《EMI: Animal & Environment》:Molecular detection of diverse pathogens in Ixodes persulcatus ticks parasitizing Takydromus amurensis in Heilongjiang Province, China
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本研究首次报道了中国黑龙江省硬蜱全沟硬蜱(Ixodes persulcatus)寄生黑龙江草蜥(Takydromus amurensis)的案例,并利用分子方法鉴定了这些蜱携带的常见蜱传细菌和原虫病原体。研究人员从T. amurensis采集的6只蜱样本中提取
本研究首次报道了中国黑龙江省硬蜱全沟硬蜱(Ixodes persulcatus)寄生黑龙江草蜥(Takydromus amurensis)的案例,并利用分子方法鉴定了这些蜱携带的常见蜱传细菌和原虫病原体。研究人员从T. amurensis采集的6只蜱样本中提取DNA,进行蜱线粒体COI基因及病原体特异性标记物的PCR扩增和测序,包括斑点热群立克次体(spotted fever group Rickettsia)的gltA基因、无形体(Anaplasma)、埃立克体(Ehrlichia)和柯克斯体(Coxiella)的16S rRNA基因、巴尔通体(Bartonella)的rpoB基因、巴贝虫(Babesia)、泰勒虫(Theileria)和肝簇虫(Hepatozoon)的18S rRNA基因,以及胞簇虫(Cytauxzoon)的cytb基因。所有6只蜱均经形态学和分子学鉴定为Ixodes persulcatus。病原体筛查显示Candidatus Rickettsia tarasevichiae(5/6,83.3%)和Anaplasma platys(3/6,50%)的感染率较高。此外,还检测到Bartonella washoensis和Cytauxzoon manul(各1/6,16.7%)。相比之下,所有6只蜱中埃立克体属(Ehrlichia spp.)、伯氏柯克斯体(Coxiella burnetii)、肝簇虫属(Hepatozoon spp.)、巴贝虫属(Babesia spp.)和泰勒虫属(Theileria spp.)的筛查结果均为阴性。这些发现代表了一种此前未报道的蜱-蜥蜴生态关联,并确认了寄生蜥蜴的蜱携带多种病原体。本研究为理解特殊生态系统中蜱传病原体的传播循环提供了初步证据,并强调了将爬行动物宿主纳入监测框架的重要性。
论文解读
一、研究背景与意义
蜱是全世界最重要的医学节肢动物媒介之一,通过吸血传播病毒、细菌和寄生虫等多种病原体,对公共卫生和畜牧业生产构成重大威胁。莱姆病、斑点热和人类粒细胞无形体病等蜱传细菌性疾病的分布和发病率与蜱媒及其储存宿主的生态动态密切相关。在气候变化和人为环境改变的背景下,蜱的栖息地不断扩展,新型病原体持续被发现,这凸显了对蜱种群及其病原体负荷开展生态学研究的重要性。
蜱的生命周期复杂,幼虫、若虫和成虫每个发育阶段都需要吸血,且往往涉及不同的脊椎动物宿主。传统蜱生态学和流行病学研究主要关注哺乳动物和鸟类宿主,而爬行动物——尤其是蜥蜴——作为许多蜱种的重要血源宿主,尤其在未成熟阶段,这一事实经常被忽视。有趣的是,蜥蜴在蜱传病原体传播循环中可能扮演双重且看似矛盾的角色:一方面,它们对某些病原体(如伯氏疏螺旋体Borrelia burgdorferi)具有先天抵抗力,其血液可清除感染,产生"稀释效应"从而降低蜱群中的病原体流行率;另一方面,它们作为携带其他病原体(如某些立克次体)的蜱的宿主,可能在维持这些微生物的地方性动物传播循环中发挥作用。因此,忽视蜥蜴宿主的作用可能阻碍对蜱传疾病传播动态的整体理解。
