犬 Vector-Borne 病原体传播速度的体外实验研究:揭示 Ehrlichia canis、Anaplasma phagocytophilum 和 Borrelia burgdorferi s.s. 的传播动力学
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犬媒介传播疾病(CVBDs)威胁公共卫生与犬健康。为明确蜱传病原体(TBPs)传播时间,研究人员利用连续流体外喂养系统(CFIFS),探究犬埃立克体(E. canis)、嗜吞噬细胞无形体(A. phagocytophilum)和伯氏疏螺旋体(B. burgdorferi s.s.)的传播速度(SOT)。发现三者 SOT 分别为 3-6 h、12-15 h、42-45 h(血液)/3-6 h(膜拭子),为防控提供关键数据。
蜱虫,这种看似微小的节肢动物,却是众多致命病原体的 “搬运工”。由其传播的犬媒介传播疾病(Canine Vector-Borne Diseases, CVBDs)如犬埃立克体病、无形体病和莱姆病等,不仅严重威胁犬类健康,部分病原体(如嗜吞噬细胞无形体 Anaplasma phagocytophilum、伯氏疏螺旋体 Borrelia burgdorferi s.s.)还具有人畜共患潜力,给公共卫生带来巨大挑战。然而,长期以来,关于这些病原体通过蜱虫传播的具体时间动力学机制,科学界仍存在诸多空白。例如,不同病原体在蜱虫附着宿主后多久开始传播?传播速度是否因蜱种或病原体种类而异?这些关键问题的答案,直接关系到能否制定出精准的防控策略,如选择何种时效的杀蜱剂阻断传播。
为填补这一知识缺口,来自法国勃林格殷格翰动物健康公司(Boehringer Ingelheim Animal Health)等机构的研究团队,开展了一项针对犬类主要蜱传病原体传播速度(Speed of Transmission, SOT)的系统性研究。相关成果发表在《Parasites & Vectors》杂志,为理解蜱 - 病原体 - 宿主互作机制提供了重要突破。
研究技术方法
研究采用经改良的美国农业部(USDA)连续流体外喂养系统(Continuous-Flow In Vitro Feeding System, CFIFS),构建三种蜱 - 病原体模型:
- 感染犬埃立克体(Ehrlichia canis)的血红扇头蜱(Rhipicephalus sanguineus,感染率 18.3%);
- 感染嗜吞噬细胞无形体(A. phagocytophilum)的蓖麻硬蜱(Ixodes ricinus,感染率 56%);
- 感染伯氏疏螺旋体(B. burgdorferi s.s.)的蓖麻硬蜱(I. ricinus,感染率 76%)。
每个系统使用 58-60 只实验室饲养蜱虫,设置 4-6 个重复。通过每 3 小时采集血液样本、每 6 小时采集喂养膜拭子样本,结合定量 PCR(qPCR)检测病原体动态,同步监测蜱虫附着率(如 3 小时开始附着)和存活率。
研究结果
1. 蜱虫附着动力学
- 所有蜱虫均在接入系统 3 小时后开始附着。
- 血红扇头蜱在 57 小时时附着率达峰值(89.7%);感染 A. phagocytophilum 的蓖麻硬蜱在 51 小时附着率为 4-30%;感染 B. burgdorferi s.s. 的蓖麻硬蜱在 48 小时附着率为 6.3-47.9%。
2. 病原体传播速度(SOT)
- 犬埃立克体(E. canis):血液中首次检测到病原体的时间为蜱附着后 6 小时(即接入系统 9 小时),结合 3 小时检测间隔,推断 SOT 为 3-6 小时。
- 嗜吞噬细胞无形1体(A. phagocytophilum):血液中首次检测时间为蜱附着后 15 小时(接入系统 18 小时),SOT 为 12-15 小时。
- 伯氏疏螺旋体(1B. burgdorferi s.s.):血液中首次检测时间为蜱附着后 45 小时(接入系统 48 小时),但喂养膜拭子在蜱附着后 3 小时即可检测到病原体,提示其在蜱唾液腺中的释放早于血液传播,SOT 存在双相特征(膜表面 3-6 小时,血液 42-45 小时)。
3. 蜱虫1存活与摄血特征
- 血红扇头蜱死亡率较低(72 小时最高 13.3%),雌雄蜱体重分别增加 19% 和 19.7%,表明摄血充分。
- 蓖麻硬蜱感染 A. phagocytophilum 组死亡率较高(72 小时达 42.5%),但雌蜱体重增加 21%;感染 B. burgdorferi s.s. 组后期死亡率激增(72 小时达 95.1%),可能与高感染负荷相关。
研究结论与讨论
本研究通过标准化体外模型,首次直接比较三种重要犬蜱传病原体的传播时间,证实:
- 传播速度差异显著:E. canis 传播最快(3-6 小时),A. phagocytophilum 次之(12-15 小时),B. burgdorferi s.s. 最慢(血液传播需 42-45 小时),但膜拭子检测显示其早期唾液释放可能加速局部传播风险。
- 防控策略启示:杀蜱剂的 “杀蜱速度” 需匹配病原体 SOT。例如,针对 E. canis 需速效(<6 小时)杀蜱或驱避剂,而针对 B. burgdorferi s.s.,48 小时内起效的药物(如 afoxolaner、sarolaner)即可有效阻断传播。
- 模型价值3:CFIFS 系统避免了体内实验的伦理限制,可标准化模拟蜱 - 血源互作,为后续研究巴贝斯虫(Babesia spp.)等其他病原体提供了通用平台。
研究同时指出,体外模型未纳入宿主免疫应答,可能低估实际传播复杂性。但通过与前期体内数据(如 E. canis 在犬体内 3 小时传播)的一致性,证实了该模型的可靠性。这些发2现为开发 “传播阻断型” 驱虫药奠定了理论基础,未来可进一步推动以病原体 SOT 为靶点的精准防控策略,助力全球 CVBDs 防控。