人粒细胞无形体病的欧洲病原体:噬吞噬细胞无形体生态型I中的一个特定亚簇

【字体: 时间:2025年09月25日 来源:Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases 3.1

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  本研究针对欧洲人类粒细胞无形体病(HGA)病例稀少但病原体(Anaplasma phagocytophilum)在环境中广泛存在的矛盾现象,通过全基因组测序、多位点序列分型(MLST)和groEL基因分型技术,首次揭示欧洲HGA病例均由A. phagocytophilum生态型I中一个特定的、与犬、马、猫、野猪等动物相关的亚簇引起,而与反刍动物相关的变异体无 zoonotic potential。该发现解释了欧洲HGA低发病率的根本原因,为精准风险评估和监测策略提供了关键分子依据。

  

在欧洲的森林和田野中,一种微小的威胁正潜伏在蜱虫体内——噬吞噬细胞无形体(Anaplasma phagocytophilum)。这种病原体可引发人粒细胞无形体病(Human Granulocytic Anaplasmosis, HGA),患者会出现发热、寒战、肌肉酸痛等症状。然而,一个令人困惑的现象是:尽管这种细菌在欧洲的蜱虫和动物中广泛存在,人类感染病例却极为罕见。这与美国的情况形成鲜明对比,在那里HGA是一种较为常见的蜱媒疾病。

为什么会出现这种差异?是因为欧洲的病例被低估了吗?还是因为欧洲流行的菌株本质上就不容易感染人类?这个问题困扰着研究人员和公共卫生专家多年。随着气候变化和人类活动范围的扩大,蜱媒疾病的威胁正在增加,解答这个谜团变得愈发紧迫。

为了解开这个谜题,一个由荷兰、斯洛文尼亚、德国、法国和波兰等国科学家组成的研究团队开展了深入研究。他们发现,答案可能隐藏在病原体的遗传密码中。虽然A. phagocytophilum被归类为一个物种,但先前的研究表明,它实际上包含多个遗传变异体,这些变异体可能具有不同的宿主偏好和致病潜力。

研究人员通过多种先进的分子技术手段揭示了这一现象背后的机制。他们成功获得了来自斯洛文尼亚HGA患者的A. phagocytophilum分离株(SLO-1)的完整基因组序列,这是欧洲首个人源菌株的全基因组数据。同时,他们还对来自法国和波兰患者的8个分离株进行了groEL基因片段测序。为了进行对比分析,研究团队还收集了来自12个欧洲国家的391个MLST Cluster 1分离株和来自25个欧洲国家的1054个groEL生态型I分离株的数据,这些数据涵盖了人类、家畜、野生动物和蜱虫等多种来源。

3.1. 基因组组装

研究人员成功获得了来自斯洛文尼亚患者的A. phagocytophilum分离株SLO-1的完整环状基因组。该基因组包含1282个编码序列,37个转移RNA,3个核糖体RNA,大小为1,517,188 bp,GC含量为41.7%。组装质量很高,BUSCO评分值达到98.4%,且仅由一个支架组成。

3.2. 基因组比较

对13个A. phagocytophilum完整基因组的系统发育分析揭示了基于地理起源的三个簇。平均核苷酸一致性(ANI)计算显示,SLO-1基因组与欧洲分离株的相似性最高,特别是与奥地利犬分离株,其次是荷兰犬分离株和两个挪威绵羊菌株。与美国和韩国的人源分离株相比,SLO-1与欧洲动物源分离株的亲缘关系更近。

3.3. MLST分析

研究包含了来自12个欧洲国家的391个属于MLST Cluster 1的分离株。系统发育聚类显示,所有人源序列类型(ST 25, 54, 55, 和162)都与来自犬、马、猫、野猪、狐狸、刺猬、三只绵羊、一只山羊和蓖子硬蜱的STs聚集在一起。在这一分支中,来自犬、马、猫、刺猬和野猪的分离株显著过多,而牛、绵羊和马鹿则显著不足。这些数据表明,该分支中的STs能够引起HGA,并可感染犬、马、猫、刺猬和野猪。

3.4. groEL基因分析

研究使用了来自25个欧洲国家的1054个属于A. phagocytophilum groEL生态型I的分离株。系统发育聚类显示,所有人源单倍型都聚集在一起。在人畜共患分支中,大多数分离株来自犬(22%)、狐狸(15%)、马(13%)、野猪(10%)和猫(9%)。在这一分支中,来自犬、马、猫、狐狸、狼和野猪的分离株显著过多,而牛、绵羊和马鹿则显著不足。

研究结果表明,欧洲的人类无形体病与A. phagocytophilum生态型I中的一个特定亚簇相关,这个亚簇主要不是与反刍动物相关,而是与犬、马、猫、食肉动物、野猪和刺猬相关。这一发现合理解释了A. phagocytophilum在环境中无处不在与报告人类病例有限之间的差异。

研究人员提出了两个部分重叠的传播循环(图3)。人畜共患谱系可能主要在蓖子硬蜱与马、犬、猫、食肉动物、刺猬和野猪之间传播,只是偶尔传播给人类。另一方面,反刍动物相关谱系由蓖子硬蜱和多种家养及野生反刍动物维持,没有证据表明会感染人类。

这种划分强调在监测项目中需要进行精细的基因分型,以区分真正的人畜共患菌株和仅限于动物的菌株。从groEL分析中,研究人员推断人畜共患的A. phagocytophilum变异体在欧洲广泛分布,但远比在家养和野生反刍动物中发现的变异体稀少。这些结果有助于解释欧洲记录的HGA病例相对较少的原因。

研究的优势在于通过三种半独立的分析(高分辨率的WGS、中等分辨率的MLST和低分辨率的groEL)得出了一致的结论。然而,研究也存在一些局限性,主要是来自HGA患者的A. phagocytophilum序列数量较少,且与来自欧洲许多不同研究的序列数据进行比较,这可能导致结果解释上的偏差。

另一个限制是混合感染的可能性,即单个宿主同时携带人畜共患和非人畜共患的A. phagocytophilum MLST Cluster 1或生态型I变异体。由于这两种变异体可以在同一动物物种中检测到,且A. phagocytophilum可能能够建立持久感染,标准诊断方法可能无法在共感染样本中识别一种或两种变异体。

该研究为理解A. phagocytophilum在欧洲的传播动力学和致病机制提供了重要见解,强调了在风险评估和监测策略中考虑遗传亚聚类的重要性。未来的研究应该开发能够特异性检测人畜共患变异体的分子检测方法,以更准确地评估不同地区和情况下HGA的公共卫生风险和可能的预防措施。

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