对自然感染肝片吸虫(Fasciola hepatica)的绵羊中氧化应激生物标志物、细胞因子表达、分子鉴定以及组织病理学结果的同步评估

《Veterinary Parasitology》:Concurrent evaluation of oxidative stress biomarkers, cytokine expression, molecular identification, and histopathological findings in sheep naturally infected with Fasciola hepatica

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Veterinary Parasitology 2.2

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  本研究在埃及开罗和吉萨屠宰的150只羊中调查肝片吸虫病,发现感染率15.3%,通过COX1测序确认病原为F. hepatica,qRT-PCR显示肝组织促炎(IL-1β、TNF-α)和调节性(IL-10、TGF-β、IL-4)因子表达异常,氧化应激指标(MDA、TOS、OSI)升高,病理学证实肝损伤。该研究为整合分子与功能诊断提供了依据。

  
Olfat A. Mahdy | Mai A. Salem | Mohamed S. Kamel | Mohamed A. El-Saied | Asmaa K. Al-Mokaddem | Radwa Ashour | Reem M. Ramadan
开罗大学兽医学院寄生虫学系,埃及吉萨12211

摘要

Fasciola属寄生虫引起的羊肝片吸虫病对全球畜牧业的生产力构成威胁,在埃及等流行地区,该疾病的分子和免疫学特征尚未得到充分研究。在150只被屠宰的羊中,研究人员确定了感染率,对线粒体COX1基因进行了测序以确定物种身份,通过qRT-PCR定量分析了肝脏细胞因子转录本,检测了氧化应激生物标志物(MDA、TAC、TOS和OSI),并进行了组织病理学评估。感染率为15.3%,性别和季节对感染率没有显著影响。COX1基因的系统发育分析证实Fasciola hepatica与全球流行的单倍型密切相关。感染动物的肝脏中促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α)的表达显著升高(分别升高4.0倍和6.6倍),而调节性细胞因子(IL-10、TGF-β和IL-4)的表达也升高(分别升高5.3倍、4.7倍和4.4倍),同时IFN-γ的表达降低(降低0.45倍)。氧化应激标志物(MDA、TOS和OSI)显著升高,TAC也有所上升(升高7.8倍)。组织学检查显示肝细胞变性、胆管增生、炎症浸润和纤维化。这些结果揭示了F. hepatica感染期间复杂的免疫调节机制和氧化失衡现象,强调了整合分子和功能诊断方法在羊肝片吸虫病管理中的必要性。

引言

肝片吸虫病是一种重新出现的动物源性和食源性疾病,由Fasciola属的肝吸虫引起,特别是Fasciola hepatica。世界卫生组织将其列为被忽视的热带疾病(Amer等人,2016年;Becerro-Recio等人,2021年)。该疾病对全球人类和畜牧业健康造成严重影响,尤其是对羊群,导致生产力下降、肝脏受损以及兽医费用增加(Becerro-Recio等人,2021年;Ruiz-Campillo等人,2023年)。全球约有1700万人感染该病,包括非洲、欧洲、中东、亚洲、拉丁美洲和大洋洲等温带地区(Ismail等人,2025年;Keiser和Utzinger,2009年)。在埃及,该病的传播与卫生条件差以及食用受污染的生蔬菜或水有关(Ines Hammami等人,2024年)。
Fasciola属有两种重要物种:F. hepaticaF. gigantica,它们在非洲和中东部分地区可能共存。在这种情况下,共感染和杂交/入侵现象越来越常见,这对诊断和流行病学研究具有重要意义(Nukeri等人,2022年)。由于确认杂交情况通常需要结合使用线粒体和核标记物,因此建议采用多基因位点方法来区分物种并检测杂交现象(Ichikawa-Seki等人,2017年)。
这种寄生虫的复杂生命周期包括:虫卵通过宿主粪便排入水中孵化成尾蚴,尾蚴感染淡水螺(Lymnaea)(Stuen和Ersdal,2022年)。尾蚴在螺体内发育后形成囊蚴,囊蚴附着在水生植物上,随后被食草动物摄入完成生命周期。在羊身上,肝片吸虫病会显著降低生产力。急性感染可能致命,而慢性感染通常会导致体重下降、贫血和水肿。该疾病会引起严重的肝脏损伤,包括坏死和纤维化,常导致屠宰时肝脏被废弃(Shoulah等人,2024年)。人类肝片吸虫病的症状不同,急性症状包括发热、腹痛、恶心和嗜酸性粒细胞增多。慢性感染可能表现为间歇性胆绞痛、胆管炎或黄疸,尽管有些病例无症状(Lan等人,2024年)。
传统上,F. hepatica感染的检测依赖于在粪便样本中识别虫卵,但这种方法可靠性较低。幸运的是,分子诊断技术,特别是线粒体DNA中的MT-COX1基因测序,大大提高了物种鉴定的准确性和遗传分析能力,从而增强了疾病监测(Heydarian等人,2023年)。已有研究表明,在感染早期阶段,F. hepatica会引发宿主的免疫反应增强(Ruiz-Campillo等人,2023年;Ruiz-Campillo等人,2020年)。这种情况表明IFN-γ表达下调而IL-4表达上调,抑制了促炎免疫反应,促进了非保护性的免疫应答。控制和/或抑制炎症反应的细胞和调节性细胞因子导致了这种免疫失衡,偏向Th2免疫类型。寄生虫和微生物通过表达IL-10和TGF-β等细胞因子来建立有利于其生存的调节环境(Ruiz-Campillo等人,2023年)。
氧化应激是F. hepatica引起组织损伤的另一个重要因素。感染产生的活性氧(ROS)和活性氮(RNS)会氧化蛋白质、脂质和核酸,从而破坏细胞稳态和功能(Paw?owska等人,2023年)。宿主通过抗氧化防御机制和抗氧化应激之间的平衡来应对这种情况。抗氧化剂(如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶)和非酶抗氧化剂(如维生素C和E、β-胡萝卜素和铜蓝蛋白)可以减少氧化损伤(Nasreldin和Zaki,2020年)。为了测量羊体内的氧化应激,常用malondialdehyde(MDA)、总抗氧化能力(TAC)、总氧化状态(TOS)和氧化应激指数(OSI)等生物标志物。然而,目前尚无研究同时检测自然感染F. hepatica的羊体内的这些标志物。本研究的目的是通过检测这些指标来了解寄生虫造成的氧化损伤程度。
目前,在埃及关于反刍动物肝片吸虫病感染中免疫介质基因表达的研究较少。因此,本研究旨在采用综合的多层次方法全面了解F. hepatica在羊体内的感染情况。通过尸检和组织病理学检查评估该疾病的流行率和病理特征。此外,还将通过MT-COX1基因测序进行分子系统发育分析,以确认物种身份并探讨遗传关系,从而提供对该持续存在的疾病的新的整体认识。本研究还旨在通过qRT-PCR定量分析感染F. hepatica的羊肝脏中促炎细胞因子(IL-1β、IFN-γ和TNF-α)和调节性细胞因子(IL-10、TGF-β和IL-4)的表达情况。同时评估了氧化应激指标(MDA、TAC、TOS和OSI)。要了解肝片吸虫病的分子、遗传和功能机制,需要利用应激生物标志物测量编码促炎和调节性介质的基因表达。

