《Animals》:Polyparasitism in Two-Stranded Dolphins: Multisystem Pathological Alterations and Cellular Responses
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多寄生现象(Polyparasitism)在鲸类动物中常被记录,但多种蠕虫(helminth)同时感染及其相关组织反应的病理后果仍了解不充分。研究人员采用剖检、寄生虫学、分子、组织病理学和免疫组化相结合的方法,表征了泰国安达曼海岸两只活体搁浅海豚中的多种蠕虫感
多寄生现象(Polyparasitism)在鲸类动物中常被记录,但多种蠕虫(helminth)同时感染及其相关组织反应的病理后果仍了解不充分。研究人员采用剖检、寄生虫学、分子、组织病理学和免疫组化相结合的方法,表征了泰国安达曼海岸两只活体搁浅海豚中的多种蠕虫感染:一只螺旋原海豚(Stenella longirostris)和一只点斑原海豚(Stenella attenuata)。两只海豚体内蠕虫均累及多个器官系统。肺线虫鉴定为 Halocercus delphini,幼虫和肠道绦虫分别鉴定为 Clistobothrium sp. 和 Tetrabothrius sp.。最显著的病理改变发生于呼吸道,包括慢性化脓肉芽肿性支气管肺炎(chronic pyogranulomatous bronchopneumonia)、气道上皮损伤、纤维化以及由 Halocercus 感染相关的肺充血。其他寄生虫相关病变包括慢性肠炎、胆管炎伴胆管上皮损伤和导管反应、胰腺炎症,以及脂肪层与睾丸中绦虫幼虫囊周局部炎症反应。免疫组化显示,受影响的肺和肠组织中白细胞介素-4(IL-4)免疫反应广泛,而白细胞介素-10(IL-10)未检出。硝基酪氨酸(nitrotyrosine)和热休克蛋白70(HSP70)免疫反应在寄生虫相关组织中广泛分布,半胱天冬酶-3(caspase-3)免疫反应呈组织依赖性。综上,搁浅海豚中的多种蠕虫感染与多系统病理改变相关,并伴有炎症、氧化/亚硝化应激、细胞应激和凋亡反应。这些发现凸显了多寄生现象在搁浅海豚中的潜在病理意义,并支持在鲸类剖检中考虑寄生虫负荷及相关组织反应。
研究背景方面,小型鲸类如海豚和鼠海豚在海洋生态系统中具有重要生态作用。鲸类搁浅全球可见,原因涉及环境、生物和人为因素,其中传染病包括细菌、病毒、原虫和寄生性蠕虫(helminth)均可参与。多寄生现象(polyparasitism)指同一个宿主同时感染多个寄生虫种或类群。蠕虫感染在海洋哺乳动物中常见,涵盖线虫(nematode)、绦虫(cestode)、吸虫(trematode)和棘头虫(acanthocephalan)。在螺旋原海豚和点斑原海豚中,不同地理区域均有多种蠕虫类群记录。重度或广泛寄生虫感染可致组织损伤、器官功能受损、衰弱甚至死亡,但大多数鲸类寄生虫病描述集中于单一寄生虫类群或特定器官,多种蠕虫并发感染即多寄生现象的病理意义,以及炎症、氧化/亚硝化应激、细胞应激和凋亡在自然感染海豚中的关系仍缺乏系统研究。因此,研究人员以泰国安达曼海岸两只活体搁浅海豚为对象,整合剖检、形态与分子寄生虫鉴定、组织病理学和免疫组化,表征多物种蠕虫感染的解剖分布、相关组织改变及局部宿主反应。该研究论文发表于《Animals》。
主要关键技术方法方面,研究人员于2023年8月在泰国董里府Maifad子县分别获得一只亚成年螺旋原海豚TRCE076和一只成年点斑原海豚TRCE078两只活体搁浅雄性样本,动物抵达后当日死亡并进行新鲜尸体剖检。研究采用完整剖检与样本采集、基于卡红染色的蠕虫形态学鉴定、以核糖体DNA第2内部转录间隔区(ITS2)鉴定肺线虫和以部分18S rRNA鉴定绦虫的分子测序及邻接法系统发育分析、苏木精-伊红(H&E)组织病理学评估,以及检测IL-4、IL-10、硝基酪氨酸、HSP70和caspase-3的免疫组化与半定量评分,从而把寄生虫分布、病变和宿主细胞反应关联起来。
