自由放养白尾鹿种群中慢性消耗性疾病的垂直传播:揭示母体-胎儿传播新机制

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Scientific Reports 3.9

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  研究人员针对慢性消耗性疾病(CWD)在自由放养白尾鹿(Odocoileus virginianus)种群中的传播机制开展研究,首次证实该疾病可通过母体-胎儿垂直传播。通过小鼠生物测定和体外朊病毒扩增技术,在妊娠期胎儿组织中检测到具有感染性的CWD朊病毒,为解释该疾病在圈养和野生鹿群中的快速传播提供了新机制。这项发表在《Scientific Reports》的研究对野生动物疾病防控具有重要意义。

  

慢性消耗性疾病(Chronic Wasting Disease, CWD)是影响北美、北欧和亚洲鹿科动物的一种致命性神经退行性疾病,其传播机制一直是科学家们关注的焦点。长期以来,人们认为CWD主要通过动物间的直接接触(如唾液、血液、尿液和粪便等分泌物的交换)或间接接触被朊病毒污染的环境传播。然而,越来越多的证据表明,母体向子代的垂直传播可能是另一个重要途径,这一假说在圈养鹿群中已有初步证据,但在自由放养种群中尚未得到充分证实。

为了探究这一科学问题,来自科罗拉多州立大学(Colorado State University)兽医学与生物医学科学学院微生物学、免疫学和病理学系的研究团队,联合乔治亚大学、西弗吉尼亚自然资源部等多个机构的科学家,开展了一项开创性研究。他们首次在自然暴露于CWD的自由放养白尾鹿中,证实了母体-胎儿垂直传播的存在。这项重要发现发表在《Scientific Reports》杂志上,为理解CWD的传播动力学提供了全新视角。

研究人员采用了多项关键技术:从美国三个CWD流行州(阿肯色、田纳西和西弗吉尼亚)采集妊娠期白尾鹿样本;使用实时震动诱导转化(RT-QuIC)和蛋白质错误折叠循环扩增(PMCA)技术检测朊病毒;通过转基因小鼠(TgCerPrP-E2265037+/-)生物测定验证感染性;对Prnp基因(编码朊蛋白的基因)的95和96密码子进行基因分型分析;并回顾性分析了三个州的历史监测数据。

研究结果部分,首先在"自由放养白尾鹿母体中检测到CWD"中发现,从CWD流行区采集的28头母鹿中,16头(57.1%)在一个或多个检测中呈阳性,阳性率因州而异(阿肯色30%、田纳西80%、西弗吉尼亚62.5%)。RT-QuIC检测在淋巴组织(RPLN 57%、扁桃体50%、RAMALT 43%)和中枢神经系统(obex 29%)中均检测到朊病毒,且RT-QuIC的敏感性高于免疫组化(IHC)。

"妊娠微环境中存在体外朊病毒种子活性"部分显示,在16头CWD阳性母鹿中,8头(50%)的子宫(33.3%)、羊水(19.2%)或胎盘(16.4%)中检测到朊病毒种子活性。值得注意的是,94.4%的阳性胎盘样本来自子宫组织也呈阳性的母鹿。

"自由放养白尾鹿胎儿组织中存在体外朊病毒种子活性"部分报告,在51个胎儿中,6个(12%)的胸腺(7.8%)、脑(4.0%)或肝脏(4.4%)中检测到PMCA可扩增的朊病毒种子。特别值得注意的是,一个母鹿的生殖组织检测阴性,但其胎儿脑组织却呈阳性,表明胎盘屏障可能并非绝对防护。

最重要的发现体现在"自由放养白尾鹿妊娠微环境和胎儿中存在感染性朊病毒"部分。小鼠生物测定证实,接种子宫或胎盘组织的35只小鼠全部(100%)出现终末期TSE疾病,平均潜伏期256±27天。接种胎儿胸腺或脑组织的19只小鼠中,12只(63.2%)也发展为临床疾病,其中接种7-6A胎儿脑组织的5只小鼠全部发病。这些结果首次在分子水平证实了自由放养鹿群中CWD的垂直传播。

研究还分析了"妊娠年龄"和"Prnp基因型"的影响。胎儿年龄在79-158天(平均112.5天),阳性样本分布在妊娠中后期。基因分析发现,所有6个CWD阳性胎儿都是Prnp 96GG型,而携带96GS或96SS的胎儿均未检测到朊病毒,提示96位点的丝氨酸残基可能对垂直传播具有保护作用。

最后,"历史CWD监测数据"显示,在三个研究州的1,476头幼鹿(≤10月龄)中,74头(5%)淋巴组织或脑组织检测呈阳性,其中阿肯色州甚至发现≤6月龄阳性幼鹿,这为垂直传播假说提供了间接流行病学证据。

这项研究得出几个重要结论:首先,首次在分子水平证实自由放养白尾鹿可通过母体-胎儿途径传播CWD;其次,Prnp 96位点的基因多态性可能影响垂直传播效率;第三,妊娠中后期的胎儿均可能被感染;最后,流行病学数据支持垂直传播在自然种群中的实际意义。这些发现不仅完善了对CWD传播机制的认识,也为制定更有效的防控策略提供了科学依据。特别是对于CWD流行率超过20%的地区,垂直传播可能是维持和加剧疫情的重要因素,这对野生动物管理具有重要指导意义。

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