塞凡湖白鲑 Coregonus lavaretus 心脏感染 Ichthyocotylurus erraticus：分子鉴定、组织病理学及年龄?季节动态

《Parasitology》：Ichthyocotylurus erraticus Rudolphi 1809 infecting the heart of the whitefish Coregonus lavaretus Linnaeus 1758 in Lake Sevan, Armenia

　　

Ichthyocotylurus erraticus Rudolphi 1809 的囊蚴（metacercariae）历史上在 Sevan 白鲑 Coregonus lavaretus Linnaeus 1758 中显示高流行率（prevalence）和感染强度（infection intensity）。然而，近期缺乏关于该引入鱼类在 Lake Sevan 中寄生虫感染水平的数据，也缺乏该寄生虫的分子鉴定（molecular identification）及其对宿主的潜在病理效应（pathological effects）数据。为评估该吸虫（trematode）的状态，研究人员于2024年春季、夏季和秋季在亚美尼亚 Lake Sevan 多个地点采样，共采集300尾白鲑。80.3%白鲑感染 I. erraticus 囊蚴，囊蚴包囊于宿主的 pericardium（心包）和 bulbus arteriosus（动脉球）。组织病理学（histopathological）特征符合轻度慢性心外膜炎和心包炎（epi- and pericarditis）以及对囊蚴存在的强纤维化反应（fibrotic response），但心肌组织（myocardial tissue）无显著损伤。基于线粒体 DNA 位点（cox1）的系统发育分析（phylogenetic analysis）推断，Lake Sevan 标本与 I. erraticus 参考序列高支持度聚类。白鲑中 I. erraticus 的流行率从春季到夏季和秋季呈增加趋势，平均丰度（mean abundance）随年龄显著增加。感染成鱼和幼鱼之间的流行率和平均丰度均存在显著差异。本研究揭示 Lake Sevan 白鲑中 I. erraticus 感染的高流行率，使用分子工具确认其分类学身份（taxonomic identity），并证明其对宿主组织病理影响有限。年龄和季节是感染丰度的主要决定因素，而性别和性腺发育阶段（gonadal development stages）作用较小。

Lake Sevan 是亚美尼亚最大的淡水生态系统，位于高加索生物多样性热点，海拔1900 m，由28条河流和溪流补给，约占亚美尼亚总面积六分之一。湖中分布有特有鱼类 Sevan trout Salmo ischchan Kessler 1877、Sevan barbel Barbus goktschaicus Kessler 1877 和 Sevan scraper Capoeta sevangi De Filippi 1865，均被列为濒危并录入亚美尼亚红皮书。白鲑 Coregonus lavaretus Linnaeus 1758 于1924—1927年从 Lake Ludoga 白鲑 C. widegreni Malmgren 1863 和 Lake Chud 白鲑 C. lavaretus maraenoides Polyakov 1874 引入 Lake Sevan；截至2024年11月，其估计总资源量为1293.7吨。早期寄生虫调查显示，I. erraticus 曾以 Cotylurus sp. 记录，在 Sevan 白鲑中持续呈现高流行率和高感染强度，可达100%和超过600个囊蚴。然而，近期缺乏该引入鱼类中寄生虫感染水平的数据，也缺乏分子鉴定及其对宿主潜在病理效应的数据。鉴于白鲑的经济重要性，即使亚致死感染也可能具有管理意义，研究人员开展本研究，目的为：(i) 用形态学和分子工具验证物种鉴定；(ii) 评估其对宿主的影响，如组织反应、感染鱼年龄组、性腺发育和条件因子；(iii) 评估该双穴吸虫在3个季节中的感染模式。

关键技术方法不超过250字：2024年春季、夏季和秋季在亚美尼亚 Lake Sevan 多个地点采集300尾白鲑，每季100尾，使用刺网并在科学捕捞许可下进行。从心脏分离包囊囊蚴，进行形态观察、DIC 显微镜检查和测量；心脏、肝和鳃固定后以 H&E 和 Mallory 三色染色进行组织病理学（histopathology）分析，并以透射电镜（transmission electron microscopy, TEM）观察囊壁超微结构。12个乙醇固定标本提取 DNA，扩增 28S rDNA 和线粒体 cox1，测序后用于最大似然（maximum likelihood, ML）和贝叶斯推断（Bayesian inference, BI）系统发育分析。统计采用流行率、平均强度和平均丰度，Sterne 精确法和 bootstrap 置信区间，Fisher 精确检验，以及零膨胀负二项广义线性混合模型（zero-inflated negative binomial generalized linear mixed model, ZINBMM）。样本队列来源为 Lake Sevan，2024年。

研究结果：
I. erraticus 形态鉴定：囊蚴呈 tetracotyle 型，杯状前体具口吸盘两侧的 pseudosuckers，腹吸盘后具可突出、双叶的 holdfast organ。7个固定标本虫体平均长宽为396.8 ± 59.8 μm 和333.2 ± 56.1 μm；完整囊平均长宽为572.6 ± 138.9 μm 和499.1 ± 98.9 μm。该形态和量度与 I. erraticus 描述一致。

