土壤传播蠕虫抗药性的生态进化动力学：从牲畜到人类的比较研究

本研究针对土壤传播蠕虫（STH）抗药性（AR）的演化机制，通过构建耦合寄生虫生命周期与遗传进化的脉冲模型，揭示了不同物种间抗性传播速率的差异。研究人员量化了关键治疗频率阈值，发现钩虫（Ancylostoma duodenale）和奥斯特线虫（Ostertagia circumcincta）分别呈现最快和最慢的抗性演化趋势，为优化全球寄生虫防控策略提供了理论依据。

　　

土壤传播蠕虫（Soil-transmitted helminths, STH）感染全球超15亿人，世界卫生组织（WHO）推行的群体药物管理（Mass Drug Administration, MDA）却面临治疗失效风险。牲畜寄生虫已广泛出现抗药性（Anthelmintic Resistance, AR），而人类感染STH的抗性证据尚不明确。这种差异背后隐藏着怎样的生物学机制？俄勒冈州立大学的研究团队通过比较人类与牲畜感染STH的生态进化动态，揭开了抗性演化的关键规律。

研究团队开发了整合STH双阶段生命周期（成虫-幼虫）与单基因座抗性遗传的脉冲模型。通过分析6种STH（3种人类感染：Ascaris lumbricoides、Ancylostoma duodenale、Trichuris trichiura；3种牲畜感染：Trichostrongylus colubriformis等）的参数化数据，采用数值模拟与解析推导相结合的方法，重点考察了治疗频率、宿主接触率（β）、寄生虫繁殖力（λ）等变量对抗性演化的影响。

模型构建
基于Anderson-May经典框架，建立包含成虫数量W(t)和环境幼虫L(t)的微分方程系统。引入双等位基因位点模拟抗性遗传，设定不同基因型对应差异化的药物疗效（如纯合敏感型SS、杂合型RS、纯合抗性型RR）。

关键频率阈值
推导出基本繁殖数R₀
=[λβN]/[2(μ_h
+μ_w
)(μ_l
+βN)]，确定消除寄生虫种群所需的最小治疗频率。当R₀
<1时，系统呈现三种动态：①完全消除 ②抗性株取代 ③敏感株持续共存。

物种差异机制
参数分析显示：除Haemonchus contortus外，低繁殖力（λ）和低接触率（β）加速抗性传播，而低幼虫死亡率（μ_l
）延缓该过程。Ancylostoma duodenale因最短成虫寿命（μ_w
=0.2/年）和中等繁殖力（λ=10,000卵/天）成为抗性演化最快物种；相反，Ostertagia circumcincta的高幼虫死亡率（μ_l
=3/年）使其抗性发展最慢。

讨论与意义
该研究首次量化比较了人类与牲畜STH抗性演化速率的生物学驱动因素。发现传统MDA策略在钩虫控制中可能更快诱发抗性，建议针对不同STH物种定制治疗间隔。研究为解释牲畜AR高发现象提供了机制模型（如频繁治疗和宿主高密度），同时预警人类STH可能面临类似风险。论文提出的框架可扩展至多药物组合策略评估，为WHO 2030年消除STH目标提供理论支持。

（注：全文依据原文细节展开，未添加外部信息；专业术语如粪卵计数FEC、基本繁殖数R₀
等均保留原文表述；数学符号使用_{/^{标签规范呈现）}}