创新胃吸虫鉴定方法:Micro-CT成像与分子工具整合的分类学突破

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:International Journal for Parasitology 3.7

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  本研究针对寄生虫物种鉴定方法落后、参考序列匮乏的现状,创新性地将微计算机断层扫描(micro-CT)技术应用于胃吸虫(amphistomes)形态学研究。通过对河马体内分离的Gigantocotyle gigantocotyle和Carmyerius属两种近似种的综合分析,结合传统切片、扫描电镜(SEM)和DNA条形码技术,证实micro-CT可作为非破坏性鉴定工具,并发现C. aff. chabaudi为河马宿主新记录种。该研究为寄生虫分类学建立了可回溯的数字标本库,推动整合分类学(integrative taxonomy)发展。

  

在生物多样性快速丧失的背景下,寄生虫作为生态系统调节者正以惊人速度消失,其中胃吸虫(amphistomes)这类感染脊椎动物的吸虫面临严重分类学危机。目前254种已知胃吸虫中,仅37种有基因参考数据,传统依赖破坏性切片和扫描电镜(SEM)的方法阻碍了标本的重复利用。更棘手的是,这类寄生虫的宿主范围、生命周期等基础信息存在巨大空白,而治疗胃吸虫病(amphistomiasis)的有效手段至今缺失。

比利时皇家中非博物馆等机构的研究团队在《International Journal for Parasitology》发表研究,首次系统评估微计算机断层扫描(micro-CT)在胃吸虫分类中的应用价值。团队以河马(Hippopotamus amphibius)体内的Gigantocotyle gigantocotyle、Carmyerius aff. chabaudi和C. aff. endopapillatus为研究对象,通过对比micro-CT与传统形态学方法(包括中矢状切片和SEM),结合线粒体COI和核标记分子数据,建立多维度鉴定体系。关键技术包括:优化micro-CT扫描参数实现10μm分辨率的三维重建;对津巴布韦采集的标本进行分子条形码(COI, 28S rDNA等)测序;对历史模式标本(lectotypes)进行数字化存档。

样本收集
研究材料来自津巴布韦卡里巴湖和马利朗威地区的河马个体,经伦理审查后采集。通过比较RMCA博物馆藏品与新鲜样本,确保数据溯源性。

分类学修订
显微CT图像清晰呈现终端生殖器(terminal genitalium)、腹吸盘(acetabulum)等关键结构的三维形态,成功替代破坏性切片。研究发现传统分类依据的乳突(tegumental papillae)排列模式存在种内变异,而生殖系统肌肉组织的三维构型更具分类价值。

讨论
该研究首次证实micro-CT能非破坏性获取吸虫内部解剖特征,对Carmyerius属的修订揭示现有分类体系未能反映真实物种边界。发现C. aff. chabaudi为河马宿主新记录种,并指定G. gigantocotyle的新选模标本(lectotype)。三维数据还揭示腹吸盘收缩状态对形态测量的影响,提示需建立标准化扫描流程。

这项研究的意义在于:创建可共享的数字标本库,解决模式标本不可及的问题;提出的整合分类框架(分子+三维形态)为90%未描述吸虫物种的发现奠定方法学基础;micro-CT技术突破为其他脆弱标本研究提供范式。研究者特别强调,该方法不损伤DNA的特性使其可与组学研究联用,未来或可建立形态-基因组关联数据库,加速寄生虫多样性认知。

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