《Integrative Zoology》：Microbiome Insights Into Zoonotic Risk at Wildlife–Human Interfaces in a Transitioning Landscape in Thailand
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摘要翻译：土地利用变化正加速推进，并且是新兴人畜共患疾病的最强预测因素之一。这些生态转型可能破坏宿主微生物组，改变病原体携带状况，并在野生动物-牲畜-人类界面创造新的溢出机会。然而，关于再造林景观如何影响关键储库宿主（如蝙蝠、啮齿动物、树鼩和家犬）的微生物组多
摘要翻译：土地利用变化正加速推进，并且是新兴人畜共患疾病的最强预测因素之一。这些生态转型可能破坏宿主微生物组，改变病原体携带状况，并在野生动物-牲畜-人类界面创造新的溢出机会。然而，关于再造林景观如何影响关键储库宿主（如蝙蝠、啮齿动物、树鼩和家犬）的微生物组多样性及人畜共患细菌分布，目前知之甚少。研究人员沿泰国难府（Nan Province）一条土地利用梯度，对跨越洞穴、森林、再造林区、种植园和村庄生境的蝙蝠、啮齿动物和家犬进行了直肠微生物组表征。采用全长16S rRNA测序在细菌物种水平评估宿主特异性和生境特异性模式。鉴定了病原体相关类群，并通过网络分析和靶向沙门菌（Salmonella spp.）qPCR验证探讨其潜在传播途径。从102份样本中共鉴定出1816个分类单元，其中354个为已记录的人类病原体。物种群落分层建模（Hierarchical Modeling of Species Communities）确认宿主物种对病原体出现变异的解释度远高于生境类型，其中家犬、伯德莫尔纹松鼠（Menetes berdmorei）和希氏家蝠（Scotophilus heathii）表现出特别高的病原体多样性。家犬还显示出较高的网络中心性，并在各生境间自由活动，使其成为关键的桥接宿主。沙门菌筛查检测到肠道沙门菌（Salmonella enterica，血清型Newport/Typhimurium）以及爬行动物相关的鲽沙门菌（Salmonella bongori），后者意外出现于蝙蝠和啮齿动物中，代谢条形码与qPCR结果之间的一致性存在变异。研究结果表明，在再造林景观中，宿主身份而非生境类型，构建了病原体相关微生物组的结构。理解这些动态对于预测病原体流动和加强One Health监测至关重要。
论文解读文章：
**研究背景与问题**
全球范围内，土地利用变化是生物多样性丧失和新发传染病风险的主要驱动因素之一。在东南亚，森林砍伐、农业扩张、城市化和再造林之间的快速转变正在重塑宿主群落及微生物和病原体循环的界面。泰国北部，农田弃耕导致部分地区森林恢复，形成洞穴、森林、再造林区、种植园、农田和村庄交织的生境马赛克，为野生动物、家养动物和人类之间的微生物交换创造了多重机会。然而，关于再造林景观如何影响关键储库宿主（如蝙蝠、啮齿动物和家犬）的微生物组多样性及人畜共患细菌分布，目前知之甚少。宿主相关微生物组是感染生态学的关键组成部分，可通过竞争、生态位排斥和抗微生物代谢物产生参与定植抵抗，并与免疫通路相互作用，可能影响病原体在宿主中成功建立和持续存在的能力。人类和动物研究均表明微生物组组成对宿主易感性具有因果作用。此外，微生物组还可反映宿主间的接触和微生物交换，例如同居住个体间存在显著细菌共享。在野生动物中，人为干扰可通过改变生境、饮食、密度和受污染资源暴露重塑微生物组，有时降低多样性或有利于机会性类群。沙门菌（Salmonella）是评估这些概念的特别信息丰富的焦点菌属，因其不仅经食物链传播，还可在牲畜、野生动物、伴侣动物和环境储库间循环。蝙蝠、啮齿动物和家犬在野生动物-人类界面上占据互补位置：啮齿动物是重要人畜共患病原体储库，常 thrive 于受干扰生境和家域环境；蝙蝠具有高流动性、群居和长寿等特征，可促进微生物的获取和跨生境扩散；家犬作为自由活动的家养动物，可在村庄空间和周围生境间移动，连接人类、家养和野生动物微生物库。在泰国难府这一由农业矩阵向自然再造林过渡的农村景观中，研究人员旨在表征蝙蝠、啮齿动物和家犬的粪便微生物组，确定人畜共患病原体相关细菌类群在宿主群和生境间的分布，并评估潜在传播途径。
**研究设计与方法**
该研究依托“Spillover Interface”项目，在泰国难府Santisuk村及周边地区进行。样本采集涵盖洞穴、再造林区、种植园和村庄等生境，共获得102份直肠拭子样本（42只蝙蝠、38只小型哺乳动物和22只家犬）。蝙蝠在Nanthaburi国家公园洞穴和Santisuk村用雾网和竖琴网捕获；啮齿动物用陷阱覆盖村庄、农田、种植园和再造林区；家犬在村寨招募。所有直肠拭子保存于RNA later并冷冻。采用全长16S rRNA基因测序（Oxford Nanopore Technologies平台），经碱基识别、质量控制、引物修剪和EPI2ME 16S工作流程分类至物种水平；使用decontam包去除污染物，并按8000条读数/样本稀释。病原体相关类群根据Bartlett等（2022）数据库划分为人类病原体，其余为共生菌。在统计分析中，α多样性指数（Shannon多样性、Faith系统发育多样性、物种丰富度）采用线性模型或负二项模型，以AICc比较候选模型；人畜共患病原体出现和丰度采用Hierarchical Modeling of Species Communities（HMSC） hurdle模型；β多样性基于Jaccard距离的NMDS和PERMANOVA；系统共生分析利用线粒体细胞色素b基因构建宿主系统发育树，并与基于微生物组组成构建的树比较Robinson–Foulds距离；网络分析构建二分网络评估宿主中心性。靶向沙门菌检测采用qPCR针对stn基因，并与宏条形码结果比较。
