中国学龄儿童头虱感染影响因素及遗传特征研究:基于线粒体 DNA 双重 PCR 技术的新型检测方法建立

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Parasites & Vectors 3

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  头虱(Pediculus humanus capitis)感染是全球公共卫生问题,尤其困扰学龄儿童。本研究针对中国中部地区头虱感染影响因素及遗传特征不清的问题,通过横断面调查和分子生物学技术,发现感染率与性别、卫生习惯等密切相关,且线粒体细胞色素 b(cytb)基因双重 PCR 可精准区分 A/B 进化枝,为防控提供科学依据。

  
头虱,这种微小的人体外寄生虫,长期以来一直是全球公共卫生领域的一大难题。它们寄生于人类头发和头皮,不仅会引起失眠、瘙痒和不适等直接症状,还可能携带多种致病细菌,如回归热疏螺旋体(Bartonella recurrentis)、五日热巴尔通体(Bartonella quintana)和鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)等,对人类健康构成潜在威胁。在全球范围内,头虱感染广泛分布,尤其在学龄儿童中更为普遍,其平均感染率约为 25%。然而,在中国,关于头虱感染的详细数据,尤其是其影响因素和遗传特征的研究却相对匮乏。此外,现有的检测技术在区分头虱不同进化枝方面存在局限性,无法满足精准防控的需求。因此,开展对头虱感染的全面研究,揭示其流行规律和遗传特性,对于制定有效的防控策略至关重要。

为了解决这些问题,来自中南大学湘雅基础医学院和湖南农业大学等国内研究机构的研究人员,在湖南省开展了一项大规模的横断面研究。该研究从 2018 年 1 月持续至 2023 年 7 月,对湖南省 48 所小学的 9254 名学龄儿童进行了头虱感染调查,旨在明确头虱感染的影响因素,分析头虱的遗传变异,并开发一种灵敏、特异的线粒体 DNA 双重 PCR 技术,以准确区分头虱的 A、B 进化枝。这项研究的成果发表在《Parasites & Vectors》杂志上,为中国头虱感染的防控提供了重要的科学依据。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:

  1. 问卷调查与样本采集:通过设计详细的问卷,收集学龄儿童的基本信息、个人卫生习惯和社会经济状况等数据;采用目视检查和梳子梳理的方法,从感染儿童的头发和头皮采集头虱样本。
  2. 分子生物学分析:提取头虱的基因组 DNA,对线粒体细胞色素 b(cytb)基因进行 PCR 扩增和测序,通过序列分析和系统发育树构建,研究头虱的遗传变异和进化关系。
  3. 双重 PCR 技术开发:基于 cytb 基因序列设计特异性引物,优化 PCR 反应条件,开发出能够同时检测头虱 A、B 进化枝的双重 PCR 技术,并对其灵敏度和特异性进行验证。

头虱感染的流行特征


研究发现,湖南省 93.8%(45/48)的小学存在头虱感染,总体感染率为 6.8%(630/9254),其中女孩的感染率显著高于男孩(13.4% vs 0.7%)。不同地区的感染率差异明显,经济相对落后的湘西土家族苗族自治州感染率最高(15.1%),而经济较发达的长沙、常德等城市感染率较低(3.1%-4.4%)。此外,农村地区、留守儿童、低收入家庭、寄宿学生以及每周洗头次数较少的儿童感染率更高。这些结果表明,头虱感染与性别、学校位置、家庭状况、人均收入、学习方式和个人卫生习惯等因素密切相关(p<0.01),而季节和年龄对感染率的影响无统计学意义(*p*>0.05)。

头虱的遗传特征与进化枝分布


基于线粒体 cytb 基因序列的系统发育分析显示,头虱可分为 A、B 两个主要进化枝,其中 B 进化枝在湖南省更为常见,占比 58.1%。不同地区的进化枝分布存在差异,例如常德、益阳和郴州等地仅检测到 A 进化枝,而衡阳、邵阳和湘西等地则仅有 B 进化枝。这表明头虱的遗传变异具有明显的地理分布特征,B 进化枝在中国中部地区已成为优势种群。

双重 PCR 技术的建立与验证


研究人员成功开发了一种基于线粒体 cytb 基因的双重 PCR 技术,该技术能够通过扩增产物的大小(A 进化枝 484 bp,B 进化枝 358 bp)准确区分头虱的 A、B 进化枝。经实验验证,该技术的灵敏度和特异性均达到 100%,能够检测到低至 0.88 fg 的 A 进化枝基因组 DNA 和 0.57 fg 的 B 进化枝基因组 DNA,且对其他常见吸血虱类无交叉反应。这一技术的建立为头虱感染的分子流行病学调查和精准防控提供了高效、可靠的工具。

研究结论与意义


本研究首次对中国学龄儿童头虱感染进行了深入系统的调查,揭示了头虱感染与贫困、卫生条件差等社会经济因素密切相关。研究结果表明,在社会经济地位较低的地区,加强对头虱感染的监测和防控至关重要。同时,头虱 A、B 进化枝在中国中部地区的广泛分布,尤其是 B 进化枝的优势地位,提示需要进一步关注其潜在的公共卫生风险。此外,新开发的双重 PCR 技术为头虱进化枝的快速准确鉴别提供了有力手段,有助于深入研究头虱的传播机制和遗传进化规律。

这项研究不仅填补了中国头虱研究的空白,为制定针对性的防控策略提供了科学依据,还为全球头虱感染的研究和防控提供了重要的参考。未来,需要进一步扩大研究范围,验证其他地区的头虱感染特征,并探索更有效的防控措施,以减少头虱感染对公共卫生的威胁。
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