利用纳米孔测序技术对英国单一林地蜱虫微生物组进行全长16S rRNA基因测序揭示细菌多样性及其与生命阶段和年份的动态关联

本研究针对蜱虫微生物组分类分辨率不足的问题，采用纳米孔测序技术对英国威尔特郡林地2019-2021年采集的篦子硬蜱进行全长16S rRNA基因测序，首次系统揭示了蜱虫不同生命阶段（成虫雌雄、若虫）微生物组差异显著而林型间无统计学差异的规律，发现立克次体属（Rickettsia）为优势菌群且丰度随年份波动，同时检测到巴尔通体（Bartonella）、无形体（Anaplasma）等公共卫生相关病原体，为蜱媒疾病监测提供了高分辨率研究方法。

　　

蜱虫作为自然界最危险的病原体传播媒介之一，其体内微生物群落构成直接影响疾病传播风险。然而现有研究多局限于16S rRNA基因片段测序，导致分类分辨率不足，且对微环境、生命阶段和时间维度的影响缺乏系统认知。英国研究团队在《Ticks and Tick-borne Diseases》发表的研究，通过创新性应用纳米孔测序技术，首次对篦子硬蜱（Ixodes ricinus）微生物组进行全长16S基因解析，揭示了蜱虫-微生物互作的重要规律。

研究团队选择英国威尔特郡具有六种林型特征的单一林地，在2019-2021年连续三个春季采用布旗法采集蜱虫样本，按生命阶段（成虫雌雄、若虫）和栖息地类型分组，每组5只成虫或10只若虫混合。通过表面灭菌、Precellys组织匀浆和Qiagen试剂盒提取DNA后，使用牛津纳米孔技术（ONT）SQK-RAB204试剂盒进行全长16S扩增，在GridION X5测序仪运行72小时。数据分析采用Guppy碱基识别、Epi2me分类和R语言ampvis2包可视化，建立负二项广义线性模型评估影响因素。

3.1 检测方法验证
阳性对照实验证实纳米孔测序对17个运行批次中除大肠杆菌（Escherichia）外所有标准菌属检测稳定，平均每个蜱虫池产生61,147±28条细菌读长，鉴定11,400个操作分类单元（OTUs），证实方法可靠性。

3.2 生命阶段与时间动态
主成分分析（PCA）显示不同生命阶段微生物组显著聚类（P=0.019），若虫与成虫间存在明显过渡。广义线性模型揭示立克次体在雌虫中占比最高（2019/2021年达峰值），而溶菌弧菌（Lyticum）和无形体丰度存在年度差异（P<0.01）。2020年样本香农指数显著高于其他年份，提示环境因素可能影响微生物多样性。

3.3 林型特异性模式
尽管统计学无显著差异，松林（Pine）中无形体检出率最高（11.6%），橡木林（Oak）则富含巴尔通体。普罗威登斯菌（Proteus）仅在山毛榉（Beech）和林间空地（Glades）检出，暗示特定菌群与植被类型的潜在关联。

3.4 公共卫生病原体
2019年样本携带伯氏疏螺旋体（Borrelia）的几率较2020/2021年高44-8317倍（P<1.61E-6），云杉林（Spruce）蜱虫携带柯克斯体（Coxiella）的风险比山毛榉林高70倍。若虫中埃立克体（Ehrlichia）和无形体的检出率显著高于成虫（P<1.38E-17），提示若虫阶段在病原传播中的关键作用。

讨论部分指出，全长16S测序克服了传统V1-V9区片段选择的偏倚，首次明确篦子硬蜱微生物组存在生命阶段特异性分化，可能与雌虫血餐后肠道菌群重塑有关。立克次体的绝对优势（可能多为共生型）和伯氏疏螺旋体的年度波动，提示需要长期监测以区分自然波动与真实流行病学变化。检测到的巴尔通体、无形体等病原体虽丰度较低，但其在特定生境（如松林）的聚集分布值得关注。

该研究的创新性在于建立基于纳米孔技术的蜱虫微生物组监测新范式，其高通量、低成本特性适合大规模公共卫生应用。未来研究需扩大地理范围，结合宏基因组学进行物种水平鉴定，并探索微生物-病原体-宿主的互作机制。这些发现为理解蜱媒疾病传播生态学提供了重要基线数据，对英国乃至欧洲的疾病预警系统建设具有指导价值。