综述：基于鸟枪法宏基因组学的食品和水体基质中寄生虫检测的叙事性综述

这篇综述系统评价了鸟枪法宏基因组学（shotgun metagenomics）在食品和水体寄生虫检测中的应用进展。文章指出，尽管传统PCR/qPCR仍是主流方法，但高通量测序（NGS）技术通过非靶向检测可全面解析微生物群落（包括真核寄生虫），尤其在废水监测中展现出重要潜力。作者特别强调需关注核糖体序列短读匹配导致的假阳性问题，并建议通过BLAST验证提升分类准确性。

　　

引言

下一代测序技术（NGS）的兴起彻底改变了微生物组研究范式。在食品和水体安全领域，鸟枪法宏基因组学通过直接测序样本总DNA，实现了对细菌、病毒及真核寄生虫的无偏性检测。与传统靶向扩增技术（如PCR）相比，这种方法能揭示更复杂的微生物互作网络，尤其适用于环境基质中低丰度寄生虫的生态学研究。

食品基质中的寄生虫检测

目前仅有两项研究聚焦食品样本：一项意大利团队通过人工污染实验证明，即使冷熏鲑鱼中存在百万级Cryptosporidium parvum卵囊，不同实验室的湿实验流程仍显著影响检测灵敏度；另一项瑞典研究则利用Illumina HiSeq2500平台，在引发疫情的罗马生菜中成功追踪到C. parvum基因组序列，其读长映射率高达1.8%。值得注意的是，食品基质中真核微生物占比不足1%，且寄生虫信号常被细菌DNA掩盖。

水体监测的突破性发现

对10项水体研究的分析显示，废水样本中寄生虫多样性最为丰富：

• 饮用水：美国研究发现自由生活阿米巴（如Acanthamoeba palestinensis）普遍存在，这类病原体可引发角膜炎和脑炎。
• 地表水：海地霍乱疫区检测到Plasmodium falciparum和Toxoplasma gondii；南非湿地沉积物中则发现Leishmania、Babesia等媒介传播寄生虫。
• 废水：多国研究揭示污水处理厂蕴含惊人多样性，从土耳其的73种原虫到刚果的17种Plasmodium，但部分结果（如新西兰检出疟原虫）与当地流行病学数据存在矛盾。

方法论挑战与改进方向

真核寄生虫检测面临双重瓶颈：

1. 灵敏度问题：真核基因组复杂度高且参考数据库匮乏（仅约1500个寄生虫参考基因组），导致序列组装困难。相较之下，细菌因基因组小而更易生成MAGs（宏基因组组装基因组）。
2. 特异性风险：核糖体基因短读（如18S rDNA）在近缘物种间高度保守，易产生假阳性匹配。例如土耳其研究中Leishmania amazonensis的检出可能源于序列交叉反应。

作者建议整合BLAST验证步骤（图1B）：对初步分类的寄生虫读长进行非冗余数据库比对，通过统计学评估（如p值）提升结果可靠性。这种策略在检测Cryptosporidium等食源性病原体时尤为重要，可避免将环境腐生原虫误判为致病种。

未来展望

随着CCMetagen、EukDetect等真核生物专用分析工具的出现，结合纳米孔长读长测序技术，寄生虫监测有望实现更高分辨率。当前亟需建立标准化的湿实验流程与生物信息学质控体系，以充分发挥鸟枪法宏基因组学在公共卫生预警中的潜力。