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整合传统与DNA宏条形码技术揭示澳大利亚维多利亚州猪胃肠道寄生虫的高多样性、流行率及感染强度
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月20日 来源:Research in Veterinary Science 1.8
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本研究针对澳大利亚维多利亚州猪群胃肠道寄生虫感染状况不清的问题,采用传统粪检与DNA宏条形码技术相结合的方法,对69个养殖场的1222份样本进行跨系统研究。结果显示39.1%的养殖场存在寄生虫感染,首次在澳大利亚家猪中检出Metastrongylus物种,揭示了不同生产系统和年龄组群的寄生虫分布差异,为制定精准防控策略提供了重要科学依据。
在现代化养猪业蓬勃发展的背景下,胃肠道寄生虫作为潜伏的健康威胁,正悄然侵蚀着养殖效益与动物福利。虽然猪只拥有生长迅速、饲料转化率高的生物学优势,但亚临床寄生虫感染会导致日增重下降、饲料报酬降低,仅猪蛔虫(Ascaris suum)在美国每年就可造成约1.55亿美元的经济损失。在澳大利亚这样一个养猪业结构发生显著变化的国家,关于寄生虫流行状况的基础数据却仍停留在三十年前的水平,这无疑给疾病防控带来了巨大挑战。
传统监测方法如粪便虫卵计数(FEC)和屠宰场检查存在灵敏度低、特异性差等局限性,尤其难以识别混合感染和早期感染。随着DNA宏条形码(DNA metabarcoding)技术在反刍动物和马属动物寄生虫研究中的成功应用,该技术凭借其高通量、高精度的特性,为猪寄生虫学研究提供了新的突破口。在此背景下,墨尔本大学研究团队在《Research in Veterinary Science》发表了开创性研究成果。
研究人员采用跨学科研究方法,首先通过功率计算确定需要69个养殖场(包括商业化和后院养殖系统)的1222份粪便样本。采用改良麦克马斯特法(modified McMaster technique)进行虫卵/卵囊计数,随后对检测出圆线虫阶段的样本进行二代测序(NGS),靶向核糖体DNA第二内转录间隔区(ITS-2)这一物种特异性遗传标记。生物信息学分析采用QIIME2流程,通过Nemabiome参考数据库进行物种分类。
研究结果显著更新了我们对猪寄生虫生态学的认知:
农场水平感染率:39.1%的农场至少存在一种寄生虫,球虫(26.1%)、猪鞭虫(Trichuris suis)(15.9%)、猪蛔虫(8.7%)和圆线虫(5.8%)为主要病原体
样本水平感染格局:总体感染率21.3%,球虫(9.5%)、猪蛔虫(5.2%)、猪鞭虫(4.5%)和圆线虫(1.8%)构成主要负担
年龄特异性模式:成熟种猪中球虫感染率最高(17.8%),仔猪中达15.4%;猪蛔虫在生长育肥猪中感染强度最高(平均127 EPG)
生产系统差异:半集约化系统猪蛔虫感染率最高(21.7%),后院养殖系统球虫感染率显著(33.7%)
分子鉴定突破:DNA宏条形码揭示奥氏食道口线虫(Oesophagostomum dentatum)(59.7%)为优势种,首次在澳大利亚家猪中鉴定出Metastrongylus apri(23.4%)和M. salmi
特别值得关注的是,研究在户外养殖场发现了肺蠕虫(Metastrongylus spp.)感染,这是澳大利亚家猪中的首次记录。分子检测技术甚至在FEC阴性的样本中检测出寄生虫DNA, demonstrating其超越传统方法的灵敏度。
讨论部分深入剖析了这些发现的流行病学意义。生产系统类型被证明是寄生虫传播的关键决定因素,户外和半集约化系统由于环境适宜虫卵存活和传播,感染率显著高于集约化系统。年龄相关模式反映了免疫发育与暴露风险的复杂交互作用,而球虫在各类系统中的高流行则凸显了当前防控措施的不足。
这项研究的重大意义体现在三个维度:首先提供了澳大利亚猪寄生虫的当代基线数据,填补了三十年来的知识空白;其次证明了DNA宏条形码技术在猪寄生虫监测中的实用价值,为未来监测技术升级提供了范式;最后揭示了Metastrongylus等新兴寄生虫的潜在威胁,为适应养猪业向户外生产系统转型的疾病防控策略提供了关键科学依据。
研究人员特别强调,检测到的奥氏食道口线虫对常用驱虫药(如苯并咪唑类、伊维菌素和左旋咪唑)的抗药性风险值得警惕。建议将分子监测工具纳入常规防控体系,建立针对不同生产系统和年龄组群的精准化寄生虫管理策略,这对保障澳大利亚乃至全球养猪业的可持续发展具有重要指导意义。
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