泰国北部首例人源感染蛇舌状虫线粒体全基因组解析:比较与系统发育分析揭示其分子特征与诊断价值

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Parasitology Research 1.8

编辑推荐:

  本研究针对泰国日益增多的蛇舌状虫病(Pentastomiasis)诊断难题,首次采用纳米孔测序技术完成人源感染蛇舌状虫(Armillifer moniliformis)线粒体全基因组(16,367 bp)测序,揭示其高AT含量(62.1%)及独特非编码区结构,发现cox1基因保守性最高而atp6/atp8/nad6变异显著,通过多基因联合系统发育分析证实其与近缘种的进化关系,为这一人兽共患寄生虫病提供了新型分子标记(PV138266),发表于《Parasitology Research》。

  

在东南亚热带地区,一种名为蛇舌状虫(Pentastomids)的节肢动物寄生虫正悄然威胁着人类健康。这些外形怪异的生物常寄生在蛇类等爬行动物的呼吸道中,却意外地通过未煮熟的蛇肉进入人体,在肝脏、网膜等内脏形成包裹的幼虫,引发被称为"蛇舌状虫病"(Pentastomiasis)的人兽共患病。更令人担忧的是,这类寄生虫的幼虫阶段形态高度相似,传统显微镜诊断难以准确区分虫种,而泰国等流行区报告的病例只能模糊归类为"蛇舌状虫属",具体病原体身份成谜。

为破解这一诊断困境,朱拉隆功大学医学院的研究团队从泰国北部碧差汶府患者的网膜组织中获取幼虫样本,通过PCR扩增核糖体RNA(18S/28S rRNA)和线粒体基因(cox1/nad5)初步鉴定为单珠蛇舌状虫(Armillifer moniliformis)。随后采用纳米孔测序技术(MinION R10.4.1)首次绘制出该虫完整线粒体基因组图谱,发现其环状结构包含37个典型基因(13个蛋白编码基因、22个tRNA、2个rRNA)和长达2616 bp的非编码区。比较基因组分析揭示该线粒体具有显著的AT偏好性(62.1%)和链特异性碱基偏斜,其中非编码区含有三个重复片段,最长的1659 bp片段AT含量高达72.2%,推测参与线粒体DNA复制调控。

关键实验技术
研究采用纳米孔长读长测序结合Sanger验证的技术路线:1)从患者网膜分离幼虫并提取DNA;2)通过cox1/nad5/ITS2等多基因PCR初步鉴定虫种;3)使用SQK-RBK114.24建库试剂盒制备纳米孔测序文库;4)Dorado 0.9.1进行碱基识别,Miniasm 0.3-r179完成基因组组装;5)MITOS2和MitoZ 3.6注释基因功能;6)通过滑动窗口分析(DnaSP 6.12.03)计算核苷酸多样性(π),IQ-TREE 2.3.6构建最大似然系统发育树。

主要研究结果

  1. 基因特征
    线粒体基因组呈现典型链不对称性:14个基因(包括nad4/nad5等4个蛋白编码基因)位于重链(H-strand),其余23个基因分布于轻链(L-strand)。rrnS(12S rRNA)和rrnL(16S rRNA)分别位于tRNA-LeuCUN与tRNA-Val、tRNA-Val与nad1之间。

  2. 进化分析
    cox1基因显示最高保守性(π=0.215),而atp6/atp8/nad6变异显著(π>0.31)。密码子使用偏好分析发现亮氨酸(Leu1)和异亮氨酸(Ile)密码子使用频率最高,反映线粒体膜蛋白的跨膜结构特征。

  3. 系统发育
    基于13个蛋白编码基因的串联分析显示,单珠蛇舌状虫与非洲的A. armillatus/A. grandis及中国的A. agkistrodontis聚为独立分支,支持地理种群分化假说。Pentastomida亚纲与鱼虱(Branchiura)构成姐妹群,共同归入甲壳亚门(Crustacea)。

研究意义
该研究首次揭示东南亚流行株单珠蛇舌状虫的完整线粒体特征,突破传统形态学鉴定的局限性:1)鉴定出atp6/atp8等高变基因作为潜在分子标记;2)发现非编码区重复序列的种间差异可用于流行病学溯源;3)为开发PCR或测序诊断方法提供靶标数据库。鉴于泰国已报道10例人感染病例且存在非洲虫种(A. armillatus)输入风险,这些发现对监测人兽共患传播链、指导临床精准诊疗具有重要价值。正如作者Thanapat Pataradoo等强调,这项成果为"被忽视热带病"的防控提供了从基因组到公共卫生实践的转化研究范例。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号