《American Journal of Primatology》:Sources of Variation in Fecal Haptoglobin in a Population of Wild Capuchin Monkeys (Cebus imitator)
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摘要:非人灵长类动物种群的持续衰退使得监测野生种群健康状况变得日益重要。对非侵入性可靠炎症及免疫活化生物标志物进行监测,可使研究人员在不捕捉或干扰野生动物的情况下评估个体健康状态,但这受限于可从粪便和尿液中测定的此类生物标志物的可获得性。本研究旨在验证野生白脸
摘要:非人灵长类动物种群的持续衰退使得监测野生种群健康状况变得日益重要。对非侵入性可靠炎症及免疫活化生物标志物进行监测,可使研究人员在不捕捉或干扰野生动物的情况下评估个体健康状态,但这受限于可从粪便和尿液中测定的此类生物标志物的可获得性。本研究旨在验证野生白脸卷尾猴(Cebus imitator)粪便结合珠蛋白(haptoglobin,一种主要与肠道相关炎症相关的生物标志物)的测定方法,并评估粪便结合珠蛋白浓度与年龄、性别、优势等级、昼夜节律效应以及温度和降雨等环境因素的关系。研究人员对白脸卷尾猴粪便结合珠蛋白的测定进行了分析学验证。研究结果显示,结合珠蛋白浓度与年龄、性别、优势等级或昼夜节律效应无显著关联。然而,环境条件对粪便结合珠蛋白浓度有显著影响,旱季初期干燥条件下其浓度升高且变异性增大,此时动物通常处于较大的环境压力下。研究人员得出结论:白脸卷尾猴可成功测定粪便结合珠蛋白,其浓度在本研究种群中存在变异,反映出与食物和水分获取减少相关的环境应激源变化相一致的季节性炎症模式。
野生白脸卷尾猴(Cebus imitator)粪便结合珠蛋白(fecal haptoglobin, Hp)变异来源研究解读
《American Journal of Primatology》刊发的本研究针对非人灵长类野生种群健康非侵入性监测需求,聚焦粪便结合珠蛋白这一肠道炎症相关生物标志物在新热带灵长类(platyrrhine primates)中应用的空白——既有研究多限于圈养非人灵长类或人类,且年龄、性别、社会等级、昼夜节律及气候变率对其粪便Hp的影响尚未在野生种群中探讨。研究人员以哥斯达黎加阿雷纳尔保护区圣罗莎区(Sector Santa Rosa, área de Conservación Guanacaste, ACG)长期观测的野生白脸卷尾猴种群为对象,通过非侵入性粪便采集与酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测Hp浓度,采用广义加性混合模型(Generalized additive mixed model, GAMM)分析其与个体内在因子(年龄、性别、优势等级)、昼夜采集时间、前期气温及降雨量的关系,并完成分析学验证(平行性试验与回收率试验)。研究证实粪便Hp测定在该物种中可行,其浓度不受个体内在属性与昼夜效应影响,而显著受前期降雨量减少(旱季初期)驱动升高,反映季节性环境应激引发的肠道炎症波动,为野生灵长类健康长期监测提供了有效非侵入性指标。
主要关键技术方法
研究人员于2022年10月至2023年6月,在哥斯达黎加ACG热带干性森林采集5个社群共68只成年白脸卷尾猴(雄26只、雌42只,年龄5–30岁)的185份粪便样本(每个体2–3份),现场液氮冻存后-80℃保存。粪便经冻干、研磨后加ELISA试剂盒提取缓冲液(Monkey Haptoglobin ELISA Kit, Life Diagnostics Inc., Catalog No. HAPT-3)提取上清;采用该商业夹心ELISA测定Hp浓度,450 nm测吸光度,并行平行性试验(池化样本系列稀释与标准曲线斜率比较,ANCOVA检验平行性)与加标回收试验(评估83%平均回收率确认 assay 适用性)。环境数据采用Kestrel 5000与HOBO气象站校正后的日最高温(取采样前15天均值)和30天累积降雨量;社会等级按α与非α(分性别评定)。统计分析用R 4.4.2中mgcv包拟合GAMM:因变量为log转换的Hp浓度(ng/g粪便),固定效应含性别、优势等级及其交互,光滑项含分性别年龄、前15天均温、前30天累积降雨、当日采集距午夜分钟数;随机效应用个体ID(允许个体截距变异)与研究群组ID。
3 Results(结果)
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3.1 Aim 1: Analytical Validation(目的1:分析学验证)
通过平行性试验(池化样本1:2至1:16稀释,ANCOVA比较斜率,F=1.348, p=0.310)确认待测物与标准品免疫反应性平行;加标回收试验在1:2、1:4、1:8稀释时回收率分别为83%、80%、86%(r=0.87),1:16低浓度稀释因绝对误差放大降至33%,整体平均回收率~83%,证明商用ELISA适用于该物种粪便Hp定量。
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3.2 Aim 2: Intrinsic, Social, and Environmental Influences on Haptoglobin(目的2:内在、社会及环境因素对结合珠蛋白的影响)
GAMM结果显示:参数项中优势等级(Sub vs Alpha, p=0.725)、性别(雄性 vs 雌性, p=0.701)及二者交互(p=0.836)均无显著性;光滑项中分性别年龄(雌 p=0.445,雄 p=0.934)、采集时间(p=0.842)亦无显著性;而前15天均温光滑项(p<0.001)与前30天累积降雨量光滑项(p<0.001,低降雨对应高Hp)达极显著。残差季节图显示早—中旱季(1月至3月中旬)Hp浓度最高且个体间变异大,湿季较低。表明粪便Hp不受年龄、性别、优势等级与昼夜采集时间影响,显著受干旱条件(少雨、前期高温)正向影响。
4 Discussion(讨论)
讨论指出,本研究首次在野生新热带灵长类中验证粪便Hp ELISA并系统排查个体与昼夜因子无影响,弥补了该生物标志物在野生种群应用的知识缺口。与人或圈养灵长类报道的年龄/性别血清Hp差异不同,本研究未检出粪便Hp的年龄、性别或等级效应,可能与ELISA不区分Hp表型(Hp1-1/Hp2-1/Hp2-2)、野生成年个体Hp表型分布均衡或样本量限制有关,建议扩大样本验证。环境效应方面,旱季初期(而非最热最旱的晚旱季)Hp峰值对应此期果实匮乏致肠转运减慢、上皮通透性增加、菌群失调(Campylobacter、Enterococcus等致病菌丰度上升)及胃肠道寄生虫(Strongyloides、绦虫、棘头虫)感染率升高,共同引发肠道黏膜损伤与局部炎症,促使肠道来源Hp排入粪便;晚旱季虽有水温压力但部分嗜食果树开始挂果提供水分营养,故炎症负荷略降。此季节模式与同一群体已发表的肠菌季节动态吻合,支持"粪便Hp反映环境应激相关的肠道炎症水平"推论。研究局限含未分型Hp表型、未同步测肠寄生虫载量与肠通透性等直接炎症指标。最终结论为:野生白脸卷尾猴粪便结合珠蛋白(fecal haptoglobin)测定可行,其浓度随前期降雨减少(早—中旱季干燥条件)显著升高,体现与食物、水源可得性波动相关联的季节性肠道炎症模式,可作为野生非人灵长类健康与生态应激的非侵入性监测指标,未来宜整合肠道菌群、寄生虫负荷及个体体况数据进行多维健康评估。