日本血吸虫感染导致钉螺肠道菌群动态变化及其与宿主互作机制研究

本研究针对血吸虫病传播关键媒介——钉螺(Oncomelania hupensis)的肠道菌群动态变化展开深入探索。通过16S rRNA测序技术，研究人员系统揭示了日本血吸虫(Schistosoma japonicum)在钉螺体内发育过程中(包括毛蚴、胞蚴和尾蚴阶段)对宿主肠道菌群多样性及核心菌群(如Proteobacteria、Cloacibacterium等)的影响，发现感染导致菌群稳态失衡和多样性下降。该研究为理解寄生虫-中间宿主互作机制提供了新视角，并为开发基于微生物组的钉螺防控策略奠定理论基础。

　　

血吸虫病作为一种被忽视的热带疾病，每年威胁着全球超过2.5亿人的健康。这种由日本血吸虫(Schistosoma japonicum)引起的寄生虫病，其传播链中有一个不可或缺的角色——钉螺(Oncomelania hupensis)。这种淡水螺类作为寄生虫的唯一中间宿主，在疾病传播中扮演着关键角色。然而，传统的螺类控制方法如化学灭螺剂尼古丁胺存在环境污染、成本高昂等问题，迫切需要开发新型生态友好的防控策略。近年来，微生物组研究揭示宿主肠道菌群在抵抗病原体感染中具有重要作用，但寄生虫发育过程中如何影响中间宿主菌群的动态变化仍是未解之谜。

针对这一科学问题，中南大学的研究团队开展了一项创新性研究，通过追踪日本血吸虫在钉螺体内发育的全过程，系统解析了肠道菌群的动态变化规律。相关成果发表在《Comparative Immunology Reports》上。研究人员采用实验室培养的钉螺种群和中国大陆株日本血吸虫，建立感染模型后，分别在感染后2天(毛蚴阶段)、30天(胞蚴阶段)和70天(尾蚴阶段)采集样本。运用16S rRNA基因V1-V3区测序技术，结合α/β多样性分析、LEfSe分析和随机森林算法等生物信息学方法，揭示了菌群结构与寄生虫发育阶段的关联性。

研究结果部分，首先通过"日本血吸虫感染对钉螺肠道微生物的影响"发现，感染导致菌群多样性呈现"下降-上升-下降"趋势，其中尾蚴阶段(IS70组)的Shannon-Wiener指数显著降低。NMDS和PCoA分析显示，不同发育阶段的菌群结构存在显著差异(R²=0.5, P<0.001)。

在"钉螺肠道菌群组成差异"部分，研究鉴定出Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes为优势菌门。特别值得注意的是，芽孢杆菌(Bacillus)在感染初期显著增加，而甲基杆菌(Methylobacterium)和梭菌(Cloacibacterium)在尾蚴阶段成为优势菌属。LEfSe分析进一步确认Acidobacteriota和Armatimonadota门，以及Hydrocarboniphaga等属为阶段性生物标志物。

"核心菌群的互作关系"研究显示，通过SPEC-OCCU图谱鉴定出各发育阶段特有的OTUs(操作分类单元)，其中NS组有16个，IS70组有14个。网络分析揭示了菌群间的复杂互作关系，如IS70组中Cloacibacterium与Paenibacillus呈显著正相关。

讨论部分指出，这项研究首次系统描绘了血吸虫发育过程中钉螺肠道菌群的动态变化图谱。研究发现的核心菌群如芽孢杆菌(Bacillus)可能参与抗感染过程，甲基杆菌(Methylobacterium)和梭菌(Cloacibacterium)则可能与能量代谢相关。这些发现不仅深化了对寄生虫-中间宿主互作机制的理解，更重要的是为开发基于微生物组的精准防控策略提供了潜在靶点。例如，通过调控特定菌群来干扰寄生虫发育或增强钉螺抗感染能力，可能成为未来生态友好型防控的新方向。

该研究的创新性在于首次将寄生虫发育动力学与宿主菌群动态变化相关联，填补了这一领域的知识空白。未来研究可进一步结合代谢组学和宏基因组学，深入解析关键菌群的功能机制，为最终实现"以菌治螺"的防控策略提供理论支撑。值得一提的是，研究中发现的梭菌(Cloacibacterium)具有跨代传播特性，这一发现为理解无脊椎动物菌群垂直传播机制提供了新线索。