德克萨斯州南部犬舍Triatoma sanguisuga中克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)传播动态的分子特征解析

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Parasites & Vectors 3

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  研究人员针对美国南部日益关注的恰加斯病(Chagas disease)传播风险,通过qPCR和纳米孔测序技术,首次系统分析了德克萨斯州犬舍Triatoma sanguisuga中克氏锥虫(T. cruzi)的感染率(81.1-100%)、基因型(TcI/TcIV)及血源宿主(犬、人、野生动物),证实该地区存在活跃的动物源性传播循环,为防控人畜共患传播提供关键证据。

  

在美洲大陆,一种名为克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)的寄生虫引发的恰加斯病(Chagas disease)长期威胁着数千万人的健康。尽管该病传统上被认为是拉丁美洲的地方病,但近年来美国南部州份频繁出现的锥蝽(triatomine bugs)和动物感染案例,逐渐揭开了一个被忽视的真相:这种"沉默的杀手"可能早已在北美扎根。德克萨斯州的乡村犬舍中,一种名为Triatoma sanguisuga的吸血昆虫频繁出没,它们不仅携带高负荷的寄生虫,还能在犬、人、鹿等多种宿主间自由取食——这种复杂的传播网络,正是美国本土恰加斯病潜在暴发的完美温床。

为破解这一公共卫生谜题,美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)联合德克萨斯州动物医院的研究团队,在《Parasites 》发表了一项开创性研究。通过定量PCR和牛津纳米孔测序等前沿技术,研究人员首次系统描绘了德克萨斯州Bulverde和Spring Branch地区犬舍Triatoma sanguisuga的克氏锥虫感染图谱。研究发现这些昆虫不仅携带惊人的高病毒载量(中位数达log10 8.09等效寄生虫/mL),更存在TcI与TcIV基因型的混合感染,其血源分析更揭示出犬、人、白尾鹿等多元宿主构成的复杂传播网络。这项研究为理解美国本土恰加斯病的生态学基础提供了关键拼图。

研究采用三大核心技术:1) 通过腹部全组织DNA提取结合自动化chemagic 360系统获得高质量核酸;2) 采用卫星DNA定量PCR(qPCR)精确检测克氏锥虫负荷;3) 基于迷你外显子基因(miniexon gene)和12S rRNA基因的纳米孔测序(ONT)同步完成寄生虫基因分型(DTU)和血源宿主鉴定。样本来自德克萨斯州两个地区的48只成虫(36雄/12雌),通过手持采集和黑光诱捕获得。

主要结果

寄生虫负荷与地理差异

Spring Branch地区的昆虫呈现显著更高的寄生虫负荷(p=0.027),这可能与该地区更接近野生动物栖息地有关。所有Spring Branch样本均呈阳性,而Bulverde阳性率为81.1%,暗示城市化程度可能影响传播强度。

基因型特征

迷你外显子测序获得19,475条高质量reads,显示TcI是绝对优势基因型(占100%样本),但首次在德克萨斯州发现3例TcI/TcIV混合感染。系统发育分析证实这些TcI属于TcIa亚型,与北美其他地区的流行株高度同源。

血源宿主图谱

通过500万条12S rRNA基因reads分析,鉴定出32种宿主DNA。犬(Canis lupus)是最主要血源(占阳性样本的62%),其次是人(Homo sapiens)和骡鹿(Odocoileus hemionus)。值得注意的是,阴性样本多来源于人类血液,但统计学未显示宿主类型与感染状态的显著关联(p=0.606)。

讨论与意义

这项研究首次证实德克萨斯州犬舍环境中存在活跃的克氏锥虫传播循环,其高感染率(81.1-100%)和多元宿主特征,彻底改变了"美国恰加斯病仅限输入病例"的传统认知。特别值得关注的是:1) TcI/TcIV混合感染的发现,暗示北美寄生虫群体可能存在尚未认知的遗传重组;2) 犬作为核心宿主的地位,为"动物-媒介-人"传播链提供了直接证据;3) 血源中频繁出现的人类DNA(占21%样本),敲响了人兽共患传播的警钟。

研究人员强调,尽管美国本土人间病例仍属罕见(1955-2015年仅28例),但德克萨斯州犬舍中"媒介-宿主-寄生虫"三者形成的稳定生态三角,构成了潜在的疾病暴发条件。该研究不仅为恰加斯病的区域防控提供了科学依据——如针对犬舍的媒介控制、宠物犬筛查等,更开创性地将纳米孔测序技术应用于媒介生态学研究,为未来人兽共患病监测树立了新范式。随着气候变化可能扩大锥蝽的栖息范围,这项研究发出的预警,或许将成为北美公共卫生体系应对新发传染病的关键转折点。

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