肯尼亚Asao溪流中Biomphalaria pfeifferi多基因型谱系的持久性及其对曼氏血吸虫传播的影响

【字体: 时间:2025年06月23日 来源:Parasites & Vectors 3

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  本研究通过14个微卫星标记对肯尼亚Asao溪流的502只Biomphalaria pfeifferi(曼氏血吸虫中间宿主)进行基因分型,发现26种持久存在的多基因型谱系(MLG),其中4种跨越10个月采样期。这些MLG与多种吸虫感染显著相关(总体感染率83.1%),尤其是曼氏血吸虫(S. mansoni)。研究揭示了自交型螺类种群中MLG的生态适应性,为基于螺类抗性控制的血吸虫病防控策略提供新思路。

  

在非洲撒哈拉以南地区,血吸虫病每年导致数百万人感染,其中曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)是最主要的病原体。这种寄生虫的生命周期离不开淡水螺类宿主Biomphalaria pfeifferi的参与。然而,这种螺类独特的自交繁殖特性使其种群遗传结构充满谜团——高度近交的种群中是否存在持久稳定的基因型谱系?这些谱系是否对寄生虫感染存在特异性响应?这些问题直接关系到血吸虫病传播热点的形成机制。

来自肯尼亚医学研究所和肯雅塔农业技术大学的研究团队,在肯尼亚西部Asao溪流开展了一项为期10个月的追踪研究。通过每月采集螺类样本,结合微卫星标记(microsatellite)基因分型和吸虫感染筛查,首次揭示了B. pfeifferi自然种群中26种持久存在的多基因型谱系(multilocus genotypes, MLG),其中MLG190等4种谱系跨越了整个研究周期。更引人注目的是,这些持久谱系展现出惊人的吸虫感染倾向性——携带MLG的螺类吸虫感染率高达83.1%,远高于非持久谱系的29.1%。这项发表在《Parasites》的研究,为理解自交生物种群动态与寄生虫传播的复杂关系提供了全新视角。

研究团队运用了三大关键技术:1) 基于14个微卫星位点的多重PCR分型技术,对502只野外采集的B. pfeifferi进行基因型鉴定;2) 通过显微镜检和形态学鉴定(Lugol's碘染色)对螺类释放的尾蚴进行分类;3) 采用分子方差分析(AMOVA)和FST指数评估时空遗传分化。所有样本均来自肯尼亚Asao溪流固定采样点(GPS: -0.318086, 35.006904)。

主要研究结果

持久MLG的发现
在319种鉴定出的MLG中,26种出现在≥2个采样时间点。MLG190、193、200和201四种谱系从首月至末月持续存在,其中MLG190包含17个个体。这些持久谱系占所有样本的24.7%,但贡献了52.4%的S. mansoni感染病例。

感染偏好性
MLG190展现出最强的感染倾向——94.1%个体携带吸虫(7例为S. mansoni)。相比之下,非持久MLG的S. mansoni感染率仅19.3%。值得注意的是,8种MLG(如40、49)仅感染S. mansoni,而3种MLG(160、188、203)仅携带paramphistomoids吸虫。

种群遗传特征
全局FIS值0.517-0.730显示高度近交,自交率(selfing rate)达77.8%。AMOVA显示遗传变异主要存在于采样时点内个体间(58%),时点间差异仅占8%。7月洪水期样本与其他时点遗传分化最大(FST=0.376)。

讨论与意义
这项研究首次在自然种群中证实了自交型B. pfeifferi存在持久MLG,这些"超级传播者"谱系(如MLG190)可能通过两种机制维持其优势:1) 基因型特异性抗逆性使其在季节性洪水等扰动中存活;2) 红皇后动态(Red Queen dynamics)促使吸虫适应常见基因型。

从应用角度看,识别抗性MLG为血吸虫病防控提供了新思路——通过筛选天然抗性螺类基因型进行生态调控,可能比传统杀螺剂更可持续。研究也提示,洪水等环境扰动会重置MLG组成,这对设计基于螺类种群调控的干预策略具有重要指导价值。

该成果突破了传统实验室近交系研究的局限性,揭示了自然种群中基因型-寄生虫互作的真实图景。未来研究可结合转录组学解析MLG190等谱系的抗性/易感机制,或通过长期监测评估气候变化对MLG动态的影响。正如作者强调的,理解螺类种群遗传结构是阻断血吸虫病传播的关键环节,这项研究为非洲地区精准防控提供了重要的科学依据。

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