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为准确评估家畜感染肉孢子虫（Sarcocystis spp.）的风险并制定预防策略，研究人员分析立陶宛农场环境样本，检测肉孢子虫种类。结果发现家畜易通过污染水或饲料感染，还检测到两种人畜共患病种，强调环境监测的重要性。
在动物与人类的健康防线中，肉孢子虫（
Sarcocystis spp.）就像隐藏在暗处的 “敌人”，悄无声息地威胁着生命安全。肉孢子虫是一类单细胞原生动物，能感染包括人类在内的多种动物，其独特的双宿主捕食 - 被捕食生命周期，让它在自然界中巧妙地传播。在中间宿主的肌肉组织里，会形成肉孢子囊；而在终末宿主的小肠内，卵囊会进行孢子化。通常情况下，中间宿主会因摄入被孢子化卵囊污染的食物或水而感染，终末宿主则通过吞食含有成熟肉孢子囊的动物组织中招。
以往大多数关于家畜肉孢子虫的研究，主要聚焦于用形态学和分子方法检测动物尸体。可这种方式就像 “马后炮”，无法提前预测感染途径，也难以预防寄生虫传播给动物和人类。而且，全球范围内对环境样本中肉孢子虫的研究少之又少，这就导致我们对肉孢子虫在环境中的传播规律知之甚少。更麻烦的是，肉孢子虫病的症状常常和其他疾病混淆，再加上检测方法不完善，使得这种疾病在全球范围内都被忽视，相关的流行病学数据极其匮乏。所以，深入研究环境中肉孢子虫的种类和分布，对保障家畜和人类健康至关重要。
为了揭开肉孢子虫在环境中的神秘面纱，来自立陶宛的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的目标很明确，就是要通过分析环境样本，准确鉴定以家畜为中间宿主的肉孢子虫种类，并比较不同样本类型中这些寄生虫的出现情况。
研究人员在 2022 - 2024 年这 3 年时间里，从立陶宛各地挑选了 10 个家畜农场。在温暖的 7 月和 8 月，当动物在户外田野活动时，他们分别采集了农场附近的水、干草和土壤样本，每种样本各 30 份。在样本采集过程中，研究人员充分考虑了样本的特性，像干草和土壤的湿度、结构不同，他们就采用了体积测量法。而且，为了提高检测成功率，每种样本都是从农场的 3 个不同地点采集后混合在一起。采集好的样本被小心地存放在无菌容器中，用便携式冷藏箱加冰袋运输，在 4°C 的环境下保存，并在 1 - 2 天内进行分析。
样本处理和 DNA 提取环节，研究人员采用了一种优化的方法。这种方法基于不同孔径过滤器过滤的原理，能有效收集和浓缩样本中的肉孢子虫孢子化卵囊。之后，他们用专门的试剂盒提取样本中的基因组 DNA。
在分子鉴定阶段，研究人员针对 9 种能在肉用动物中形成肉孢子囊的肉孢子虫物种，设计了物种特异性引物，利用巢式聚合酶链反应（PCR）来检测这些物种的 DNA。对于两种人畜共患病种 —— 人肉孢子虫（S. hominis）和猪人肉孢子虫（S. suihominis），研究人员还专门开发了新的引物。为了确保实验结果可靠，每次实验都设置了阳性和阴性对照。PCR 扩增产物通过 1% 琼脂糖凝胶电泳进行可视化分析，部分 PCR 片段还进行了测序，得到的 * cox1* 序列被存入 GenBank 数据库。
数据分析时，研究人员借助 Python 软件，使用多种工具进行统计分析和物种多样性评估。比如用 SciPy 进行卡方检验，分析不同样本类型中寄生虫的检测情况；用 SciPy 的熵函数计算香农多样性指数；用 nBLAST 序列相似性搜索算法分析 * cox1* 序列的遗传差异；还用 MEGA v.11.0.13 软件进行核苷酸替代模型选择和最大似然法的系统发育分析。
研究结果令人惊讶。通过对比不同样本中 * cox1* 序列，研究人员发现水和干草样本中肉孢子虫的检出率明显高于土壤样本。水样本的检出率达到 31.9%，干草样本为 31.0%，而土壤样本仅为 16.7%。从单个农场来看，物种多样性差异很大。有些农场的水样中物种多样性是干草的好几倍，甚至有的农场土壤中根本检测不到肉孢子虫 DNA。而且，同一农场不同年份检测到的肉孢子虫种类数量波动也很大，但总体上，10 个农场中有 8 个在 3 年研究期内至少检测到 6 种不同的肉孢子虫。
在物种分布方面，多数肉孢子虫物种在水样中最常见，干草中次之，土壤中最少。其中，牛肉孢子虫（S. cruzi）最为普遍，平均每年的检测数量最多。
值得一提的是，研究人员首次在全球范围内从环境样本中检测到了人兽共患的人肉孢子虫（S. hominis）。在研究的第 2 年和第 3 年，分别在 4 个和 7 个农场检测到该物种，总体患病率达到 26.7% - 33.3%。通过 BLAST 分析和系统发育树构建，确认了这些样本中存在人肉孢子虫，并发现了 7 种 * cox1* 单倍型。同时，还首次在环境样本中检测到猪人肉孢子虫（S. suihominis），虽然只在一个水样中发现，但意义重大。
从研究结论来看，家畜感染肉孢子虫的主要途径是摄入被污染的水或饲料，土壤传播的风险相对较低。研究还证实了多种感染家畜和人类的肉孢子虫物种存在于农场环境中，对动物和人类健康构成潜在威胁。这一研究成果发表在《Food and Waterborne Parasitology》上，为全球肉孢子虫研究提供了重要的数据支持。
此次研究主要运用了样本采集、DNA 提取、巢式 PCR 检测和数据分析这几种关键技术。样本采集自立陶宛 10 个农场的水、干草和土壤；DNA 提取采用优化的过滤法结合试剂盒提取；巢式 PCR 针对特定肉孢子虫物种检测 DNA；数据分析借助 Python 软件及相关工具进行。
在讨论部分，研究人员指出虽然以往认为许多原生动物感染主要通过水传播，但环境中孢子化卵囊的传播受多种因素影响。而且，肉孢子虫病容易被忽视，加强对自然环境中寄生虫的监测和防控刻不容缓。此次研究使用的巢式 PCR 虽然有一定优势，但也存在局限性，未来需要开发更先进的分子方法。此外，研究首次在环境样本中检测到人肉孢子虫和猪人肉孢子虫，凸显了对这些人畜共患病种进行深入研究的必要性，尤其是整合分子和形态学方法的研究，这对准确评估全球感染率和遗传多样性至关重要。
这项研究首次对农场环境中不同样本的肉孢子虫进行了全面分析，为预防和控制肉孢子虫感染提供了关键依据，也为后续研究指明了方向，对保障动物和人类健康意义非凡。
