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为探究高致死性弧菌病（HLVD）致病机制，研究人员对 5 株具不同毒力表型的副溶血弧菌（VpHLVD）进行全基因组测序及比较分析。发现 VpHLVD含独特 VTc 毒素基因等，其毒力因子与质粒转座元件相关，为 HLVD 防控提供新视角。
对虾养殖产业近年来面临着严峻的病害挑战，高致死性弧菌病（Highly Lethal Vibrio Disease, HLVD）作为一种新兴疾病，正成为威胁对虾幼苗存活的 “杀手”。该病最早于 2019 年底在中国东南沿海的对虾育苗场被发现，随后迅速蔓延至全国主要养殖区域。感染 HLVD 的对虾幼体表现出消化道空瘪、肝胰腺苍白透明、身体透亮等典型症状，且死亡率极高，发病池塘在出现异常个体后的 24-48 小时内，幼体死亡率可达 90%。更值得警惕的是，近年来该病的暴发时间从幼体阶段延伸至养殖初期，这可能与部分育苗场滥用抗生素有关。然而，当时对于 HLVD 致病弧菌的基因组特征及其毒力因子的认知尚处于空白，制约了针对性防控策略的开发。
为填补这一研究空白，中国的研究人员开展了相关研究。他们从福建地区 HLVD 暴发池塘的患病对虾中分离出 5 株副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus, VpHLVD）菌株，并选取 1 株来自健康对虾的非致病性副溶血弧菌作为对照，进行了全基因组测序及比较基因组分析。该研究成果发表在《Aquaculture》上，为深入理解 HLVD 的致病机制及病原菌进化提供了关键数据。
研究人员主要采用了全基因组测序、比较基因组分析和浸泡攻毒实验等技术方法。其中，全基因组测序覆盖了 5 株 VpHLVD菌株和对照菌株，通过高通量测序获取其完整基因组序列；比较基因组分析则聚焦于 VpHLVD与非致病菌株的基因组差异，挖掘特异性毒力相关基因；浸泡攻毒实验用于评估不同菌株的致病能力，以明确毒力表型与基因组特征的关联。样本均来源于福建地区 2019-2022 年间的 HLVD 暴发池塘及健康养殖环境。
VpHLVD菌株的毒力差异
通过浸泡攻毒实验对比 5 株 VpHLVD菌株的毒力发现，vp-HL-201910、vp-HL-202005、vp-HL-202006 和 vp-HL-202008 菌株均能引发典型 HLVD 症状，而 vp-HL-202212 菌株的致病力显著较弱，其毒素产量也较低。这提示不同菌株的毒力存在明显异质性，可能与基因组差异相关。
基因组结构与共有毒力基因
基因组分析显示，所有 VpHLVD菌株均含有两条染色体，质粒数量为 2-5 个。VpHLVD与非致病副溶血弧菌共享基于染色体的毒力基因，包括参与黏附、抗吞噬、运动能力、铁摄取、群体感应、分泌系统、毒素合成、代谢营养及抗生素抗性的基因。这些基因可能构成了副溶血弧菌的基础毒力，使其具备侵袭宿主和适应环境的能力。
特异性毒力因子与质粒关联
VpHLVD菌株携带独特的 VTc 毒素基因（VTc toxin genes），该毒素属于 Tc 毒素家族，通过类似注射器的机制将毒性成分注入宿主细胞。此外，其分泌系统基因（如 Ⅲ 型和 Ⅵ 型分泌系统）及抗生素抗性基因的种类和数量均显著多于非致病菌株。值得注意的是，这些特异性毒力因子主要与两种 VpHLVD特异性质粒上的转座元件（transposable elements）相关。例如，vp-HL-202005 菌株的 pHLB 和 pHLC 质粒携带两套 VTc 毒素基因簇，而 vp-HL-202212 菌株仅携带其中一种质粒，这解释了其毒力较弱的现象。
水平基因转移与毒力进化
研究发现，VTc 毒素基因在弧菌属内可能通过质粒交换或基因转座实现跨种间和种内转移。公共数据库中已发现携带 VTc 毒素质粒的坎贝尔弧菌（Vibrio campbellii），尽管其是否引发 HLVD 尚待验证，但这一现象揭示了弧菌通过水平基因转移动态获取或丢失毒力因子的机制，为理解病原菌进化提供了新模型。
研究结论表明，VpHLVD的高致病性源于其携带的特异性毒力因子，包括 VTc 毒素、扩展的分泌系统及广泛的抗生素抗性基因，这些因子通过质粒和转座元件的水平转移实现快速传播和进化。该研究首次系统解析了 HLVD 致病弧菌的基因组特征，明确了 VTc 毒素作为 HLVD 主要致病因子的分子机制，同时揭示了质粒介导的毒力进化路径。这不仅深化了对副溶血弧菌致病机制的认知，更为开发针对 HLVD 的分子检测工具、抗病育种策略及精准抗菌方案提供了理论依据，对全球对虾养殖业的健康可持续发展具有重要意义。研究结果还提示，需加强对养殖环境中弧菌质粒动态的监测，以预警潜在的病害流行风险。