研究结果部分,3.1 搁浅海豚临床特征:通过剖检前记录与临床观察,研究人员确认两只雄性海豚分别体况偏瘦和中度,均出现严重临床恶化和异常呼吸征,抵中心后当日死亡,因进展迅速未能完成生前血常规和血清生化,尸体新鲜并进入完整研究流程。
3.2 剖检与寄生虫学发现:3.2.1 蠕虫大体分布通过开胸开腹系统检查得出,螺旋原海豚寄生虫涉及呼吸道、胃肠、肝、脂肪层和睾丸,点斑原海豚涉及呼吸道、脂肪层和睾丸,呼吸道病变最重,气管和支气管被大量细长白色线虫占据并伴泡沫至黏液脓性渗出及管腔部分阻塞,肺弥漫充血和实变。3.2.2 蠕虫形态学特征通过卡红染色和显微镜观察得出,肺线虫符合Halocercus spp.,肠道绦虫符合Tetrabothrius spp.,肝、脂肪层、睾丸幼虫绦虫符合Clistobothrium spp.。3.2.3 分子鉴定与系统发育分析通过ITS2和18S rRNA测序及邻接法树得出,肺线虫为Halocercus delphini,幼虫绦虫聚入Clistobothrium支系,肠道绦虫聚入Tetrabothrius支系,物种级绦虫鉴定因参考序列有限而保守归为sp.。
3.3 多种蠕虫感染相关组织病理学改变:3.3.1 呼吸系统通过H&E切片得出,Halocercus感染导致支气管和细支气管内成虫、慢性巨噬细胞淋巴细胞嗜酸性粒细胞浸润、支气管周纤维化、肺充血出血、肺泡塌陷、退化虫体旁营养不良性矿化及化脓性肉芽肿,符合严重慢性化脓肉芽肿性支气管肺炎。3.3.2 胃肠与肝胆系统通过肠、肝、胰切片得出,Tetrabothrius致慢性肠炎和血管充血,Clistobothrium在肝内胆管致胆管增生、导管周围纤维化、上皮变平至坏死、嗜酸性胆管炎,在胰管致嗜酸性管周炎症、局灶坏死和纤维化,胃无明显病变。3.3.3 皮下与生殖系统通过脂肪层和睾丸切片得出,幼虫绦虫囊呈薄至中等纤维包膜和单核炎症细胞浸润,睾丸间质小管基本保存。3.3.4 其他器官通过心肾脾淋巴结切片得出,主要为充血和死后自溶,无显著寄生虫病变。3.3.5 死亡病理评估通过综合大体与组织学得出,严重肺寄生虫病可能是TRCE076急性恶化死亡的重要促成因素,但搁浅和死亡为多因素,不能确定确切死因。
3.4 蠕虫受累组织免疫组化发现:通过IL-4、IL-10、硝基酪氨酸、caspase-3、HSP70染色得出,肺和肠IL-4广泛,肝无IL-4,IL-10全组织未检出;硝基酪氨酸在肺上皮、虫体被膜、胆管上皮、肠黏膜、脂肪层幼虫绦虫被膜和睾丸生精上皮广泛;caspase-3肺内有限而肝、肠、脂肪层、睾丸更高;HSP70在炎症、间质和上皮细胞广泛,提示2型炎症、氧化/亚硝化应激、细胞应激及组织依赖性凋亡共存。
讨论部分总结方面,研究人员指出本研究的寄生虫类群和部位与前人鲸类报道一致,但首次以形态、分子和病理证据整合揭示个体Stenella海豚跨多器官重寄生的框架。肺Halocercus delphini病变最重,绦虫病变相对局限,符合已知鲸类蠕虫病谱。免疫组化显示IL-4广泛而IL-10缺失支持局部2型免疫,硝基酪氨酸和HSP70广泛支持氧化/亚硝化和细胞应激,caspase-3呈组织差异但不能单独判定凋亡启动因素。由于缺乏健康鲸类对照,这些反应应解释为病变相关细胞反应,而非纯粹寄生虫特异效应,终端搁浅应激也可能影响HSP70和caspase-3。
结论部分翻译:本研究将多寄生现象凸显为搁浅海豚中的多系统病理状况,而不仅仅是多个蠕虫类群同时存在。整合寄生虫学、分子、病理和免疫组化证据表明,蠕虫感染的病理意义与寄生虫分布、组织互作及伴随的宿主反应密切相关。这种整合视角为鲸类剖检中解释蠕虫感染提供了有用框架,并强调在相关组织改变背景下评估寄生虫负荷的重要性。尽管仅靠这些病例无法确定多寄生现象对搁浅或死亡的贡献,但其对受影响海豚健康的潜在影响值得在海洋哺乳动物疾病监测和病理评估中给予更大关注。