《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》：Morphological and molecular characterization of an undescribed vestibuliferid ciliate from the captive-bred naked mole-rat,
Heterocephalus glaber (Rodentia: Bathyergidae)
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2024年3月，日本东京上野动物园一个圈养裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）群体中发生连续死亡事件。研究人员在对患病动物的肠道内容物和粪便样本进行显微镜检查时，发现了一种类小袋纤毛虫（Balantidium-like ciliate）和类毛滴
2024年3月，日本东京上野动物园一个圈养裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）群体中发生连续死亡事件。研究人员在对患病动物的肠道内容物和粪便样本进行显微镜检查时，发现了一种类小袋纤毛虫（Balantidium-like ciliate）和类毛滴虫鞭毛虫。在诊断调查期间，研究人员对该肠道纤毛虫进行了形态学和分子生物学表征研究。形态学分析显示，该纤毛虫 trophozoites 呈长椭圆形至纺锤形，体表覆有纤毛，具有56-66条纵向体动基列（somatic kineties），大核（macronucleus）呈长而弯曲状，并伴有椭圆至球形的微核（micronucleus）。18S rRNA基因部分序列（1,063 bp）和完整的ITS1–5.8S rRNA–ITS2区域序列的系统发育分析表明，该纤毛虫代表一个此前未被识别的谱系，在系统发育树上形成一个独立分支，未与任何已知属聚类。分子数据显示其与 Balantioides coli 的18S序列相似性最高（96.1–96.6%），但ITS1和ITS2区域表现出显著的分化。综合形态学和分子证据，该纤毛虫被暂定归类为前庭目（Vestibuliferida）中一个未被描述的谱系，并被临时命名为“裸鼹鼠前庭纤毛虫HgV”。由于缺乏对前庭器（vestibular apparatus）的详细观察，研究人员暂未正式建立新分类单元。此外，在该死亡事件中，未获得该纤毛虫作为主要致死原因的证据。
**一、研究背景与科学问题**
裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）是隶属于啮齿目（Rodentia）梳齿鼠科（Bathyergidae）的真社会性地下啮齿动物，原产于东非。该物种因其独特的生物学特性——包括体温调节能力差、异常长寿以及显著的抗癌和抗衰老能力——而备受科学界关注，因此被世界各地的动物园和研究机构广泛饲养。2024年3月，日本东京上野动物园一个约50只个体的圈养裸鼹鼠群体在10天内连续发生10余只死亡事件。对死亡和濒死动物的粪便检查发现大量大型纤毛虫。自Porter（1957）首次报道裸鼹鼠体内存在类小袋纤毛虫以来，该纤毛虫的分类地位一直存在争议。Porter将其鉴定为小袋属（Balantidium）的一种，但注意到其形态变异大于其他小袋虫物种。随后，Dyer（1998）提出该纤毛虫可能被误鉴定，或应归属于单型属Meiostoma，该属模式种为Meiostoma georhychi，最初发现于南非开普鼹鼠（Georychus capensis）的盲肠中。然而，这一重新归类的假说始终未得到详细的形态学或分子生物学验证。因此，裸鼹鼠肠道纤毛虫的分类学身份长期悬而未决。本研究旨在利用形态学和分子生物学方法，对此次死亡事件中检测到的肠道纤毛虫进行系统表征，以明确其分类地位。
