冷冻血浆微生物组揭示野生鸟类和啮齿类动物潜在病原体的研究

为破解野生动物病原体监测难题，研究人员通过16S测序技术分析冷冻保存7-13年的北美鹿鼠（Peromyscus maniculatus）和美国红隼（Falco sparverius）血浆样本，对比Zymo与Qiagen两种DNA提取试剂盒效能。研究发现Zymo试剂盒可检出更多高质量读长及病原菌属（如Mycoplasma、Bartonella），证实冷冻血浆可用于野生动物病原体筛查，为疾病监测系统提供新策略。

　　

野生动物作为人畜共患病的重要宿主，其病原体监测却长期面临数据匮乏的困境。传统观点认为健康个体的血液是无菌环境，但近年研究颠覆了这一认知——尤其在野生动物中，血液可能携带多种潜在病原体。然而，野生动物采样难度大、成本高，且缺乏系统性监测网络，导致埃博拉病毒等病原体的自然宿主至今未明。更棘手的是，全球生物样本库中保存着数百万份野生动物血液样本，却鲜少被用于病原体研究。如何利用这些“沉睡的资源”填补监测空白，成为亟待解决的问题。

为此，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究团队在《One Health》发表了一项创新性研究。他们选取冷冻保存7年的北美鹿鼠和13年的美国红隼血浆样本，采用16S rRNA基因测序技术（V3-V4区），对比Zymo Quick cfDNA血清/血浆专用试剂盒与通用型Qiagen Blood and Tissue Kit的提取效果，旨在验证冷冻血浆用于病原体筛查的可行性。

关键技术方法
研究团队从22只北美鹿鼠和22只美国红隼冷冻血浆中平行提取DNA，使用Illumina MiSeq平台进行16S测序。通过QIIME2和phyloseq等生物信息学工具分析微生物组成，采用decontam包去除污染物，并利用Bray-Curtis距离矩阵和NMDS（非度量多维标度）评估群落差异。样本来自美国犹他州大盆地山脉（鹿鼠）和科罗拉多州短草草原（红隼），均经伦理审查和许可。

研究结果

微生物组成差异显著
冷冻血浆中检出6个细菌门，其中Firmicutes（56.7%）和Proteobacteria（37.2%）为主导菌门。红隼样本中26,910条读长无法鉴定到门水平（占其总读长的96%），远高于鹿鼠的12条，可能与13年超长冷冻导致DNA降解有关。Zymo试剂盒检出读长数量是Qiagen的4.7倍（3,652 vs 784），且能识别更多菌属（20 vs 13）。

病原体筛查潜力
研究锁定9个含致病种的菌属，包括Mycoplasma、Escherichia-Shigella和Bartonella。值得注意的是，Zymo试剂盒在鹿鼠样本AWB296中同时检出5种病原菌属（如Streptobacillus），而Qiagen仅检出Mycoplasma。两种试剂盒的病原体检出结果重叠率低（红隼1/5样本、鹿鼠7/12样本），提示试剂盒选择显著影响检测敏感性。

技术对比与局限
尽管两种试剂盒的α多样性（Shannon指数和菌属丰富度）无统计学差异，但NMDS分析显示宿主物种显著影响微生物群落结构（R²
=0.12, P<0.001）。研究指出16S V3-V4区的物种分辨率有限，仅2条读长可鉴定到种水平（Vibrio metschnikovii和Mycoplasma testudineum），建议未来采用全长16S测序提升分辨率。

结论与意义
该研究首次证实冷冻血浆可作为野生动物病原体筛查的替代样本，其价值体现在三方面：一是Zymo等专用试剂盒能有效释放冷冻样本的病原体信息；二是为生物样本库的二次利用提供范例，尤其适用于资源有限地区的回溯性研究；三是通过初步筛查可缩小重点宿主范围，例如检出Bartonella的物种需优先跟进全基因组测序。

讨论部分特别强调，血浆虽存在低生物量、肝素抗凝剂干扰等局限，但其标准化保存优势远超组织样本。作者建议将此法与主动监测结合，聚焦人兽接触界面（如野生动物市场），并探索MinION等便携测序技术的适配性。这项研究为构建全球野生动物病原体数据库迈出关键一步，助力实现“One Health”框架下的协同防控。