《PLOS Pathogens》：Distribution of nematophagous fungi and soil-transmitted helminths in outdoor built environments across Latin America
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这篇综述揭示了捕食线虫真菌（NF）在拉丁美洲多种环境土壤中广泛存在，并通过实验证明了代表性真菌少孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）能有效减少多种土壤传播性蛔虫（STH）的数量，为理解环境中寄生虫的生态调控机制和控制其传播提供了重要的生物学视角与潜在新策略。
引言
土壤传播性蛔虫（Soil-transmitted helminths， STH）是全球最常见的寄生虫感染之一，对全球公共卫生构成重大负担，在拉丁美洲仍然是发病率的重要原因。这类寄生虫包括成虫阶段，其活卵通过宿主粪便排入环境。在卫生条件较差的地区，这些虫卵在土壤中存留数周后孵化。个体感染主要通过两种途径：最常见的是儿童在玩耍中误食虫卵，或通过其他方式直接或间接口部接触受污染的土壤。对于钩虫和粪类圆线虫（Strongyloides），其幼虫也可以在土壤中孵化并通过皮肤侵入，尤其是在污染土壤上行走后。若不治疗，感染可导致严重的疾病，包括结肠炎、贫血、营养不良，以及儿童生长发育和认知发育迟缓。
传统的防治方法侧重于对人和动物施用抗寄生虫药物以及对土壤进行化学处理，但由于治疗覆盖率和依从性不足、药物抗性产生、感染性虫卵在环境中持续存在导致的重复感染，以及抗寄生虫药物对土壤中的虫卵或幼虫无效等挑战，这些方法存在局限性。另一种视角是研究影响寄生虫阶段在土壤环境中存留的自然生物相互作用。其中，捕食线虫真菌（Nematophagous fungi, NF）尤其值得关注。
捕食线虫真菌，例如少孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora），天然存在于多种土壤类型中，以其利用特化菌丝结构或分泌的酶和代谢物诱捕并杀死线虫的能力而闻名。由于它们捕食土壤中蠕虫的不同发育阶段，可能成为影响蠕虫存续和传播动态的生态因素。在拉丁美洲，室外建筑区域的弓蛔虫（Toxocara）感染率很高，有报道称公共公园的污染率可达50%至100%。因此，本研究旨在首先通过体外实验验证并量化NF对常见STH 猫弓首蛔虫（Toxocara cati）的影响，其次通过在七个拉丁美洲国家的土壤样本中检测NF活性来确认和扩展这些观察结果。
方法
生物学样本与体外实验**
实验使用的少孢节丛孢菌株购自美国典型培养物保藏中心（American Type Culture Collection, ATCC）。猫弓首蛔虫卵从感染猫的粪便中收集。在体外实验中，将少孢节丛孢孢子与猫弓首蛔虫虫卵共同培养于装有通用园艺土壤的培养皿中，以观察其相互作用并进行量化分析。通过显微镜观察真菌对虫卵的捕食过程，并使用多重实时定量PCR（multi-parallel real-time quantitative PCR， qPCR）检测虫卵DNA和真菌DNA的变化。
拉丁美洲多国建筑环境土壤采样
研究从七个拉丁美洲国家（阿根廷、玻利维亚、巴西、厄瓜多尔、墨西哥、巴拉圭和秘鲁）的218个室外建筑环境中采集了共计805份土壤样本，用于检测STH、弓蛔虫属和少孢节丛孢。采样地点主要选择资源有限地区的居民住宅外围，包括入口、厕所和庭院，此外还有来自秘鲁瓦努科七个城市公园的45个样本。
DNA提取与qPCR检测
