《Animal Diseases》:First report of lethal infections in captive nonhuman primates in China caused by the atypical Toxoplasma gondii genotypes ToxoDB #15 and #169
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刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,T. gondii)是一种全球分布的胞内原生动物寄生虫,可感染包括人类在内的多种温血动物。非人灵长类(nonhuman primates,NHPs)因其生理与免疫学上与人类相似,是研究弓形虫病(toxoplasm
刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,T. gondii)是一种全球分布的胞内原生动物寄生虫,可感染包括人类在内的多种温血动物。非人灵长类(nonhuman primates,NHPs)因其生理与免疫学上与人类相似,是研究弓形虫病(toxoplasmosis)的重要模型。本研究报道了从广东省某动物园突发死亡的2只圈养NHP中分离并鉴定2株T. gondii——一只新世界猴红背髭卷尾猴(Chiropotes chiropotes)和一只旧世界猴山魈(Mandrillus sphinx),经组织病理学、免疫组化、血清学改良凝集试验(modified agglutination test,MAT)及PCR诊断为急性致死性弓形虫病。研究人员通过小鼠生物测定进行虫体分离,并采用多位点PCR–RFLP进行基因分型,鉴定分离株为ToxoDB #15和ToxoDB #169,系此前报道于非洲、欧洲及美洲的非典型(atypical)基因型。瑞士(Swiss)小鼠毒力评估显示,TgMonkeyGd2(ToxoDB #15)和TgMonkeyGd3(ToxoDB #169)均表现为中等毒力(intermediate virulence),104速殖子(tachyzoites)感染分别致100%和80%死亡率,低剂量组宿主可存活并发生血清阳转(seroconversion)。上述发现挑战了"旧世界猴(以山魈为代表)对弓形虫病相对耐受"的传统观点,并提示野生动物贸易可能在外源性T. gondii基因型跨大陆传播中发挥作用,尽管该假设尚需更大样本验证。圈养动物设施亟需加强监测与生物安全措施以预防暴发,保护动物及公共卫生。
论文解读:中国圈养非人灵长类中非典型刚地弓形虫ToxoDB #15和#169致致死性感染的首次报道
本研究发表于《Animal Diseases》。
研究背景与目的
刚地弓形虫(Toxoplasma gondii,T. gondii)呈全球分布,非人灵长类(nonhuman primates,NHPs)因与人类的生理和免疫相似性成为弓形虫病研究的重要哨兵动物。新世界猴(New World monkeys)对T. gondii高度易感,常发生急性致死性感染;旧世界猴(Old World monkeys)传统被认为相对耐受,多呈慢性或亚临床感染。T. gondii基因分型以ToxoDB数据库编号标识,除经典的I/II/III型克隆株外,还存在大量非典型(atypical)重组基因型,其毒力和宿主适应性差异显著。中国此前已自NHP分离到ToxoDB #9(低毒)、ToxoDB #6(高毒,Africa 1谱系)等,但尚未见ToxoDB #15和#169的报道。鉴于广东某动物园发生NHP不明原因猝死,研究人员开展本项研究以明确死因、分离鉴定虫株并进行基因分型和毒力评价,探究非典型基因型对中国圈养NHP的致病风险及潜在流行病学意义。
主要关键技术方法
研究人员收集2024—2025年广东省某动物园突发死亡的新世界猴红背髭卷尾猴(Chiropotes chiropotes)与旧世界猴山魈(Mandrillus sphinx)的完整尸体及多器官组织,进行系统解剖。关键技术包括:(1)组织病理学(hematoxylin and eosin,H&E)与免疫组化(immunohistochemistry,IHC)检测组织中速殖子(tachyzoites)及半定量评分;(2)改良凝集试验(modified agglutination test,MAT)检测心血抗体效价;(3)特异引物TOX-5/TOX-8进行PCR扩增确认T. gondii DNA;(4)IFN-γ基因敲除(knockout)小鼠及SPF Swiss小鼠体内生物测定分离活虫株;(5)CV-1细胞体外传代培养获得速殖子;(6)10个位点多位点PCR–RFLP(restriction fragment length polymorphism)基因分型及ROP18/ROP5毒力基因等位型鉴定;(7)SPF Swiss小鼠梯度剂量攻毒存活实验评估虫株毒力(Kaplan–Meier生存分析及log-rank检验)。