全沟硬蜱(Ixodes persulcatus),又称亚洲硬蜱,是北亚地区的主要节肢动物媒介,也是蜱传脑炎病毒和莱姆病螺旋体的主要传播者。该物种传统上被认为主要寄生小型哺乳动物和鸟类,其分布与凉爽湿润的针叶林密切相关。在中国东北地区,I. persulcatus是优势蜱种,约占该地区叮咬人类蜱的87.9%。黑龙江草蜥(Takydromus amurensis)是一种小型卵生蜥蜴,主要分布于中国东北地区,该区域也正是I. persulcatus的核心分布区。尽管I. persulcatus在该地区具有重要的生态意义,且蜥蜴可能以不同于哺乳动物宿主的方式影响蜱传病原体动态,但其与当地爬行动物宿主的关系此前从未被探索。
为填补这一空白,研究人员综合运用多种分子技术,准确鉴定寄生T. amurensis的蜱种,筛查其携带的病原体,并对阳性分离株进行系统发育重建。该工作首次记录了这一地区Ixodes persulcatus与蜥蜴之间的寄生关系,为理解地方性动物传播循环和推进公共卫生风险评估提供了重要证据。
二、主要技术方法
研究人员于2024年6月至9月在中国黑龙江省检查了30只T. amurensis个体,其中5只个体被发现寄生有蜱,共采集6只饱血未成熟蜱。蜱种鉴定首先基于形态学特征,使用OLYMPUS CX43显微镜在微分干涉差成像下进行,随后通过线粒体COI基因的PCR扩增和测序加以确认。所有样本在-80°C保存,用于后续DNA提取和遗传分析。使用TIANamp基因组DNA试剂盒提取单只蜱的总基因组DNA,并通过PCR筛查立克次体、无形体、埃立克体、柯克斯体、巴尔通体、疏螺旋体、肝簇虫、巴贝虫、泰勒虫和胞簇虫等病原体。测序采用Sanger双向测序,所得序列经NCBI BLAST比对进行物种鉴定,系统发育分析使用MEGA 11.0中的MUSCLE进行序列比对,构建邻接法(NJ)系统发育树,以1000次自举重复评估系统发育假设的稳健性。所有新生成的序列已提交至NCBI GenBank数据库。
三、研究结果
蜱样本采集与鉴定
本研究所有6只蜱幼虫均经形态学鉴定为Ixodes属。基于线粒体COI基因的分子鉴定确认所有标本均为Ixodes persulcatus。系统发育分析显示,本研究获得的序列与其他来自不同地理区域的I. persulcatus参考序列形成高支持度的独立分支,且与近缘种Ixodes pavlovskyi明显区分。
立克次体检测
柠檬酸合酶基因(gltA)的PCR扩增和测序从5只蜱中获得5条高质量立克次体序列(5/6,83.3%)。系统发育重建显示,所得序列与Candidatus Rickettsia tarasevichiae参考序列(KM288453、OP839038、KT899084)形成强支持的单系分支,且与其他立克次体物种(包括R. monacensis)明显区分,支持将其鉴定为Candidatus Rickettsia tarasevichiae。
无形体检测
无形体特异性16S rRNA基因的PCR扩增和测序从3只蜱中获得3条高质量序列(3/6,50%)。系统发育分析显示,所得序列与Anaplasma platys参考序列(OK560288、KT982643、PV133725)形成强支持的单系分支,且与其他无形体物种(如A. phagocytophilum)明显区分,支持将其鉴定为Anaplasma platys。
巴尔通体检测
巴尔通体特异性rpoB基因的PCR扩增和测序从1只蜱中获得1条高质量序列(1/6,16.7%)。系统发育重建显示,所得序列与Bartonella washoensis参考序列(DQ825688、MN229492)形成强支持的分支,且与其他巴尔通体物种(包括B. grahamii)明显区分,支持将其鉴定为Bartonella washoensis。
胞簇虫检测
胞簇虫特异性cytb基因的PCR扩增和测序从1只蜱中获得1条高质量序列(1/6,16.7%)。系统发育重建显示,所得序列与Cytauxzoon manul参考序列(PP442054)形成强支持的单系分支,且与其他胞簇虫物种(包括Cytauxzoon felis)明显区分,支持将其分类为Cytauxzoon manul。
病原体感染概况
