《Functional Ecology》：Fungal Batrachochytrium dendrobatidis infections proliferate during amphibian terrestrial dormancy
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野生动物病原体的传播和影响通常具有季节性，确定影响最大的季节对生物多样性和公共卫生管理至关重要。研究人员报告了新证据，表明宿主冬季休眠——一个在病原体季节动态研究中通常被忽视的时期——强烈促进了全球性威胁的两栖动物真菌病原体蛙壶菌（Batrachochytri
野生动物病原体的传播和影响通常具有季节性，确定影响最大的季节对生物多样性和公共卫生管理至关重要。研究人员报告了新证据，表明宿主冬季休眠——一个在病原体季节动态研究中通常被忽视的时期——强烈促进了全球性威胁的两栖动物真菌病原体蛙壶菌（Batrachochytrium dendrobatidis，Bd）在一种濒危高海拔无尾目宿主物种中的增殖。对约塞米蒂蟾蜍（Anaxyrus canorus）出生后第一年的Bd监测显示，在它们第一次陆生冬季休眠期间，Bd的流行率和感染强度增至四倍。在多个地点连续三个年度中，陆生一龄幼体在冬季休眠后表现出高Bd流行率和感染强度，且其Bd流行率远高于同期在水体中繁殖的成体。感染持续到活动季节。研究人员将这些结果整合到一个框架中，总结了Bd越冬维持的可能机制。研究人员建议重新审视促进Bd增殖（即流行率和/或强度的增加）的季节，并强调了休眠陆生幼体中Bd年际维持的一种机制。宿主休眠对病原体持续存在和季节性传播的重要性可能远超以往的认知。
**研究背景与问题**
野生动植物病原体的传播和影响常呈现季节性，识别影响最大的季节对于生物多样性和公共卫生管理至关重要。宿主休眠（dormancy）作为一种常见的季节性生存策略，其在病原体季节动态中的作用长期未受到足够重视。已知的例外是蝙蝠白鼻综合征（white nose syndrome，WNS），由真菌Pseudogymnoascus destructans引起，在蝙蝠冬眠期间导致反复的大规模死亡事件，表明宿主休眠期可能是感染持续、传播和毒力变化的关键窗口。两栖动物正面临全球性真菌病原体蛙壶菌（Batrachochytrium dendrobatidis，Bd）的威胁，该病原体引起壶菌病（chytridiomycosis），导致全球范围内两栖动物物种衰退和灭绝。许多两栖动物在冬季进入陆生休眠（brumation），但Bd如何在这些种群中年际维持一直是个未解之谜。因为Bd的感染阶段是水生的、寿命短、对干燥敏感，一般认为其适宜水生环境，而陆生休眠环境对其生长和存活不利。以往研究多将Bd的持续存在归因于外部库，如全水生替代宿主或水环境中的持久性。然而，针对野生种群中陆生休眠期间Bd动态的直接证据非常缺乏。
**研究内容与主要发现**
为了填补这一空缺，研究人员于2021年至2023年在约塞米蒂国家公园蒂奥加山口（Tioga Pass）区域的六个草甸对约塞米蒂蟾蜍（Anaxyrus canorus）进行了系统监测。这项研究包括对刚完成变态的幼体（metamorphs）第一年生活史的重复横断面调查（调查1），以及对所有生命阶段的早期季节比较（调查2）。研究人员收集了超过1800个皮肤拭子样本，利用qPCR检测Bd感染。结果明确表明，在第一次陆生冬季休眠期间，Bd的流行率（prevalence）和感染强度（intensity）均大幅上升：休眠后第一年幼体的Bd流行率超过90%，而休眠前约为23%，增加近四倍。这种高流行率在多个地点和三个连续年度中得到重复，且远高于同期在水体中繁殖的成体。感染还持续到活动季节。这些发现首次证明Bd不仅能在陆生休眠宿主中持续存在，而且还能够增殖，提示陆生休眠幼体是Bd年际维持的重要种内贮库。
