德国水域港湾鼠海豚(Phocoena phocoena)茎头裂头绦虫(Diphyllobothrium stemmacephalum)感染研究:宿主分布、分子鉴定与公共卫生意义
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为明确港湾鼠海豚(Phocoena)肠道裂头绦虫(Diphyllobothrium)感染特征及 zoon 风险,研究人员对德国北海与波罗的海 661 例死亡港湾鼠海豚开展 30 年流行病学调查,结合分子标记(COI、ITS-2)鉴定虫种,分析病理影响。发现感染率仅 3%,以幼体为主,虫种为D. stemmacephalum,首次分子验证该地区宿主关联,为 “同一健康”(One Health)风险评估提供基础。
港湾鼠海豚茎头裂头绦虫感染的跨学科研究:从宿主生态到公共卫生风险
在海洋生态系统中,顶级捕食者的健康状况往往是衡量生态平衡的重要指标。港湾鼠海豚(Phocoena phocoena)作为德国北海与波罗的海最常见的齿鲸类动物,其生存面临栖息地退化、人类活动干扰等多重威胁。然而,关于其体内寄生虫感染的科学认知,尤其是具有公共卫生意义的绦虫类群,长期以来存在诸多空白。裂头绦虫属(Diphyllobothrium)作为一类具有复杂生活史的寄生虫,其成虫寄生于终宿主肠道,幼虫阶段以鱼类作为第二中间宿主,不仅可能对野生动物健康造成影响,还可通过食物链传递引发人类感染(如裂头绦虫病,diphyllobothriosis)。此前研究虽通过形态学方法推测港湾鼠海豚体内存在茎头裂头绦虫(D. stemmacephalum),但缺乏分子层面的确证,且感染率、病理影响及生态传播路径等关键信息尚不明确。在此背景下,德国石勒苏益格 - 荷尔斯泰因州野生动物研究机构的研究团队开展了一项为期 30 年的系统性调查,旨在揭示该区域港湾鼠海豚体内裂头绦虫的感染特征,明确虫种分类地位,并评估其对宿主健康及公共卫生的潜在影响。该研究成果发表于《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》,为海洋哺乳动物寄生虫学与 “同一健康”(One Health)框架下的风险评估提供了重要数据支撑。
研究机构与核心方法
来自德国石勒苏益格 - 荷尔斯泰因州陆地与水生野生动物研究所(ITAW)的研究团队,依托自 1990 年建立的搁浅动物监测网络,收集了 661 例来自北海与波罗的海的港湾鼠海豚尸体样本。研究采用多学科技术手段:
- 寄生虫学调查:通过尸体剖检记录肠道绦虫感染情况,以 “无、轻度、中度、重度” 半定量评估感染强度,并记录虫体分布位置(如小肠、结肠、直肠)。
- 分子生物学鉴定:选取 6 例保存完好的绦虫样本,提取线粒体细胞色素 C 氧化酶亚基 I(COI)和核糖体内部转录间隔区 2(ITS-2)基因片段,通过 PCR 扩增、测序及 GenBank 比对,实现虫种分子鉴定。
- 组织病理学分析:对 16 例感染个体的肠道组织进行 HE 染色,观察炎症细胞浸润、肉芽肿形成等病理改变。
- 统计分析:运用 Fisher 精确检验比较不同生态区域、性别及年龄组的感染率差异,采用 R 语言进行数据处理。
研究结果解析
3.1 样本分布与感染率特征
研究覆盖 1990-2024 年间的 661 例样本,其中北海 337 例(含易北河 5 例),波罗的海 324 例。年龄分布显示北海幼体(新生儿 + 幼年期)占 78%,波罗的海幼体占 61%,反映采样群体以年轻个体为主。总体感染率为 3%(18/661),北海与波罗的海均为 3%,无区域差异。感染呈现明显年龄相关性:北海幼年期感染率 6%,显著高于新生儿(2%)和成年个体(0%);波罗的海各年龄组感染率无统计学差异,但成年个体仅 2 例轻度感染。性别分布上,雌雄感染率均为 3%,未见性别偏好。
3.2 感染强度与病理影响
感染强度以轻度为主,仅少数个体出现中重度感染。例如,北海 1 例幼年雌性个体肠道内可见单条长达 3.6 米的虫体,另 1 例幼年雌性存在多条虫体(最长 1.8 米)。组织病理显示,16 例感染个体中 9 例无明显异常,其余 7 例表现为轻度至中度黏膜炎症细胞浸润(浆细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞),仅 1 例出现严重化脓性肉芽肿性肠炎,且病变与细菌感染相关,提示绦虫感染本身病理影响有限,重症可能与继发感染有关。所有感染个体的直接死因均与绦虫无关,进一步印证其非致死性特征。
3.3 虫种分子鉴定
通过 COI 和 ITS-2 基因分析,所有绦虫样本均鉴定为D. stemmacephalum。COI 序列与 GenBank 中该物种参考序列相似度>99%,ITS-2 序列则呈现 100% 匹配,首次从分子层面证实德国水域港湾鼠海豚为D. stemmacephalum的终宿主,修正了此前仅依赖形态学鉴定的局限性。
讨论与公共卫生意义
研究证实D. stemmacephalum在港湾鼠海豚中呈低流行(3%),且主要感染幼体,这一现象可能与幼体免疫系统尚未成熟或摄食习性(如捕食小型鱼类)相关。尽管感染强度普遍较低且病理影响轻微,但该虫种的 zoonotic 潜力不容忽视 —— 人类因食用未煮熟的感染鱼类可能意外感染,引发裂头绦虫病。值得注意的是,研究区域内的波罗的海港湾鼠海豚种群已被列为极危(CR),其健康状况与生态保护紧密关联,而D. stemmacephalum的宿主特异性(未在同域分布的海豹中发现)提示其传播依赖特定中间宿主(如鱼类),这为后续研究锁定了关键环节。
从 “同一健康” 视角出发,本研究凸显了长期监测海洋哺乳动物寄生虫的必要性。尽管当前感染率较低,但全球气候变化可能改变鱼类分布与寄生虫生活史,进而影响传播风险。未来需进一步明确D. stemmacephalum的中间宿主范围及生命周期细节,结合鱼类市场监测,完善人兽共患病防控体系。此外,研究中建立的分子鉴定方法为同类寄生虫调查提供了标准化工具,有助于提升跨区域数据可比性。
结论
这项跨越 30 年的研究系统揭示了德国水域港湾鼠海豚中D. stemmacephalum的感染特征,通过分子生物学手段确证虫种,填补了该区域寄生虫分类学空白。研究结果表明,尽管该寄生虫对宿主个体健康影响有限,但其作为人兽共患病原体的潜在风险需纳入生态健康与公共卫生监测网络。长期数据集的积累不仅为野生动物疾病动态研究提供了范本,更强调了跨学科合作在应对新兴传染病中的关键作用。