6只I. persulcatus蜱的多重病原体筛查结果显示,所有6个标本(100%)至少对一种病原体呈阳性。Candidatus Rickettsia tarasevichiae感染率最高(5/6,83.3%),其次为Anaplasma platys(3/6,50%)。Bartonella washoensis和Cytauxzoon manul各在1只蜱中检出(各16.7%)。6个标本中有3个观察到混合感染:1只蜱同时感染Candidatus Rickettsia tarasevichiae、Cytauxzoon manul和Anaplasma platys;另1只同时携带Candidatus Rickettsia tarasevichiae和Anaplasma platys;第3只混合感染Anaplasma platys和Bartonella washoensis。仅半数蜱携带单一病原体。所有6只蜱中,埃立克体属、伯氏柯克斯体、疏螺旋体属、肝簇虫属、巴贝虫属和泰勒虫属的筛查结果均为阴性。
四、讨论与结论
本研究记录了亚洲硬蜱Ixodes persulcatus寄生蜥蜴及其携带多种病原体(包括Candidatus Rickettsia tarasevichiae、Anaplasma platys、Bartonella washoensis和Cytauxzoon manul)的现象,扩展了这一重要媒介的已知宿主范围。这是黑龙江省首次记录I. persulcatus寄生T. amurensis蜥蜴,表明该蜱种具有比此前认知更大的生态灵活性。作为变温动物,蜥蜴的季节活动高峰可能与未成熟蜱的寻宿主期重合,在哺乳动物宿主稀缺的栖息地可能成为替代血源。
Candidatus Rickettsia tarasevichiae的高检出率(83.3%)值得关注。这种新出现的斑点热群立克次体与Ixodes persulcatus密切相关,在西伯利亚和中国东北的蜱群中频繁报道。这与蜥蜴对伯氏疏螺旋体复合体的"稀释效应"形成对比,提示蜥蜴可能潜在地参与Candidatus Rickettsia tarasevichiae的储存宿主群落,但该假设需要通过蜥蜴组织中的直接病原体检测来验证。
Anaplasma platys在3只蜱中检出(50%),且常与Candidatus Rickettsia tarasevichiae混合感染。Anaplasma platys是公认的犬类病原体,主要经褐犬蜱(Rhipicephalus sanguineus sensu lato)传播。其在寄生T. amurensis的Ixodes persulcatus中被检出属于非典型发现,可能原因是蜱在吸食蜥蜴血液前已从感染的犬科动物或其他易感宿主获得病原体,蜥蜴可能在此情境中为偶然宿主。
Bartonella washoensis在1只蜱中检出(16.7%),这是在蜥蜴相关蜱中的首次报道。现有证据表明蜱可能通过机械方式传播巴尔通体,最可能通过污染的口器,但其作为生物媒介的能力仍未明确。
Cytauxzoon manul在1只蜱中检出(16.7%),该病原体主要感染野生猫科动物(如兔狲)。该检出是否反映偶然获得,或提示I. persulcatus在该寄生虫生态中具有更广泛的生态作用,仍有待确定。
本研究存在若干局限性:样本量有限(6只蜱),限制了感染率和混合感染率的稳健估计;未检测蜥蜴组织,无法确定T. amurensis是否为储存宿主;蜱中检测到病原体DNA并不能确立媒介能力。尽管如此,这些发现为该地区此前未报道的蜱-蜥蜴关联提供了初步证据,并强调需要通过扩大采样和在蜥蜴组织中直接检测病原体,进一步研究爬行动物宿主在蜱传病原体生态中的作用。
研究结论为:这些发现提示潜在的蜱-蜥蜴界面可能需要进一步的流行病学调查,特别是针对Candidatus R. tarasevichiae等病原体。然而,蜥蜴的具体作用(作为储存宿主、偶然宿主或血源)仍需通过直接感染研究来确定。因此,本研究为将爬行动物宿主纳入未来的蜱传疾病监测和生态模型提供了依据,这对于在爬行动物丰富的生态系统中更全面地理解病原体动态具有重要意义。