基于WMicrotracker运动分析技术的线虫抗药性评估新方法及其在寄生虫防控中的应用

【字体: 时间:2025年05月24日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对畜牧业中胃肠道线虫(GIN)对宏环内酯类(ML)药物广泛耐药性问题,创新性采用WMicrotracker运动分析技术(WMA),首次系统评估了该技术在伊维菌素(IVM)、莫西克丁(MOX)和埃普利诺菌素(EPR)耐药性检测中的适用性。通过比较秀丽隐杆线虫(C. elegans)耐药株(IVR10)与野生型(N2B)及捻转血矛线虫(H. contortus)田间分离株的运动抑制差异,证实WMA可有效区分敏感与耐药种群,为临床耐药监测提供了高效可靠的新工具。

  

【研究背景】
畜牧业正面临严峻的寄生虫耐药危机——全球范围内,捻转血矛线虫等胃肠道线虫对主力驱虫药宏环内酯类(ML)的耐药性持续蔓延。传统粪便虫卵计数减量试验(FECRT)操作繁琐且易误判,而实验室常用的幼虫发育抑制试验(LDA)耗时长。更棘手的是,不同ML药物(如伊维菌素IVM、莫西克丁MOX和埃普利诺菌素EPR)存在交叉耐药,但缺乏快速区分敏感与耐药种群的技术。法国图卢兹国立兽医学校的Mélanie Alberich团队在《Scientific Reports》发表研究,首次系统评估了红外运动追踪技术(WMicrotracker)在ML耐药检测中的潜力。

【关键技术】
研究采用WMicrotracker One(WMi)设备,通过检测线虫运动中断信号量化药物效应。针对秀丽隐杆线虫,同步化年轻成虫在96孔板中暴露于0.0031-1μM浓度ML药物2小时;对捻转血矛线虫则使用脱鞘L3幼虫(xL3),在0.01-100μM药物中孵育24小时后检测运动。通过计算半数抑制浓度(IC50)和耐药系数(RF),比较野生型(N2B)、IVM筛选株(IVR10)及nhr-8缺失株(AE501)的敏感性差异,并验证于田间分离的敏感(S-H-2022)与EPR耐药株(R-EPR1-2022)。

【研究结果】

  1. C. elegans运动分析验证技术可行性
    IVM对IVR10株的IC50(71.20±26.49 nM)显著高于野生型(33.52±8.89 nM),RF达2.12。交叉耐药分析显示IVR10对MOX和EPR的RF分别为1.49和1.85,但运动分析未能检测到AE501株对IVM的超敏感性,提示其灵敏度逊于LDA。

  2. H. contortus田间分离株耐药特征
    耐药株R-EPR1-2022对所有ML均表现耐受:IVM和MOX的RF约5.3,而EPR耐药性尤为突出(RF=234)。药效排序显示MOX>IVM>EPR,与临床治疗失败报告一致。

  3. 技术优势与局限性
    WMA可在4天内完成检测,较传统方法提速显著。但需注意:(1)对混合虫种样本的适用性待验证;(2)需配套敏感株参考值;(3)对苯并咪唑类等非神经肌肉靶点药物不适用。

【结论与意义】
该研究开创性地将WMA技术应用于ML耐药监测,证实其能可靠区分C. elegans和H. contortus的耐药表型。特别重要的是,在法国比利牛斯地区EPR治疗失败的农场分离株中,WMA检测到惊人的EPR特异性耐药(RF>200),为临床用药选择敲响警钟。这项技术为建立牧场级快速耐药筛查系统奠定了基础,对延缓耐药传播、优化驱虫策略具有重要实践价值。未来需扩大样本验证范围,并开发配套的虫种分离方案以提升田间适用性。

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