**主要技术方法**
研究人员采用标准化皮肤拭子法采集样本，对变态个体擦拭腹部30次，对幼体和成体擦拭腹部、大腿和后足蹼。随后使用Prepman提取DNA，通过Taqman qPCR定量Bd基因组ITS1区域拷贝数，以100 ITS1拷贝作为阳性阈值。数据分析使用广义线性模型（GLM）和广义线性混合模型（GLMM），以草甸为随机效应，比较不同采样事件和生命阶段间的流行率与强度。调查1的样本队列来源于2021年变态个体，涵盖休眠前三次采样（7月、8月、9月）和休眠后三次双周采样，以及2023年补充采样。调查2以Lower Gaylor草甸为中心，包括每周调查并扩展至其他五个草甸。
**研究结果**
**3.1 调查1——生命第一年的感染动态**
队列调查显示，在变态后第一次采样时，六个草甸中有五个未检测到Bd。一个月后，所有草甸的队列均检测到感染，且在变态后两个月内，Bd流行率和强度普遍上升。进入第一次休眠前，所有草甸的Bd平均流行率为23.2%（95%置信区间17.9%–29.3%）。休眠后同一队列以第一年幼体身份出现时，感染流行率超过90%。感染强度同样显著增高，部分个体Bd负荷超过600,000 ITS1拷贝（相当于超过10,000个zoospore等价物），这一水平通常与壶菌病发生和死亡相关，但未观察到明显病态。在2023年，对Dana草甸30只刚结束第一次休眠的第一年幼体采样，其中28只Bd阳性，再次验证了高流行率。
**3.2 调查2——生命阶段间的感染动态**
在Lower Gaylor草甸，休眠后活动季早期（前两周）的Bd流行率在不同生命阶段间存在显著差异。第一年幼体最高，达76.9%，第二年幼体为60%，成年雄性和雌性显著低于第一年和第二年幼体。感染强度在各生命阶段间无显著差异。后续监测显示，第一年和第二年幼体的Bd感染在活动季节中持续保持相似水平，扩展到其他五个草甸的监测也确认感染维持到夏季。在2021年6月采集的30只蝌蚪样本中未检测到Bd。
**讨论与结论**
研究人员将结果整合进一个框架，总结了陆生休眠宿主种群中Bd越冬维持的五种机制：（1）在水生环境中持续存在；（2）在有水生越冬阶段的替代两栖动物宿主中持续存在；（3）在陆地环境中持续存在；（4）在非两栖动物宿主中持续存在；（5）在焦点宿主的陆生休眠期间持续存在。对于约塞米蒂蟾蜍，由于其繁殖水体为季节性池塘，在冬季干涸，机制1和2不适用。机制3和4不能解释休眠后Bd流行率和强度的显著增加，因此机制5——即Bd在休眠陆生幼体体内增殖——是主要的越冬维持途径。这一结论与先前提出的两栖类虹彩病毒“种内贮库假说”一致，即复杂的生命周期中某个生命阶段可在其他阶段不存在时维持病原体。关于驱动增殖的机制，研究人员提出两种假说：一是休眠前存在低水平“隐性”感染，在休眠期间增强至可检测水平；二是休眠期间新感染的获得，可能通过环境传播（如休眠巢穴中存在Bd）或宿主间传播（如幼体聚集行为）。目前尚无法区分这些假说，但无论哪种机制，都要求Bd能在休眠宿主体内或休眠环境中增殖。尽管体外实验表明Bd在低温下生长停滞，但宿主内的温度表现可能不同。此外，感染可能导致休眠期幼体发生隐性死亡，因为实验室实验显示Bd对变态期幼体可致死，而野外监测可能无法检测到在洞穴内死亡的个体。研究结论认为，宿主陆生休眠期间Bd的增殖远超以往认知，这一发现可能推广到其他具有冬季休眠的真菌-宿主系统，如蛇、龟和蝙蝠。随着全球气候变化改变休眠的持续时间和环境条件，理解休眠对病原体传播的影响对于预测未来传染病动态和保护野生动物至关重要。