**二、研究内容与主要结论**
研究人员从圈养裸鼹鼠群体采集粪便样本，采用形态学观察（光学显微镜和扫描电子显微镜）和分子系统学分析相结合的方法，对该纤毛虫进行了全面表征。形态学结果显示，该纤毛虫滋养体在形态和大小上表现出显著变异，典型个体呈长椭圆形至纺锤形，前端常略弯曲，全身覆盖纤毛，具有56–66条体动基列；大核长而弯曲，位于体中部；微核椭圆至球形，紧邻大核；胞口（cytostome）和前庭不明显，仅少数标本中可见前端小开口。分子分析获得了1,063 bp的18S rRNA基因部分序列和完整的ITS1–5.8S–ITS2区域序列。系统发育分析表明，该纤毛虫在前庭目内形成一个独立谱系，未与任何已知属聚类。在18S系统发育树中，该谱系位于包含小袋科（Balantidiidae）、副等毛科（Paraisotrichidae）和密毛科（Pycnotrichidae）以及内毛目（Entodiniomorphida）的Ditoxidae和Buetschliidae成员分支的基部附近，但节点支持率较低。在ITS1–5.8S–ITS2系统发育树中，小袋科与密毛科形成单系群，该纤毛虫在B. coli之后独立分支。综合形态和分子证据，该纤毛虫被认定代表前庭目中一个此前未被识别的谱系，暂定名为“裸鼹鼠前庭纤毛虫HgV”。该发现首次为裸鼹鼠肠道纤毛虫提供了分子数据，澄清了长达数十年的分类争议，表明该纤毛虫既不属于Balantioides属，也不属于Meiostoma属，而是代表一个独立的演化谱系。
**三、关键技术与方法**
本研究涉及以下主要技术方法：（1）样本采集与固定：粪便样本采自日本东京上野动物园圈养裸鼹鼠群体，分别固定于10%中性缓冲福尔马林和70%乙醇中运输至日本兽医生命科学大学寄生虫学实验室进行分析；（2）形态学分析：采用MFS染色法（Imai, 1998）和改良Fernandez-Galiano银浸染法（Augustin et al., 1984）进行光学显微镜观察，使用Olympus BX41显微镜和DP74数码相机拍摄；扫描电子显微镜（SEM）按Tokiwa et al.（2010）方法进行，包括锇酸后固定、乙醇梯度脱水、冷冻干燥、铂钯喷镀后用JSM-6380LV扫描电镜观察；（3）分子生物学分析：使用DNeasy Blood & Tissue Kit从单个粪便标本中提取基因组DNA，PCR扩增18S rRNA基因部分序列（引物Medlin A/Medlin B）和ITS1–5.8S–ITS2完整区域（引物B5D/B5R），产物经ExoSAP-IT纯化后以ABI 3730xl DNA Analyzer双向直接测序；（4）系统发育分析：使用MAFFT v7的L-INS-i算法进行多序列比对，以IQ-TREE通过W-IQ-TREE网络服务器构建最大似然（ML）树，使用1,000次超快自举（UFBoot）和2,000次SH近似似然比检验（SH-aLRT）评估节点支持率。
**四、主要研究结果**
**4.1 形态学特征**
光学显微镜和扫描电镜观察显示，该纤毛虫滋养体形态和大小变异显著，典型个体呈长椭圆形至纺锤形，两侧不对称，前端常略弯曲。整个体表覆盖大量纤毛，排列成纵向行列，银浸染显示56–66条体动基列。大核呈长而弯曲状，位于体中部或偶偏向前端/后端；微核呈椭圆至球形，长3–7 μm，紧邻大核。胞口和前庭不明显，在少数可辨识个体中，胞口呈前端小开口。未染色标本中偶尔可见无纤毛的囊状结构从前端区域突出。体内观察到大量杆状细菌。形态学测量（n=30）显示：体长211.7 ± 46.3 μm（范围102.3–306.1 μm），体宽89.4 ± 23.4 μm（范围48.1–131.0 μm），长宽比2.5 ± 0.6（范围1.6–3.6），大核长40.3 ± 10.0 μm（范围23.6–68.3 μm）。与Porter（1957）报道的Balantidium sp.（体长30–320 μm）相比，本研究标本的形态变异范围与之相当。但与Meiostoma georhychi（体长200–800 μm，具有石灰质泡）明显不同。
