蜜蜂消化道寄生虫Vairimorpha ceranae和Lotmaria passim对宿主抗菌肽表达的时空特异性调控研究

本研究针对西方蜜蜂(Apis mellifera)常见的两种消化道寄生虫Vairimorpha ceranae和Lotmaria passim的免疫逃逸机制，通过定量分析感染后不同时间点(1-17 dpi)中肠和后肠组织内apidaecin、defensin-1和hymenoptaecin三种抗菌肽(AMPs)的表达动态，发现蜜蜂未对单一或混合感染产生显著的局部体液免疫应答，同时揭示了L. passim对后肠组织的特异性偏好。该研究为理解蜜蜂-寄生虫互作机制提供了新视角。

　　

在自然界这个精妙的生态系统中，蜜蜂作为关键的传粉者扮演着不可替代的角色。然而这些勤劳的小家伙们正面临着前所未有的生存危机，其中消化道寄生虫的侵扰尤为突出。Vairimorpha ceranae（曾用名Nosema ceranae）和Lotmaria passim这两种微小但致命的寄生虫，正在全球范围内威胁着西方蜜蜂(Apis mellifera)的生存。前者是能破坏中肠组织的微孢子虫，后者则是偏好后肠的锥虫，它们如同潜伏在蜜蜂体内的"隐形杀手"，不仅缩短宿主寿命，还可能导致整个蜂群的崩溃。尽管这两种寄生虫的分布和危害已广为人知，但科学界对它们如何逃避免疫系统、在宿主体内的精确分布位置以及混合感染时的相互作用等关键问题仍知之甚少。

这项发表在《Journal of Invertebrate Pathology》上的研究，由加拿大阿尔伯塔大学的Courtney I. MacInnis等科学家完成。研究人员采用了一种时空动态的研究策略，通过建立标准化的实验感染模型，系统评估了1、2、3、6和17天五个时间点上，蜜蜂中肠和后肠组织中三种代表性抗菌肽（属于不同功能类别：富含半胱氨酸的defensin-1、富含甘氨酸的hymenoptaecin和富含脯氨酸的apidaecin）的表达变化。同时利用实时定量PCR技术，以寄生虫特异性基因（V. ceranae的PTP3和L. passim的LSU）为标记，精确追踪了两种寄生虫在不同肠段的分布动态。所有实验用蜂均来自加拿大农业与农业食品部Beaverlodge研究农场确认无寄生虫感染的蜂群，通过口腔接种方式进行标准化感染。

在免疫基因表达方面，研究结果显示蜜蜂对这两种寄生虫的局部免疫应答出人意料地微弱。仅在3 dpi时，V. ceranae单独感染组的中肠apidaecin表达显著高于培养基对照组；而在1 dpi时，V. ceranae单独感染组的中肠hymenoptaecin表达显著高于混合感染组。defensin-1的表达变化更为有限，仅在1 dpi时表现出组间差异。这些零星的变化表明，蜜蜂可能未能针对这些寄生虫建立起有效的局部体液免疫防御，或者这些寄生虫具有强大的免疫逃逸能力。

寄生虫定量研究结果则揭示了有趣的时空分布特征。L. passim在后肠组织中的载量持续高于中肠，这一模式在所有时间点均保持一致，强烈支持了该寄生虫具有后肠偏好的假说。特别值得注意的是，在混合感染情况下，3 dpi时中肠组织几乎检测不到L. passim的存在，而后肠中的寄生水平保持稳定，这表明两种寄生虫可能通过空间生态位分离避免了直接竞争。对于V. ceranae，研究观察到了一个出人意料的发现：尽管传统认为该寄生虫特异性地感染中肠，但PTP3基因表达数据显示其在后肠组织中的载量随时间推移持续增加，尤其在6 dpi时，混合感染组的后肠PTP3表达量显著高于单一感染组，暗示两种寄生虫共存可能改变了V. ceranae的组织趋向性。

讨论部分深入剖析了这些发现的科学意义。局部免疫应答的缺失可能与寄生虫的免疫抑制策略有关，特别是V. ceranae已知能够调控宿主的免疫相关通路。L. passim表现出的后肠偏好性与其近缘种Crithidia mellificae相似，这种组织特异性可能反映了其对后肠特殊微环境的适应。关于V. ceranae在后肠中活跃增殖的意外发现，研究者提出了两种解释：可能是回肠（介于中肠与后肠之间的过渡区）缺乏围食膜这一物理屏障，为寄生虫提供了新的生态位；亦或是混合感染改变了宿主的生理状态，间接影响了寄生虫的分布。这些发现不仅为理解蜜蜂-寄生虫共进化关系提供了新视角，也为开发针对性的蜂病防控策略指明了方向——特别是需要同时考虑多种寄生虫的协同效应。

这项研究的创新价值在于首次系统描绘了蜜蜂消化道寄生虫感染的局部免疫应答图谱，突破了以往全身性检测的局限。其发现对养蜂实践具有直接指导意义：提示常规的免疫增强剂可能对这类寄生虫效果有限，而针对寄生虫特异性组织偏好的靶向干预或许更为有效。在理论层面，研究揭示了昆虫-微生物互作中生态位分化的新例证，为宿主-寄生虫协同进化研究提供了重要案例。未来研究可进一步通过组织病理学方法验证V. ceranae在后肠中的发育状态，并探索这两种寄生虫在分子水平上的互作机制。