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September 06, 2007
全國各地的養蜂者在蜂群被蜂群衰竭失調（Colony Collapse Disorder，CCD）壓垮之後，看見蜂群出現了。一個由昆蟲學家與傳染疾病研究者所組成的團隊，現在指出 CCD 的肆虐與一種病毒，以色列蜜蜂急性麻痺病毒（Israeli Acute Paralysis Virus，IVAP）有強烈相關性。
"我們尚未證實任何致病因子（infectious agent）與 CCD 之間有因果關係，" 研究者在 9/6 該期的 Science Express online 上報告。然而，他們注意到 IAPV 遺傳物質在遭受 CCD 之蜂群當中的流行、爆發的時間與地理環境 "指出 IAPV 是 CCD 的顯著製造者。"
許多研究者都在調查 CCD，因為美國家蜂對於各種農業作物來說是不可或缺的。養蜂者載運他們的蜂巢橫越國家替加州的杏仁果園、美國中西部的田地作物與草料、東北部的蘋果與藍梅、佛州的柑橘授粉。
不像其他在過去讓蜜蜂染上瘟疫的疾病，CCD 所留下的蜂群裡面只有少數剛孵化的成蜂、一隻女王蜂與大量的食物。研究者之所以疑有病原體，是因為蜜蜂不會移居到一個有 CCD 的蜂巢，但是這個蜂巢一經輻照（irradiated），也因此成為無菌（sterile）狀態，蜜蜂就在這裡生活的很愉快。
這種疾病在 2006 年被辨識出來，不過養蜂者早在 2004 年就曾報告類似於 CCD 的蜂群消失。據估計美國境內營運的養蜂者有 23% 在 2006 - 2007 年的冬季都遭受到 CCD。
在尋求其他能夠鑑定導致這種疾病的方法後，研究者決定要將蜜蜂體內的遺傳物質定序，試著發現可能的病原體。
"蜜蜂的基因組已解讀完畢，" Diana Cox-Foster 說，賓州大學昆蟲學教授。"故完成定序，並排除蜜蜂的遺傳物質是可能的。"
醫學博士 W. Ian Lipkin，哥倫比亞大學昆蟲學、神經學與病理學教授，也是哥倫比亞大學 Mailman 公共衛生學院，感染與免疫中心的主管（譯註：他是美國著名的病毒學家），同他的團隊準備樣本給 454 Life Science -- 這家公司開發出基於陣列的 pyrosequencer -- 用以將來自於蜂蜜 RNA 的 cDNA（互補 DNA）定序。
研究者使用在哥倫比亞產生的，一組獨一無二的演算法來分析資料，那可在其他東西當中，完成大量的病毒定序比較、先進的即時 PCR 化驗以及複製出完整長度的 IAPV 基因組。
被定序的樣本包括來自於四個地理上分隔的，有 CCD 活動（suffering operations）的區域、顯然是健康的，從澳洲進口的蜜蜂、來自於賓州與夏威夷州的無生病樣本，以及來自於中國的蜂王漿（royal jelly）樣本。蜂王漿是由蜜蜂所分泌，用來餵食所有的幼蜂，但只有完全吃蜂王漿的幼蜂會變成女王蜂。
"我們之所以選擇來自於夏威夷的蜜蜂是因為在那時候，這些族群都沒有蜜蜂蟹蟎（varroa mite，譯註：原文打錯字），這是大陸蜂群都會遇到的問題（指寄生蟲），" Cox-Foster 說。"蜂王漿本來不打算給蜜蜂吃，而是給人類消費以及用來製造化妝品，不過某些養蜂者會用它來創造新的女王蜂。"
研究者將要定序的物質分組為推定（presumed）CCD 陽性、推定 CCD 陰性與蜂王漿。混在一起的 RNA（pooled RNA）序列進行細菌、真菌、寄生生物分析與病毒比對。
Lipkin 在尋找新的或再度出現的病原體上扮演關鍵角色，他貢獻了獨一無二的方法。在家蜂之後的基因序列，會拿來跟 GenBank 的比對。 GenBank 是一個基因序列資料庫，現由美國國家生物資訊中心、NIH 所維護。有 96% 的遺傳物質與先前在蜜蜂中所發現的相符。
細菌的序列，都是那些一般在世界各地蜜蜂身上可以發現的，由 Nancy A. Moran，亞歷桑納大學生態與演化生物學 Regents' 教授、同事與 Jay Evans，美國農業部蜜蜂研究所研究昆蟲學家、ARS 及其同事所分析。
"所發現的細菌，都與之前那些在世上二個不同地方、不同時間的研究發現相同，" Cox-Foster 說。"它們與蜜蜂代表著互利共生（mutualistic）或共生（symbiotic）的關係，類似於人類與人類腸道當中所發現的細菌。"
原生動物（原蟲，protozoans）與真菌分別由賓州大學的 Liwang Cui，昆蟲學副教授與 David M. Geiser，植病副教授進行分析，它們都被分類為與 CCD 有、無關係的族群。
"我們在開始前就知道我們將在那些給我們進行初步研究的蜜蜂當中，發現一整船的病毒，" Cox-Foster 說。"18 種來自於血清與抗體的不同類型，都在英國進行。"
