纳米孔测序揭示埃塞俄比亚蜱虫微生物多样性及其人畜共患病传播风险

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Parasitology Research 1.8

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  本研究通过纳米孔测序技术首次对埃塞俄比亚牲畜体表蜱虫进行宏基因组分析,鉴定出包括立克次体(SFG Rickettsia)、柯克斯体(Coxiella)等8类微生物,发现55.2%蜱虫携带共生菌,同时证实非洲立克次体(R. africae)为主要致病病原体。该研究为东非地区蜱传疾病防控提供了重要分子流行病学依据。

  

在非洲之角地区,蜱虫作为仅次于蚊子的重要病媒生物,携带的病原体对畜牧业和公共卫生构成双重威胁。埃塞俄比亚作为畜牧业大国,其活畜贸易量占全国出口90%,频繁的牲畜迁徙加剧了人畜共患病传播风险。然而,传统基于PCR的靶向检测方法存在局限性:一方面可能因共生微生物干扰导致假阳性,如柯克斯体共生菌(Coxiella-like endosymbionts)与Q热病原体(C. burnetii)的基因相似性;另一方面会遗漏未知病原体。这种认知缺口使得该地区蜱传疾病真实负担长期被低估。

为系统解析蜱虫微生物组特征,美国卫生科学统一服务大学(Uniformed Services University)联合史密森尼学会等机构的研究团队,采用纳米孔测序技术对埃塞俄比亚5个行政区采集的154组蜱虫样本(涵盖4属22种)进行非靶向宏基因组分析。研究发现83.1%的蜱虫携带至少1种微生物,包括6种细菌、1种寄生虫和1种病毒。其中非洲立克次体(R. africae)在致病菌中占比最高(14.9%),而柯克斯体共生菌(53.9%)和弗朗西斯菌(Francisella spp.)等机会性微生物的广泛存在,揭示了传统检测方法可能高估病原体流行率的潜在风险。该成果发表于《Parasitology Research》,为东非地区蜱传疾病精准防控提供了关键科学依据。

研究团队主要采用三项关键技术:1)跨区域采样策略,从埃塞俄比亚5个行政区8种家畜体表采集26,218只蜱虫;2)纳米孔长读长测序(ONT GridION X5平台)结合生物信息学流程(Porechop/nanofilt过滤,DIAMOND比对);3)多基因位点系统发育分析(基于bcr2/ppnK基因和质粒序列),用于病原体分型鉴定。

研究结果
微生物多样性特征
在55.2%的蜱虫中检测到柯克斯体共生菌,显著高于既往PCR检测报告的病原体检出率(6.4-10.8%)。通过全基因组比对发现,仅1.3%样本携带真正的Q热病原体(C. burnetii),证实共生菌可能干扰传统检测。

致病菌分布规律
非洲立克次体(R. africae)在斑疹热群立克次体(SFG Rickettsia)中占主导地位,尤其常见于斑花蜱属(Amblyomma),如A. variegatum(37.9%)和A. gemma(33.3%)。系统发育分析显示,从A. gemma和A. variegatum分离的株系与已知R. africae参考株高度同源。

新发病原体警示
首次在埃塞俄比亚发现:1)蜱传螺旋体(Spiroplasma ixodetis)存在于褪色扇头蜱(Rh. decoloratus);2)牛丘疹性口炎病毒(BPSV)经Rhipicephalus蜱传播;3)骆驼体表长须血蜱(Hy. rufipes)携带巴贝虫(Babesia sp.),拓展了该寄生虫的已知宿主范围。

讨论与意义
该研究通过宏基因组学揭示了蜱虫微生物组的真实复杂性:1)证实共生微生物的普遍存在可能扭曲传统检测结果,建议未来监测需结合多位点基因组分析;2)发现非洲立克次体在埃塞俄比亚的优势流行态势,提示需加强相关发热疾病的鉴别诊断;3)记录的BPSV等新发病原体为牲畜疾病防控提供预警。

研究局限性在于乙醇保存样本可能影响RNA病毒检出率,但仍在DNA病原体检测方面展现出纳米孔测序技术的野外适用性。这项开创性工作不仅填补了埃塞俄比亚蜱传病原体数据库的空白,其建立的"采样-测序-生物信息"技术框架,也为其他发展中国家开展病媒生物监测提供了可复制的技术范式。

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