《Veterinary Research Communications》:Habitat-associated detection of Toxoplasma gondii and Sarcocystis spp. in Cetaceans from the Brazilian coast
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摘要:鲸豚类是海洋生态系统健康的指示生物(sentinels),且日益暴露于原虫性病原体之下。本研究调查了巴西海岸21个物种共159头搁浅鲸豚体内肉孢子虫科(Sarcocystidae)原虫的发生率和分子特征。基于肉孢子虫内部转录间隔区1(internal t
摘要:鲸豚类是海洋生态系统健康的指示生物(sentinels),且日益暴露于原虫性病原体之下。本研究调查了巴西海岸21个物种共159头搁浅鲸豚体内肉孢子虫科(Sarcocystidae)原虫的发生率和分子特征。基于肉孢子虫内部转录间隔区1(internal transcribed spacer 1, ITS1)区域PCR扩增及测序的分子分析显示,14个个体呈阳性,呈现明显的生境关联分布模式。刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)及神经性肉孢子虫(Sarcocystis neurona)检出于9头沿岸鲸豚,符合陆生终末宿主经陆地—海洋径流传播的模式。相反,一个以往在鲸豚类和鳍足类中持续检出的独特肉孢子虫(Sarcocystis)谱系在6头大洋性(pelagic)个体中被鉴定。线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidase subunit I, cox1)及18S rDNA标记分析显示其与报道自鸟类终末宿主的物种高度相似,提示其生活史可能涉及海洋或大洋性鸟类。这种生态分离反映了寄生虫传播途径及宿主—生境互作的差异。本研究首次报道了巴西鲸豚中S. neurona的感染,以及全球首次在圭亚那海豚(Sotalia guianensis)中记录该寄生虫。综上,这些发现强调了生境利用模式在塑造感染格局中的作用,并强化了采用同一健康(One Health)框架来理解陆—海及潜在海洋特有病原传播及其对海洋野生动物健康与保护意义的重要性。
巴西海岸鲸豚肉孢子虫科(Sarcocystidae)原虫感染的生境关联研究——论文解读
一、研究背景与意义
鲸豚类(Cetacea)作为海洋、海岸及河口水域生态系统的重要指示生物(sentinels),可反映环境健康状况。巴西海域记录的齿鲸类(Odontoceti)达38种,须鲸类(Mysticeti)9种,其中若干物种受栖息地退化、污染、船舶撞击及兼捕等人为压力威胁。除物理性威胁外,鲸豚易感染顶复门(Apicomplexa)原虫,尤其是肉孢子虫科(Sarcocystidae)成员,包括刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,终末宿主为猫科动物)及神经性肉孢子虫(Sarcocystis neurona,终末宿主为负鼠Didelphis spp.),这类寄生虫可在组织中形成包囊,引起慢性无症状感染,重症时可导致脑炎、肺炎及肝炎。海洋环境中肉孢子虫科原虫的传播动力学尚未完全阐明,但目前公认陆生终末宿主排出的卵囊(oocysts)和孢子囊(sporocysts)经淡水径流进入海水是重要途径。鉴于鲸豚的生态重要性及肉孢子虫可能经陆—海传播的假设,研究人员开展此项研究以明确巴西海岸搁浅鲸豚中肉孢子虫科原虫的感染率、分子身份及其与生境利用的关系。该论文发表于《Veterinary Research Communications》。
二、主要关键技术方法概述
研究人员分析了2004–2022年巴西海岸搁浅的159头鲸豚(21物种,含沿岸、大洋性及洄游种),采集脑、肺、肌肉等有病变组织并保存于?80 ℃。总DNA使用硅胶柱法提取。分子鉴定采用巢式PCR(nested PCR, nPCR)靶向肉孢子虫ITS1区域(nPCR-ITS1)进行初筛,部分阳性样本加做18S rRNA基因及线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(cox1)基因的巢式扩增。引物参照既往文献设计。PCR产物经琼脂糖凝胶电泳验证后纯化并进行Sanger测序,序列用CodonCode Aligner拼接,用MEGA11基于最大似然法(Maximum Likelihood)及Hasegawa–Kishino–Yano模型构建系统进化树,自举法(bootstrap)1000次评估分支支持率,BLAST比对GenBank数据库。