采用浮选、过滤和珠磨破碎技术从土壤样本中分离并浓缩寄生虫和真菌的DNA。使用MP Fast SpinKit for Soil进行DNA提取，并添加内参DNA作为外源对照以确保提取效率。提取的DNA通过多重实时定量PCR进行分析，检测的蠕虫包括美洲板口线虫（Necator americanus）、粪类圆线虫（Strongyloides stercoralis）、犬弓首蛔虫（Toxocara canis）和猫弓首蛔虫（Toxocara cati）等。对于少孢节丛孢，使用特定的引物和探针进行qPCR定量。
统计分析
采用单向和双向方差分析（ANOVA）进行体外实验数据分析，对于拉丁美洲土壤样本数据，使用卡方检验或Fisher精确检验计算比值比。P值小于0.05被视为具有统计学显著性。所有计算和绘图均使用GraphPad Prism软件完成。
结果
体外实验结果
体外实验首先证实了少孢节丛孢对猫弓首蛔虫虫卵的活性。显微镜观察显示，真菌会向虫卵生长并侵入其中，而对照组中虫卵正常孵化。定量PCR结果显示，与对照组相比，添加真菌的实验组中猫弓首蛔虫DNA浓度显著降低，在第9天实验中减少了40.1%（P = 0.0212）。在为期14天的跟踪研究中，真菌的存在对猫弓首蛔虫DNA浓度有显著的降低作用（P = 0.0039）。同时，实验组中检测到的少孢节丛孢DNA浓度随时间推移下降了62.4%。
七个拉丁美洲国家的土壤检测结果
在所有七个国家采集的土壤样本中，少孢节丛孢的总体检出率为7.4%（5.4% 至 11.7%）。数据分析显示，当土壤中存在少孢节丛孢DNA时，检测到特定STH的几率显著降低。将七个国家的数据合并分析发现，少孢节丛孢的存在对多种蠕虫具有“保护性”关联：它能降低蛔虫（Ascaris）的检出几率（比值比OR = 0.24），粪类圆线虫（Strongyloides）的检出几率（OR = 0.41），以及弓蛔虫属（Toxocaraspp.）的检出几率（OR = 0.37）。一个综合的“任何蠕虫”结果也显示出显著的保护作用（OR = 0.41）。总体而言，少孢节丛孢的存在与STH寄生虫检测率的降低有关。
讨论
这项探索性研究结合了受控实验室环境下的体外分析和来自拉丁美洲七个地点的实地观察，显示了少孢节丛孢与STH之间存在负相关关系——少孢节丛孢的存在始终与较低的蠕虫检测率相关。与蛔虫、粪类圆线虫和弓蛔虫的显著关联表明，NF可能是影响环境中蠕虫存续和传播的一个生态相关因素。
研究涵盖了拉丁美洲七个国家的多种生态系统和气候区域，这些区域是人类和动物寄生虫感染的地方性流行区。这些STH的生命周期依赖于土壤类型、环境和气候，包括温度、湿度和土壤水分。此外，这些流行地区缺乏适当的卫生设施，例如使用室外厕所或露天排便，可能加剧了STH的环境储存库，增加了传播风险。
关于NF的早期研究主要关注其通过菌丝网络诱捕蠕虫幼虫，而最近的研究也开始探索其对虫卵的侵入和消化作用。有趣的是，已有研究描述了少孢节丛孢中的一系列G蛋白偶联受体，它们可能感知蠕虫的信息素，从而引导真菌向蠕虫生长。这一发现与我们的体外研究结果相吻合，在实验中观察到少孢节丛孢向猫弓首蛔虫生长并侵入其虫卵。
结论
在这项探索性研究中，我们在来自七个拉丁美洲地点的土壤样本中检测到了捕食线虫真菌，并提供了NF与STH DNA之间存在负相关关系的证据。少孢节丛孢是STH存在地区的家庭土壤中天然存在的成分，并且在不同的地理区域中与STH污染呈负相关，这表明当寄生虫负荷减少或不存在时，它经常出现。需要进一步的研究来检验土壤成分和气候变化对NF活性的影响，并探究NF与STH之间的相互作用如何影响传播动态和人类暴露途径。有必要进行纵向研究，以评估NF在土壤中的持久性、时空变异性及其在更广泛的环境传播系统中的作用。