Cox-Foster 的與 Lipkin 的小組分析病毒。他們發現意料之中的病毒，而且他們發現一種，那雖然由希伯來大學的研究者在 2004 年鑑定出來，不過現在才出現在科學出版物當中的病毒。IAPV 這個病毒與喀什米爾蜜蜂病毒（Kashmir bee virus，KVB）只在 CCD 族群中發現。在初步實驗中，研究報告 "IAPV 在四個受到影響的活動抽樣（operations sampled）、二種蜂王漿樣本與澳洲的樣本中都發現。KVB 則出現在四個 CCD 活動當中的三個，但沒有出現在蜂王漿內。"
其他病毒與微孢子寄生蟲（Nosema parasites）都被指為 CCD 的起因，不過研究者發現這些病原體都出現在 CCD 與非 CCD 的樣本中。只有 KBV 與 IAPV 與 CCD 在遺傳調查中相關。在一份最近出版的研究中，Jeffery S. Pettis，研究領導者，蜜蜂研究實驗室，與同事報告東方蜂微孢子蟲（Nosema ceranae）已存在美國境內至少有十年了，蜜蜂微孢子蟲（Nosema apis）也是。
研究者接著分析過去三年來，從 30 個 CCD 族群與 21 個健康族群收集而來的樣本，尋找四種病原體：KBV, IAPV 以及 Nosema apis（蜜蜂微孢子蟲）與 Nosema ceranae（東方蜂微孢子蟲） -- 後二者都是感染蜜蜂的真菌。他們發現所有樣本都有 IAPV 與 KBV，不過 KBV 卻都出現在生病與健康的樣本中。
"IAPV 被發現會增加 CCD 的風險，而呈現出 Nosema apis 陽性反應的樣本也有增加 CCD 風險的傾向，" 研究者說。"無論 KBV 或 N. ceranae 對於 增加 CCD 風險都無助益，它們也不會改變 IAPV 在 CCD 上的影響。 "
雖然 IAPV 或許是 CCD 的製造者，然而要證明有哪個生物是 CCD 的起因，則會更加困難。研究者現在將嘗試讓蜂群感染 CCD。除了來自於重裝病原體的健康壓力，那通常是由蜜蜂所攜帶，其他可能的 CCD 貢獻者包括殺蟲劑、乾旱與營養壓力。
時機也許是使起因突顯的關鍵。美國在 2004 年開始允許從澳洲進口蜜蜂，那與早期的 CCD 報導一致。在同一年，IAPV，被以色列研究者描述成具有顫抖翅膀、行進癱瘓的症狀，而且蜜蜂看起來會在蜂巢外面垂死。然而，CCD 看起來沒有相同的症狀，這很可能反應出病毒品種的不同、與另一種病原體共同感染或是出現其他（生存）壓力。
研究者提到 "以蜜蜂蟹蟎為例，不存在於澳洲、免疫受抑制的（immunosuppresses）蜂蜜身上，讓牠們更容易受到其他生物的感染。" 養蜂者所使用的 mitocides，一種用來控制蟎（varroa）的化學藥物，都出現在 CCD 與健康的族群上。
Edward C. Holmes，賓州大學生物學教授，與哥倫比亞大學的 Gustavo Palacios，將 CCD 族群中所發現病毒與先前已知病毒還有從澳洲分離出來的病毒進行比對，這對於決定期演化關係有所幫助。
雖然確認 CCD 的起因毫無疑問相當重要，但是蜜蜂與牠們旅伴（fellow travelers）完整的基因研究，亦將使得我們更了解族群中的其他致病因子與對蜜蜂有益的生物。
※ 相關報導：
＊ A Metagenomic Survey of Microbes in Honey Bee Colony Collapse Disorder
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1146498
Diana L. Cox-Foster, Sean Conlan, Edward C. Holmes, Gustavo
Palacios, Jay D. Evans, Nancy A. Moran, Phenix-Lan Quan,
Thomas Briese, Mady Hornig, David M. Geiser, Vince Martinson,
Dennis vanEngelsdorp, Abby L. Kalkstein, Andrew Drysdale,
Jeffrey Hui, Junhui Zhai, Liwang Cui, Stephen K. Hutchison,
Jan Fredrik Simons, Michael Egholm, Jeffery S. Pettis, W. Ian
Lipkin
Science Express, Published Online September 6, 2007
DOI: 10.1126/science.1146498
＊ 蜜蜂基因組計畫：祕密盡在其中
＊ 美國蜜蜂大量死亡 起因複雜影響深遠
＊ 美農業部宣佈蜂群衰竭失調研究計畫
＊ 某物種的基因組在其他物種內被發現
＊ 電腦模擬氣候 三年後暖化加劇
＊ 連結 - 讓60億人串在一起的無形網路
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