三、研究结果
Results(结果)
研究人员共分析1103份组织样本,nPCR-ITS1检出55份阳性组织,对应14头阳性鲸豚(感染率8.81%,95% CI:4.90–14.33%)。根据ITS1扩增片段大小及测序鉴定:~450 bp为T. gondii(7头,4.49%),>1000 bp为S. neurona(2头圭亚那海豚Sotalia guianensis,其中1头合并T. gondii感染,检出率1.26%),~900 bp为一未描述肉孢子虫谱系(6头大洋性鲸豚,检出率3.77%)。该未描述Sarcocystis谱系ITS1序列与已报道白鲸(Delphinapterus leucas)、抹香鲸(Physeter macrocephalus)、亚南极毛皮海狮(Arctocephalus tropicalis)及小鳁鲸(Balaenoptera acutorostrata)中检出的序列相似度达98.38%–99.88%,研究人员暂称为Sarcocystis sp. ex Physeter macrocephalus。基于ITS1的最大似然法系统进化树显示,本研究序列与既往全球多地海洋哺乳动物中报道的同谱系序列聚于同一高支持率单系群。对其中3例做18S及cox1分析,cox1与S. lutrae、S. lari、S. jamaicensis及S. halieti相似度99.5%–100%,18S与S. halieti等完全一致,提示该谱系与鸟类(猛禽/海鸟)终末宿主相关的Sarcocystis物种近缘。T. gondii ITS1序列与巴西牛分离株相似度99.8%–100%,S. neurona ITS1与巴西猫分离株100%相同。感染分布呈明显生境分隔:T. gondii和S. neurona仅出现于沿岸种(9/110 vs. 0/49,Fisher精确检验p=0.028),Sarcocystis sp. ex P. macrocephalus仅出现于大洋性(pelagic)或沿岸—大洋混合种(包括侏儒抹香鲸Kogia sima、居氏喙鲸Ziphius cavirostris、 Fraser海豚Lagenodelphis hosei、大西洋斑点海豚Stenella frontalis及Clymene海豚Stenella clymene),拓展了此谱系的宿主范围。
四、讨论与结论翻译
Discussion(讨论)
本研究扩展了巴西海岸鲸豚中原虫寄生虫的地理及宿主分布范围。T. gondii阳性个体含5头圭亚那海豚、1头宽吻海豚(Tursiops truncatus)及1头南露脊鲸(Eubalaena australis)幼鲸,后者为首次记录,幼体感染提示早龄暴露或可能的垂直传播(transplacental transmission),可能影响种群内寄生虫持续存在模式。S. neurona在2头圭亚那海豚中的检出为巴西鲸豚及该物种全球首报,较低检出率与负鼠(Didelphis spp.)分布受限相符,经陆地径流入海是最可能传播途径。相反,Sarcocystis sp. ex P. macrocephalus与猛禽/海鸟相关Sarcocystis近缘,且仅见于大洋性鲸豚,提示其生活史可能涉及海洋或沿海鸟类终末宿主,构成与陆源传播不同的海洋特异传播循环。沿岸生境利用增加陆源原虫暴露风险,而Franciscana海豚(Pontoporia blainvillei)虽为沿岸种却未检出肉孢子虫科原虫,可能与食性及微生境差异有关,值得进一步探究。
Conclusions(结论部分翻译)
T. gondii和S. neurona的检测强化了陆源病原体经陆—海传播影响海洋哺乳动物健康的作用,二者具环境抗性且可作陆地污染的指示物。同时,鉴定出与鸟类相关Sarcocystis近缘的肉孢子虫谱系提示存在可能涉及海洋或沿海食鱼鸟类更复杂的传播网络。本研究拓宽了巴西鲸豚中三种肉孢子虫科原虫的宿主范围与分布,首次全球报道圭亚那海豚中S. neurona及将Sarcocystis sp. ex P. macrocephalus扩展至额外大洋性宿主,凸显影响海洋哺乳动物的多样传播途径。这些发现强调整合同一健康(One Health)监测以阐明传播动态、评估垂直传播作用及评价原虫感染对脆弱鲸豚种群长期影响的重要性。未来需结合分子检测、组织病理学、免疫组化及更优保存组织来确定这些原虫在鲸豚宿主中的致病意义。