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为明确伊朗西部雀鹰胸肌中宏观囊肿的种类,研究人员对相关样本进行检测,确认是哈氏肉孢子虫(S. halieti),这是亚洲首次发现该寄生虫,且雀鹰可作其终末和中间宿主。
在神秘的微生物世界里,肉孢子虫(Sarcocystis)是一类广泛分布且极具研究价值的寄生虫。它们隶属于顶复门(Apicomplexa),拥有复杂的生活史,需要在终末宿主和中间宿主之间完成发育。不同种类的肉孢子虫能感染包括鸟类、哺乳动物甚至人类在内的众多生物,给动物健康和公共卫生带来潜在威胁。
在鸟类中,肉孢子虫的感染情况尤为复杂。鸟类既可能作为中间宿主,也可能成为终末宿主。一些肉孢子虫种类会在鸟类肌肉组织或中枢神经系统中形成囊肿,引发严重疾病,比如 S. falcatula 和 S. calchasi 能导致野生鸟类患上致命疾病。然而,目前对于鸟类感染肉孢子虫的情况,人们的了解还十分有限。
伊朗,这个拥有丰富鸟类资源的国家,境内有 550 种鸟类,数量几乎与欧洲相当。但在寄生虫研究领域,伊朗关于鸟类寄生虫,特别是肉孢子虫病(sarcocystosis)的信息却极为匮乏。此前仅有 4 篇文献报道过鸡、鸭和鸽子感染肉孢子虫的情况,对于野生鸟类的研究更是一片空白。
为了填补这一知识空白,来自伊朗布阿里?西纳大学(Bu-Ali Sina University)兽医学院病理生物学系以及立陶宛自然研究中心分子生态实验室的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们揭开了哈氏肉孢子虫(S. halieti)在亚洲的神秘面纱。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是样本采集,在 2019 年 9 月至 2023 年 12 月期间,他们收集了伊朗哈马丹省的 55 只野生鸟类样本,这些鸟类分属 8 个目、9 个科、18 个属和 21 个种。接着进行 DNA 提取和 PCR 扩增,从样本组织中提取基因组 DNA,并通过常规 PCR 技术,针对 18S rRNA、cox1、28S rRNA 和 ITS1 等基因片段进行扩增。最后进行测序和分析,对 PCR 扩增产物进行测序,将所得序列与 NCBI GenBank 数据库中的序列进行比对,并运用多种软件进行系统发育分析和遗传变异分析。
下面来看看具体的研究结果:
- 哈氏肉孢子虫的发现:在对 55 只野生鸟类进行检查时,研究人员在一只欧亚雀鹰(Accipiter nisus)的胸肌中发现了类似米粒的细长纺锤形宏观囊肿,而其他鸟类并未感染。通过对囊肿 DNA 的提取和分析,研究人员利用 4 个基因位点(18S rRNA、28S rRNA、cox1 和 ITS1)的部分序列,确认这些囊肿属于哈氏肉孢子虫。这是亚洲首次发现哈氏肉孢子虫的存在,具有重要的里程碑意义。
- 系统发育分析:对哈氏肉孢子虫的 28S rRNA 和 ITS1 序列进行系统发育分析后发现,基于 28S rRNA 序列,所有分析的哈氏肉孢子虫分离株聚在一起,但该位点的变异性不足以确定其最密切相关的物种。而基于 ITS1 序列的分析则显示,哈氏肉孢子虫与一些未描述的肉孢子虫物种具有较高的相似性,且 Sarcocystis sp. ex Stercorarius chilensis 与哈氏肉孢子虫形成姐妹分支。这表明 ITS1 在研究哈氏肉孢子虫的系统发育关系上比 28S rRNA 更具优势。
- 遗传变异分析:研究人员对哈氏肉孢子虫的 ITS1 序列进行遗传变异分析后发现,该寄生虫存在不同的序列变异体,且这些变异体在不同地理区域和宿主之间存在差异。例如,来自巴西的序列与欧亚地区的序列相比,遗传变异较低,但由于巴西样本量较小,这一结果需谨慎看待。此外,不同鸟类宿主家族之间的哈氏肉孢子虫遗传变异也有所不同,如鹰科(Accipitridae)作为中间宿主时,其遗传变异高于鸥科(Laridae);鹰科作为终末宿主时,遗传变异高于鸦科(Corvidae)。
研究结论和讨论部分再次强调了此次研究的重要意义。此次研究不仅首次证实了哈氏肉孢子虫在亚洲的存在和可能的传播,还发现欧亚雀鹰既是哈氏肉孢子虫的终末宿主,也是中间宿主。这种同一物种作为肉孢子虫两种宿主的现象在鸟类中极为罕见,此前仅在鸦科相关的 S. cornixi 和 S. kutkienae 中发现过,这一发现为肉孢子虫的研究开辟了新的方向。
同时,研究也指出了目前存在的一些问题。例如,由于资源限制,研究仅对宏观囊肿进行了分子检测和鉴定,未涉及不同肌肉、脑组织和粪便中的寄生虫情况。此外,由于鸟类样本的状况,无法进行组织病理学和电子显微镜检查。不过,研究人员建立了伊朗首个用于检测家养和野生动物及鸟类肉孢子虫的多基因座 PCR 系统,为未来该地区的相关研究奠定了坚实基础。
总体而言,这项研究为我们深入了解哈氏肉孢子虫的分布、宿主关系和遗传特征提供了重要线索,也为后续进一步研究肉孢子虫病在鸟类中的传播机制、致病机理以及防控策略提供了宝贵的参考依据,推动了肉孢子虫研究领域的发展。