沙鼠与小鼠模型中利什曼原虫(Leishmania major)对白蛉(Phlebotomus papatasi)感染性的差异:揭示自然宿主与实验室模型的传播阈值

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:PLOS Pathogens 5.5

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  这篇研究通过对比自然宿主沙鼠(Meriones shawi)与实验室BALB/c小鼠模型,揭示了利什曼原虫(L. major)在白蛉媒介中的传播动态。研究发现,沙鼠病灶边缘仅需2-10个无鞭毛体(amastigotes)即可成功感染白蛉,而BALB/c小鼠需高达1,500-10,000个,表明自然宿主的免疫微环境更利于低剂量传播。研究为皮肤利什曼病(CL)的流行病学建模提供了关键参数,并强调了自然宿主模型在寄生虫-媒介研究中的不可替代性。

  

引言
利什曼病(Leishmaniases)是由利什曼原虫(Leishmania spp.)引起的虫媒疾病,其中皮肤利什曼病(CL)是最常见的形式。研究聚焦于北非自然宿主沙鼠(Meriones shawi)和实验室BALB/c小鼠,通过定量PCR(qPCR)和荧光显微技术,解析了L. major在宿主耳廓的微观分布及其对白蛉(Phlebotomus papatasi)的感染阈值。

方法
实验采用低剂量(7,000-14,000个寄生虫)感染沙鼠和小鼠,通过显微活检(MB)模拟白蛉叮咬深度(260 μm),结合荧光标记量化病灶中心、边缘及健康皮肤的寄生虫负荷。白蛉感染实验通过鸡皮膜喂食不同浓度无鞭毛体(1-100个/0.7 μl)验证最低感染剂量。

结果

  1. 寄生虫分布异质性:沙鼠耳廓病灶中心寄生虫数量比健康皮肤高5个数量级,但病灶边缘(含4-500个无鞭毛体)是主要感染源,而BALB/c小鼠病灶中心与边缘感染性无显著差异。
  2. 感染阈值差异:沙鼠仅需2-10个无鞭毛体即可感染白蛉(成功率16%-30%),而BALB/c小鼠需1,500-10,000个(成功率62%)。鸡皮膜实验证实,1-10个无鞭毛体仍可引发8-10%的白蛉感染。
  3. 免疫微环境影响:沙鼠病灶中心因干燥微环境抑制寄生虫活性,而BALB/c小鼠免疫缺陷导致快速溃疡化,寄生虫分布更均匀。

讨论
研究首次量化了自然宿主中L. major的低传播阈值,挑战了实验室模型的高阈值假设。沙鼠病灶边缘的免疫调节可能促进寄生虫存活,而BALB/c小鼠的病理进程与人类CL差异显著,提示自然宿主模型对精准流行病学预测的必要性。此外,白蛉反复叮咬可能加速宿主病灶发展,需进一步验证。

意义
该研究为CL传播动力学建模提供了关键参数,并呼吁在寄生虫-媒介互作研究中优先采用自然宿主模型,以更真实地反映自然传播场景。

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