eisen, R. J. Range expansion of native and invasive ticks: a looming public health threat. J Infect Dis. 226 (3), 370-373 (2022).
- Marques, A. R., Strle, F., Wormser, G. P. Comparison of Lyme disease in the United States and Europe. Emerg Infect Dis. 27 (8), 2017-2024 (2021).
- Kugeler, K. J., Schwartz, A. M., Delorey, M. J., Mead, P. S., Hinckley, A. F. Estimating the frequency of Lyme disease diagnoses, United States, 2010-2018. Emerg Infect Dis. 27 (2), 616-619 (2021).
- Schwartz, A. M., Kugeler, K. J., Nelson, C. A., Marx, G. E., Hinckley, A. F. use of commercial claims data for evaluating trends in lyme disease diagnoses, United States, 2010-2018. Emerg Infect Dis. 27 (2), 499-507 (2021).
- Hook, S. A., et al. Economic burden of reported Lyme disease in high-incidence areas, United States. Emerg Infect Dis. 28 (6), 1170-1179 (2022).
- Eisen, L. Tick species infesting humans in the United States. Ticks Tick Borne Dis. 13 (6), 102025 (2022).
- Embers, M. E., et al. Variable manifestations, diverse seroreactivity and post-treatment persistence in non-human primates exposed to Borrelia burgdorferi by tick feeding. PLoS One. 12 (12), 0189071 (2017).
- Hodzic, E., Imai, D., Feng, S., Barthold, S. W. Resurgence of persisting non-cultivable Borrelia burgdorferi following antibiotic treatment in mice. PLoS One. 9 (1), 86907 (2014).
- Marques, A., et al. Xenodiagnosis to detect Borrelia burgdorferi infection: a first-in-human study. Clin Infect Dis. 58 (7), 937-945 (2014).
- Hodzic, E., Imai, D. M., Escobar, E. Generality of post-antimicrobial treatment persistence of Borrelia burgdorferi strains N40 and B31 in genetically susceptible and resistant mouse strains. Infect Immun. 87 (10), e00442 (2019).
- Bockenstedt, L. K., Mao, J., Hodzic, E., Barthold, S. W., Fish, D. Detection of attenuated, noninfectious spirochetes in Borrelia burgdorferi-infected mice after antibiotic treatment. J Infect Dis. 186 (10), 1430-1437 (2002).
- Turk, S., Williams, C., Marques, A., Pal, U., Buyuktanir, O. . in Borrelia burgdorferi: Methods in Molecular Biology. , 337-346 (2018).
- Hodzic, E., Feng, S., Holden, K., Freet, K. J., Barthold, S. W. Persistence of Borrelia burgdorferi following antibiotic treatment in mice. Antimicrob Agents Chemother. 52 (5), 1728-1736 (2008).