研究结果
Clinical pathology and serological detection(临床病理学与血清学检测)
剖检见多器官弥漫性充血、水肿及瘀点出血。H&E染色示心、肺、肝、脾、肾及肠组织急性弥漫性炎症伴局灶坏死和水肿;IHC在多器官间质检出大量T. gondii速殖子,且H&E所示坏死炎症区与IHC速殖子聚集区空间吻合。MAT检测红背髭卷尾猴与山魈心血抗体效价分别为1:32和1:128。结论:两例NHP均死于急性播散性弓形虫病,山魈(旧世界猴)致死尤具特殊性。
Molecular detection and parasite isolation(分子检测与虫体分离)
心、肺、脾组织TOX-5/TOX-8 PCR均扩出预期450 bp产物。红背髭卷尾猴肺组织匀浆接种IFN-γ KO小鼠后第9 d死亡,涂片见速殖子,经CV-1细胞培养建立分离株TgMonkeyGd2;山魈心肌胃蛋白酶消化液接种IFN-γ KO小鼠后第14 d死亡,建立分离株TgMonkeyGd3。结论:成功通过小鼠生物测定自死亡NHP组织分离获得两株活T. gondii。
Strain genotyping(虫株基因分型)
10个位点PCR–RFLP结果显示TgMonkeyGd2为ToxoDB #15,TgMonkeyGd3为ToxoDB #169;毒力基因等位型ROP18/ROP5分别为4/3和2/3。结论:两分离株为亚洲首次报道的非典型T. gondii基因型ToxoDB #15与#169。
Pathogenicity assessment in mice(小鼠毒力评估)
SPF Swiss小鼠腹腔接种不同剂量速殖子呈剂量依赖性死亡。104速殖子时TgMonkeyGd2致死率100%(平均死亡时间12.2±1.92 d),TgMonkeyGd3致死率80%(平均死亡时间17.5±3.51 d);低于102速殖子组部分存活并血清阳转,脑内可见少量组织包囊(平均35±12和52±18个/脑)。结论:两株在中国Swiss小鼠中均表现中等毒力(intermediate virulence),TgMonkeyGd2毒力略强于TgMonkeyGd3。
讨论与结论总结
研究人员指出山魈(旧世界猴)死于急性致死性弓形虫病,挑战了旧世界猴对该病具天然抵抗力的传统认知,提示特定非典型基因型(如ToxoDB #169,ROP18/ROP5=2/3)可突破宿主防御,机制可能与虫株毒力因子、宿主免疫未致敏或个体易感性有关。MAT检出中等滴度IgG不能排除急性致死结局,可能源于潜伏感染再激活或足够长的原发性感染窗口期产生抗体后急性恶化;PCR排查SIV、SRV、STLV及HBV均为阴性,排除病毒免疫抑制因素。肺组织检出虫DNA及速殖子符合急性全身血行播散特征,不支持气溶胶传播,更可能为食入含卵囊(oocyst)污染饲料/水或含组织包囊(tissue cyst)生肉。ToxoDB #15广布于非、欧、美各洲,ToxoDB #169既往仅报道于非洲(埃及),二者在中国圈养NHP中首次检出提示国际野生动物贸易或动物流动可致T. gondii跨大陆扩散,动物园可为不同基因型交汇的"热点(hotspot)"。ROP18/ROP5等位型预测鼠毒力但与灵长类致死机制不完全对应(IRG系统在人/灵长类缺失或失活),灵长类毒力尚需全基因组测序(whole-genome sequencing,WGS)及灵长类细胞功能实验解析。研究局限为仅2例,未进行群体现场血清流行病学筛查。
结论(翻译)
本研究首次在中国报道非典型T. gondii基因型ToxoDB #15和#169的存在,两株均致所检圈养NHP致死性感染。尽管这些基因型此前见于非洲、欧洲及美洲,其在亚洲的检出填补了地理空白并凸显T. gondii的全球扩散。虽限于两例,结果提示全球野生动物贸易可能在T. gondii跨大陆传播中起作用,强调需加强对圈养动物的健康监测和生物安全保障。作为T. gondii感染的敏感指示物种(sentinel species),监测圈养NHP有利于新发传染病早期发现。强化动物园生物安全管理——控制猫科(Felidae)终末宿主进入、避免饲喂生肉、改善环境卫生、新引进动物严格检疫及对新世界猴等高易感种开展血清学监测——是预防弓形虫病暴发的核心策略。