**研究结果**
**3.1 总览**：共鉴定出1816个细菌分类单元，其中354个为已记录的人类病原体。蝙蝠（41.2%±26%）、家犬（44.7%±20%）和小型哺乳动物（31.7%±27%）均显示较高且变异较大的人病原体比例。Euler图显示小型哺乳动物和蝙蝠具有高细菌丰富度，但丰度占比低，仅71种细菌占直肠细菌读数的39%。小型哺乳动物与蝙蝠共享11%的细菌物种，与家犬共享8%，蝙蝠与家犬间共享稀少。
**3.2 物种丰富度**：Shannon多样性无显著关联；Faith系统发育多样性（PD）受宿主身份和生境显著影响（宿主群F=6.727, p=0.011；生境F=2.713, p=0.035），家犬最高，啮齿动物居中，蝙蝠最低；再造林区PD高于洞穴和种植园。物种丰富度（SR）在宿主群间（χ2=6.480, p=0.039）和生境间（χ2=13.320, p=0.021）均显著，再造林区约为洞穴的1.6倍。HMSC模型显示人畜共患病原体出现变异由宿主物种解释70%，位点效应仅16%；预测犬、伯德莫尔纹松鼠和希氏家蝠具有最高的人畜共患病原体多样性。传播途径分析显示，经口-粪途径传播的细菌与自由放养犬正相关，食物传播细菌与村内洞穴蝙蝠正相关。
**3.3 β多样性与系统共生**：PERMANOVA表明病原体群落组成主要由宿主因素解释（总R2=0.297, p=0.0003），宿主物种解释14%变异，生境类型不显著（R2=0.034, p=0.798）。多变量离散度分析显示宿主群间和物种内差异显著，表明病原体组合主要由组内异质性构建。系统共生检验显示人病原体子集（归一化RF=0.75, p=0.00258）比全微生物组树（RF=0.833, p=0.02879）具有更强的宿主系统发育一致性，但整体仍较弱。
**3.4 网络**：二分网络显示埃希氏菌属、志贺氏菌属、棒状杆菌属和粪肠球菌等广泛存在于多种宿主。宿主中心性分析表明，褐家鼠（Rattus tanezumi）具有最高中介中心性，其次是家犬和大蹄蝠（Hipposideros armiger），它们可能作为桥接物种促进病原体共享。
**3.5 qPCR与宏条形码比较**：β-actin基因在所有样本中可检出但Ct值高（均值37.2），表明DNA产量低。沙门菌qPCR阳性14份，宏条形码阳性35份，仅9份两种方法均为阳性。序列分析显示，鲽沙门菌（S. bongori血清型Brookfield）严格在犬中检出，而肠道沙门菌（S. enterica血清型Newport/Typhimurium）在其他阳性宿主中检出。伯德莫尔纹松鼠在再造林区和村庄均100%阳性，褐家鼠在种植园100%阳性，希氏家蝠71%阳性，家犬35%阳性。
**讨论与结论**
研究表明，宿主身份是构建整体微生物组和病原体相关类群的主导因素，支持了研究人员的第一个假设，即宿主过滤效应超过生境效应。土地利用背景的影响主要通过哪些宿主占据各生境及其利用方式介导，而非对肠道菌群的直接过滤。系统共生分析虽显著但较弱，表明宿主进化史与强生态过滤相互作用。生境效应仍存在，再造林区较洞穴具有更高的系统发育多样性和物种丰富度，但生境对人病原体群落组成影响甚微，表明土地利用主要通过改变宿主生态和暴露间接影响病原体循环。研究支持第二个假设，即泛化种和共栖宿主携带更多样和更连接的病原体组合：家犬、伯德莫尔纹松鼠和希氏家蝠预测病原体多样性最高，而褐家鼠、家犬和大蹄蝠在网络中占据核心位置。家犬作为桥接宿主的角色尤为突出，其自由放养、近家域生活方式使其连接家养和野生动物微生物库。沙门菌检测结果表明该菌属在野生动物-家养动物-环境储库间循环，而非仅限于经典食物链途径；鲽沙门菌在哺乳动物中的出现可能反映未被充分认识的环境持久性或营养暴露。qPCR与宏条形码之间的部分不一致性说明不同检测方法捕获同一病原信号的不同组分，应互为补充。研究局限性包括宿主-生境组合采样不均、样本量有限、时间推断粗糙以及无法区分菌株水平致病性。尽管如此，核心结论稳健：在该再造林景观中，宿主生物学是微生物组结构和病原体相关类群的主要组织者，少数泛化或共栖宿主不成比例地构建病原体连接性。从One Health视角看，监测策略应优先关注生态上高度连接的宿主，尤其是自由放养的家犬、共栖啮齿动物和洞穴蝙蝠，以评估热带景观变化中的人畜共患病风险。该论文发表于《Integrative Zoology》。