动物和尸检

本研究于2023年至2024年在开罗省的屠宰场进行,旨在评估羊尸体中肝片吸虫病的发生情况。共检查了150只羊,其中70只为雄性,80只为雌性。根据屠宰场记录,所有检查的羊均为Ossimi品种,主要来自开罗省的农村养殖区。样本随机选取自每天送来的待宰羊只。

羊肝片吸虫病的感染率及季节变化

在开罗和吉萨检查的150只羊中,23只感染了F. hepatica,总体感染率为15.33%(95%置信区间:9.98%–22.11%)。按性别划分,70只雄羊中有12只感染(17.14%,95%置信区间:9.18%–28.03%),80只雌羊中有11只感染(13.75%,95%置信区间:7.07%–23.27%)。性别之间的差异无统计学意义(Pearson’s χ2 = 0.331,p = 0.5650)。观察到了明显的季节性波动,春季感染率最高(39.13%,95%置信区间:……)

讨论

研究表明,开罗和吉萨地区羊肝片吸虫病的感染率为15.3%,与之前报道的埃及感染率(8%至18%)一致(Amer等人,2016年;Ashoor和Wakid,2023年)。雄羊的感染率略高于雌羊(17.1% vs 13.8%),这一结果与某些研究的结果一致,但不同地区和管理方式可能导致性别相关差异(Alsulami等人,2023年)。

结论

本研究提供了关于羊肝片吸虫病的综合视图,将物种鉴定、宿主免疫转录反应、系统氧化还原状态和病变病理联系起来。COX1基因的系统发育分析明确将开罗-吉萨地区的分离株鉴定为F. hepatica,并与全球广泛分布的单倍型一致,进一步证明了线粒体标记物在流行地区进行精确物种鉴定中的价值。在宿主层面,感染肝脏表现出协调的免疫调节变化。

伦理批准和参与同意

处理和收集动物样本的方案已得到开罗大学兽医学院动物护理和使用伦理委员会的审查和批准,确保符合动物福利的伦理标准(Vet CU131020241066)。

未引用的参考文献

(El-Akkad等人,2022年;El-Geneady等人,2025年)

资助

不适用

CRediT作者贡献声明

Radwa Ashour:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,数据可视化,方法学设计。 Reem M. Ramadan:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,数据可视化,验证,监督,方法学设计,研究实施,数据管理,概念构思。 Olfat A. Mahdy:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,数据可视化,验证,监督,方法学设计,研究实施,数据分析,概念构思。 Mohamed A. El-Saied:撰写 – 审稿与……

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

不适用

出版同意

不适用
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