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旋毛虫新种T. chanchalensis的广宿主特异性及其与T. nativa和T6在自然共感染宿主中的低种间竞争性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月14日 来源:International Journal for Parasitology 3.2
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本研究针对新发现的旋毛虫物种Trichinella chanchalensis(T13)的宿主范围及种间竞争机制展开调查。研究人员采用新一代测序(NGS)技术对加拿大育空地区8种食肉动物肌肉样本进行检测,发现T. chanchalensis在狼、猞猁和郊狼中为新记录宿主,且92%宿主存在≥2种旋毛虫共感染。研究证实T. chanchalensis具有低宿主特异性,其与T. nativa(T2)、Trichinella T6间不存在显著竞争关系。该研究为旋毛虫物种鉴定、传播动力学及人兽共患风险评估提供了重要依据。
在北极地区的寒冷荒野中,一种名为旋毛虫(Trichinella)的寄生线虫正悄然构建着复杂的生态网络。这些肉眼难以察觉的寄生虫潜伏在野生动物的肌肉中,不仅威胁着食肉动物的健康,更通过食物链关系潜藏着重大的公共卫生风险——当人类食用未煮熟的感染肉类时,可能引发严重的旋毛虫病(trichinellosis)。尤其值得注意的是,加拿大北部地区的居民感染风险比南部地区高出800倍,这种差异与当地居民的传统狩猎饮食文化密切相关。
近年来,科学家们在加拿大育空地区和美国阿拉斯加相邻区域的貂熊(Gulo gulo)体内发现了一种新的旋毛虫物种,命名为T. chanchalensis(T13),以首先发现该寄生虫的Old Crow社区附近的Ch'anchà?山命名。然而,由于传统多重PCR(mPCR)方法无法区分T. chanchalensis与常见的T. nativa(T2),这一新物种的真实分布范围和宿主特异性一直成谜。更令人困惑的是,在育空地区同时存在着三种旋毛虫物种/基因型(T. nativa、Trichinella T6和T. chanchalensis),它们之间的相互作用关系以及是否存在宿主特异性都亟待阐明。
为了解决这些科学问题,由加拿大萨斯喀彻温大学西部兽医学院兽医微生物系Cody J. Malone领衔的研究团队开展了一项大规模的野生动物寄生虫监测研究。研究人员收集了2017-2024年间来自育空地区72个注册 trapping concessions (RTCs)的213只食肉动物样本,包括125只貂熊、34只红狐(Vulpes vulpes)、23只加拿大猞猁(Lynx canadensis)、13只灰狼(Canis lupus)、10只郊狼(Canis latrans)、6只黑熊(Ursus americanus)、1只棕熊(Ursus arctos)和1只北极熊(Ursus maritimus)。研究采用双分离漏斗消化法从舌和/或膈肌组织中回收旋毛虫幼虫,计算每克肌肉幼虫数(LPG),并运用新一代测序(NGS)技术对幼虫池进行基因分型,通过对内部转录间隔区1(ITS-1)片段的测序分析,精确鉴定旋毛虫物种/基因型组成。
研究结果显示,旋毛虫总体感染率高达74%(158/213),其中貂熊感染率最高(86.4%),黑熊最低(16.7%)。感染强度中位数以貂熊最高(13.5 LPG),猞猁最低(1.2 LPG)。更重要的是,92%的感染宿主存在≥2种旋毛虫物种/基因型共感染,其中T2/T6共感染最为常见(67.1%),其次是T2/T6/T13三重复感染(22.8%)。
T. chanchalensis的宿主范围扩展
研究首次在猞猁、狼和郊狼中检测到T. chanchalensis,将其已知宿主从原来的两种(貂熊和美洲貂)扩展到五种,涵盖鼬科、犬科和猫科三个食肉动物科。T. chanchalensis的总体感染率为19%(41/213),在貂熊中为29%(36/125),远高于此前使用传统方法报告的3%。
旋毛虫物种的丰度差异
通过新一代测序获得10,017,353条ITS-1 reads,其中9.8百万条成功分配到旋毛虫物种/基因型水平。分析显示,Trichinella T6的寄生虫强度是T. nativa的2倍,是T. chanchalensis的17倍,表明T6在育空地区野生动物群落中占据主导地位。
宿主特异性分析
统计模型显示,旋毛虫物种/基因型与宿主物种间不存在显著交互作用(χ2 = 3.13, df = 4, p = 0.54),表明三种旋毛虫物种/基因型均未表现出明显的宿主特异性,而是呈现机会主义感染特征。
种间相互作用
研究发现T. nativa和T6的寄生虫强度呈高度正相关关系(F?, ??? = 385.57, p < 0.0001),表明这两种旋毛虫在共感染宿主中不存在竞争排斥现象,感染一种旋毛虫并不妨碍另一种的感染建立。
貂熊感染风险因素
对貂熊的进一步分析发现,地理位置(X2 = 14.731, df = 4, p = 0.005)和性别(X2 = 4.901, df = 1, p = 0.027)对旋毛虫丰度有显著影响,而年龄无显著影响(X2 = 0.294, df = 1, p = 0.588)。雄性貂熊的感染强度显著高于雌性,Kluane地区的感染率最高(98%)。
本研究通过高灵敏度的新一代测序技术揭示了北极地区旋毛虫感染的复杂格局。研究发现新物种T. chanchalensis具有比预期更广的宿主范围,且与T. nativa和T6存在高频共感染现象。尤为重要的是,研究首次提供了自然条件下旋毛虫种间相互作用的实证证据,表明这些寄生虫在宿主体内并不存在明显的竞争关系,而是可能通过相似的传播途径和感染机制共存。
这一发现对理解旋毛虫的进化生态学具有重要意义。高频共感染为不同旋毛虫物种/基因型间的基因流动提供了可能性,这对Trichinella T6的分类地位提出了新的问题——尽管与T. nativa在遗传上高度相似,但它们在自然条件下保持基因型特异性ITS-1序列的现象表明可能存在生殖隔离机制。
从公共卫生视角,本研究证实北极地区野生动物中旋毛虫感染率和感染强度均远高于此前认知,且新发现的T. chanchalensis可能同样具备人兽共患潜力。特别值得关注的是,郊狼作为T. chanchalensis的新记录宿主,由于其分布范围南延至美国和墨西哥,可能成为该寄生虫向南部地区扩散的媒介。
研究采用的NGS方法为未来寄生虫多样性监测提供了技术范本,其高灵敏度特别适用于检测低丰度物种和混合感染。这种方法的应用将显著提高我们对寄生虫群落结构的认知,为食源性寄生虫病的风险评估和防控策略制定提供科学依据。
总之,这项研究不仅拓展了对新发现寄生虫物种生态特征的理解,更揭示了复杂寄生虫群落中种间相互作用的独特模式,为寄生虫学、生态学和公共卫生学的交叉研究提供了宝贵案例。随着气候变化和人类活动对北极生态系统影响的加剧,这类基础性监测研究对预测和应对新发传染病风险将变得愈发重要。
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