感染宿主的组织学分析：感染白鲑心脏的心外膜和心包结缔组织中可见圆形至卵形囊，内含 I. erraticus 囊蚴，周围形成厚度不等的纤维囊。H&E 和 Mallory 三色染色显示，Mallory 染色下囊壁强蓝，提示胶原丰富、慢性纤维化和心包组织重塑。囊外缘可见轻度至中度单核细胞浸润，主要由淋巴细胞和巨噬细胞组成，偶见嗜酸性小体。未见急性炎症反应或组织坏死。心肌组织总体完整，仅邻近囊的致密层肌纤维受压和位移。肝可见轻度 anisocytosis、胞质质地不均、胞质淡染或轻度空泡化及偶见核偏位；鳃可见黏液细胞增生、上皮局灶性脱离和轻度单核细胞浸润。

I. erraticus 囊壁超微结构：包囊由较薄、易碎结缔组织层构成，胶原纤维多位于囊周缘，近虫体处可见较丰富且紧密的成纤维细胞和肥大细胞。囊中央散在 fibrocytes 和 mast cells。未见红细胞或出血。

寄生虫分子鉴定：共新生成22条序列（28S rDNA n = 12；cox1 n = 10）。所有来自 Lake Sevan 白鲑心脏的分离株均属 I. erraticus，10个标本中仅2个单倍型。基于28S rDNA，Lake Sevan 序列与参考序列 AY222172 形成高支持单系；基于 cox1，Lake Sevan 标本与 I. erraticus 参考序列 AJ301895 高支持聚类。28S 种内变异为0%—0.09%（0—1 nt），cox1 种内变异为0%—1.9%（0—6 nt）。新序列登录号为 PV342565—PV342576（28S rDNA）和 PV345981—PV345990（cox1）。

宿主性状和季节对 Lake Sevan 白鲑中 I. erraticus 的影响：总体80.3%白鲑感染，囊蚴数为2—373，平均强度43.5。季节上，流行率从春季52%升至夏季92%和秋季97%；平均丰度分别为春季9.5、夏季35.3、秋季60.1。所有年龄组1⁺至6⁺均感染，AGE1⁺流行率40.9%，AGE2⁺为97.1%，AGE3⁺及以上达100%。ZINBMM 显示季节是主要驱动因素，夏季和秋季寄生虫丰度分别较春季高2.60倍和3.42倍；AGE3⁺较 AGE1⁺高1.86倍，AGE4—6⁺高2.99倍。寄生虫丰度与鱼年龄、体长和体重呈正相关（rho约0.5），条件因子无显著相关。零膨胀成分显示年龄对结构性零无显著影响。

鱼性别和性腺发育的影响：雌雄间中位强度差异显著，但流行率、平均强度和平均丰度无显著差异。成鱼与幼鱼之间的流行率和平均丰度差异显著。性腺发育阶段 II 与 III 在春季、II 与 IV 在秋季的流行率、平均强度和平均丰度均无显著差异。

讨论部分总结：
I. erraticus 地理分布：本研究是迄今经分子工具确认的 I. erraticus 最东部记录，将其已知地理范围扩展至亚美尼亚。在 Lake Sevan，该寄生虫不仅限于当前亚美尼亚最具商业重要性的引入白鲑，也曾报道于特有 Sevan trout 和 Sevan scraper，提示其已在生态系统中建立。终宿主被认为是普通绿头鸭 Anas platyrhynchos Linnaeus 1758，该鸟在当地数量丰富且全年存在；Lake Sevan 中 I. erraticus 的第一中间宿主尚未鉴定。

囊蚴形态：Lake Sevan 标本在形态和量度上符合 I. erraticus 的 tetracotyle 型。与近缘种相比，I. pileatus 囊较小，I. platycephalus 和 I. variegatus 囊较大，囊大小可作为田间物种区分指标。

分子鉴定：此前 Lake Sevan 记录均基于形态学，无分子数据。本研究首次提供亚美尼亚 I. erraticus 分子数据，表明当地种群遗传同质性高，与北欧包括苏格兰、北爱尔兰和芬兰种群间遗传分化极小，提示候鸟介导的基因流可能维持种群近缘关系。研究中 cox1 扩增长度达781 bp，系统发育分析使用314 bp，并已提交 GenBank。

组织病理和超微结构发现：感染导致轻至中度组织改变，主要为心外膜和心包纤维囊、胶原沉积及轻度单核细胞浸润，囊壁可见成纤维细胞和肥大细胞，但无血管损伤或出血。虽然感染强度高，但未造成即刻生理损害或死亡；累积纤维化在极端情况或与其他应激源叠加时可能影响心脏功能。肝轻度变化提示系统性反应，鳃改变可能间接反映心脏感染后的生理后果，但感染主要局限于心脏。

宿主相关因素对 I. erraticus 的影响：该寄生虫自1956年起在 Sevan 白鲑中记录，并持续高感染。季节对年轻鱼影响较大，老年鱼则因累积暴露而保持较高负荷。春季较低流行率可能反映新补充幼鱼暴露有限，以及渔业法规允许捕捞≥400 g白鲑导致大龄、长期暴露个体被选择性移除。条件因子与寄生虫丰度无显著关系，可能不是足够敏感的指标。雌性中位强度高于雄性，但平均感染无显著性别差异；性腺发育阶段影响较小，年龄比生殖阶段更能预测感染负荷。

结论翻译：本研究揭示 Lake Sevan 白鲑中 I. erraticus 感染的高流行率，使用分子工具确认其分类学身份，并证明尽管感染强度高，该寄生虫对宿主组织和总体宿主状况的可检测病理影响有限。尽管未检测到寄生虫负荷与条件因子之间的显著关系，但该指数可能不足以捕捉与寄生虫囊形成相关的局部病理变化。年龄和季节是感染丰度的主要决定因素，而性别和性腺发育阶段作用较小。