蛇源隐孢子虫(Cryptosporidium serpentis)首份基因组草图揭示其与肠道隐孢子虫物种的代谢差异

研究人员针对冷血动物寄生性隐孢子虫基因组数据缺失的现状，对蛇源胃寄生隐孢子虫C. serpentis开展全基因组测序(WGS)，首次获得9.11 Mb基因组草图，通过比较基因组学揭示其与哺乳动物胃寄生种C. andersoni/C. muris共享需氧代谢特征，但存在嘌呤补救途径基因缺失等独特进化特征，为理解隐孢子虫组织嗜性及宿主适应性提供新见解。

　　

在爬行动物养殖业快速发展的背景下，蛇类作为宠物、食品和药材的需求激增，但由Cryptosporidium serpentis引发的隐孢子虫病严重威胁着蛇类健康与养殖经济。这种专性寄生在冷血动物胃部的病原体，与感染哺乳动物的C. andersoni和C. muris同属胃寄生隐孢子虫，却因缺乏基因组数据导致其生物学特性与进化机制长期成谜。更棘手的是，现有17个已测序隐孢子虫物种中，仅两种来自温血动物的胃寄生种有基因组参考，使得跨体温类型宿主适应的遗传基础研究存在重大空白。

华南农业大学的研究团队通过Illumina平台对4个C. serpentis分离株进行全基因组测序，最终整合生成首个冷血动物源隐孢子虫基因组草图（9.11 Mb，N50=102,002 bp），相关成果发表于《International Journal for Parasitology》。研究采用比较基因组学策略，通过BUSCO评估组装完整性（91.3%），使用OrthoFinder进行直系同源基因聚类，结合KEGG注释分析代谢通路差异。

基因组序列特征

测序深度22-113×的3个优质组装显示，C. serpentis与哺乳动物胃寄生种具有高度保守的基因组结构（292个支架），但相比肠道寄生种缺失了涉及嘌呤补救途径的关键基因。特别值得注意的是，其多拷贝基因家族（如编码MEDLE蛋白、胰岛素酶样蛋白酶等分泌性致病决定因子SPDs的基因）数量显著减少，这与窄宿主范围物种的进化特征相符。

代谢通路分化

比较分析首次揭示：三个胃寄生种均保留丙酮酸→乙酰辅酶A转化酶及三羧酸循环（TCA cycle）关键组分，并具有更完整的电子传递链（ETC），这与完全丢失TCA循环的肠道寄生种形成鲜明对比。这种需氧代谢能力的保留可能与其胃部寄生生态位中相对富氧环境相适应。

宿主适应标记

研究鉴定出19个C. serpentis特有基因及67个低相似度直系同源群（orthogroups），例如参与胃酸抵抗的质子泵相关基因。这些遗传特征可能解释其对爬行动物胃部的特异性适应，同时也为理解隐孢子虫跨脊椎动物纲宿主跳跃的分子机制提供新线索。

该研究不仅填补了冷血动物寄生性原虫基因组资源的空白，更通过代谢通路比较为隐孢子虫组织嗜性进化理论提供实证：胃部寄生种通过保留需氧代谢能力适应富氧环境，而肠道寄生种则趋向极端还原性代谢。发现的宿主特异性基因标记（如SPDs基因家族收缩）为后续开发爬行动物隐孢子虫病特异性防治靶点奠定基础。研究还提示，不同寄生部位导致的代谢选择压力可能比宿主体温类型对隐孢子虫基因组进化的影响更为深远，这一发现将推动重新评估寄生虫适应性进化的驱动因素。