**4.2 分子特征与系统发育位置**
从含多个纤毛虫个体的粪便样本中提取基因组DNA，获得的18S和ITS1–5.8S–ITS2测序图谱均无重叠峰等歧义信号，表明样本中存在单一纤毛虫谱系。18S rRNA基因部分序列长度为1,063 bp，GC含量为41.5%。BLASTn分析显示该序列与B. coli的相似性最高（96.1–96.6%），其次为密毛科成员（Buxtonella sulcata ≤96.0%，Infundibulorium cameli ≤95.9%）。最大似然树将本研究获得的序列置于一个独立谱系中，未与任何已知属聚类。ITS1–5.8S–ITS2扩增片段总长493 bp（GC含量32.3%），包含两侧短的部分18S（109 bp）和28S（23 bp）序列。完整的ITS1序列长111 bp（GC含量14.5%），与B. coli序列最高相似性为86.1%；5.8S基因序列长144 bp（GC含量41.0%），与草鱼源（Ctenopharyngodon idella）的Balantidium ctenopharyngodoni（KU170972）序列相似性为100%；ITS2序列长106 bp（GC含量22.6%），与B. coli序列最高相似性为87.7%。基于ITS区域的系统发育树中，小袋科与密毛科形成单系群（UFBoot 95.5%，SH-aLRT 97%），B. coli首先分支，随后为本研究检出的纤毛虫，其余类群依次分支。Balantidium和Buxtonella均被恢复为多系。
**五、讨论与结论**
研究讨论部分指出，本研究中发现的纤毛虫与Porter（1957）报道的Balantidium sp.在形态变异程度上相似，但存在一个关键差异：本研究标本全身（包括后端）均覆盖纤毛，而Porter描述其后端无纤毛，且Porter观察到有纤毛的前庭区。这一差异可能归因于固定和保存条件的不同，但也不能排除两者为不同分类群的可能性。鉴于分子分析证实样本中仅存在单一纤毛虫谱系，观察到的形态变异更可能反映该谱系内的种内可塑性。关于Dyer（1998）提出的Meiostoma归属假说，M. georhychi虽然在某些特征（如小前端口、口周透明突起）上与本纤毛虫相似，但其体型显著更大（200–800 μm），且偶尔具有石灰质泡（concrement vacuole）这一Buetschliidae科的特征性结构，表明二者可能不属于同一谱系，M. georhychi或与Buetschliidae成员亲缘关系更近。分子数据进一步支持本纤毛虫与已知前庭目类群的遗传差异：18S序列虽然与B. coli相似性最高，但相对较低；ITS1和ITS2区域表现出显著分化；5.8S基因与B. ctenopharyngodoni完全一致的解释需谨慎，因为该区域高度保守，对物种水平鉴定分辨率有限。在18S树中该谱系位置不稳定，与既往研究中前庭目和内毛目多个科均非单系的结果一致；在ITS树中该谱系同样独立分支，两个独立标记的一致性为其中立于已知属提供了支持，但由于支持率中等至较低，加之当前前庭目类群的分类采样稀疏，其确切系统发育位置仍需通过更密集的采样和附加分子标记来确认。研究人员因此暂缓建立新分类单元，并临时将该纤毛虫命名为裸鼹鼠前庭纤毛虫HgV。关于传播途径，鉴于裸鼹鼠存在自体食粪癖（autocoprophagy）和异体食粪癖（allocoprophagy）行为，这些行为可能促进前庭纤毛虫在群体内经粪-口途径传播和维持。尽管本研究未观察到包囊（cyst），但Porter（1957）曾在裸鼹鼠粪便样本中报道过包囊结构，若本纤毛虫也能形成包囊，则可能进一步促进群体内传播。关于病原学意义，虽然受感染动物粪便中观察到大量纤毛虫，但未获得该纤毛虫侵入组织或引起特异性病理改变的证据，因此研究人员认为其不太可能是此次死亡事件的主要致死原因。类似纤毛虫丰度升高的情况在裸鼹鼠中亦有报道，可能反映了肠道微生物群落的失调（dysbiosis）。
**研究结论：** 综合形态学和分子生物学证据，从圈养裸鼹鼠中检出的纤毛虫代表前庭目（Vestibuliferida）中一个此前未被识别的谱系。然而，由于前庭器是前庭目纤毛虫的重要鉴别特征，在获得对前庭器结构的详细观察之前，不宜正式建立新分类单元。因此，研究人员暂未建立新属新种，而是将其临时命名为“裸鼹鼠前庭纤毛虫HgV”，该名称非正式命名，不构成《国际动物命名法规》意义上的有效名称，该纤毛虫可通过本研究中提交的核苷酸序列被唯一识别。未来需要从野生或圈养裸鼹鼠群体中采集更多标本以确认其形态特征和分类地位，同时需要对Meiostoma进行包含形态学和分子数据的详细再描述以阐明其系统发育位置。
