关键词:
野生啮齿动物
肠道原虫
宏基因组学
肠道微生物菌群
人兽共患病原菌
机会病原菌
抗生素耐药基因
摘要:
野生啮齿动物在肠道病原的传播中扮演着重要角色。近年来,随着城市化不断扩大,啮齿动物与人类的接触也越来越密切,对生态与公共安全的影响也越来越大。大别山北麓地区,气候宜人,温暖湿润,得天独厚的自然环境繁育了丰富的动植物资源。这里野生啮齿动物种类丰富,且与人类和家畜有着极为密切的接触。本研究以大别山北麓野生啮齿动物为研究对象,运用分子生物学、宏基因组学及生物信息学技术,系统探究了啮齿动物四种肠道原虫的分子特征与人兽共患风险,并对野生啮齿动物肠道微生物菌群、肠道特定病原菌和肠道菌群耐药基因(ARGs)进行深入分析。旨在揭示大别山北麓野生啮齿动物肠道原虫与微生物菌群的分布特征与生物学特性,评估其对公共卫生的潜在威胁,为野生动物携带人兽共患病及抗生素耐药性的防控与传播的提供科学依据。
2023年3月至2024年3月间在大别山北麓共捕获野生啮齿动物267只,鉴定出7种野生啮齿动物。分别为海南社鼠(Niviventer lotipes)、黑线姬鼠(Apodemus agrarius)、大足鼠(Rattus nitidus)、中华姬鼠(Apodemus draco)、黄胸鼠(Rattus tanezumi)、巢鼠(Micromys minutus)和水田鼠(Arvicola terrestris),优势种为海南社鼠和黑线姬鼠,野生啮齿动物多分布于夏季和秋季。对啮齿动物粪便样本进行分子生物学分析,发现隐孢子虫(Cryptosporidium spp.)、贾第虫(Giardia spp.)、毕氏肠微孢子虫(Enterocytozoon bieneusi)和芽囊原虫(Blastocystis sp.)的总体感染率分别为21.4%、43.8%、6.7%和2.6%。通过多基因分型,在野生啮齿动物隐孢子虫中发现了5种隐孢子虫,姬鼠隐孢子虫(***)、泛在隐孢子虫(***)、旅行者隐孢子虫(***)、奇异隐孢子虫(***)和大鼠隐孢子虫(***),以及两个新基因型,隐孢子虫鼠基因型VII(Cryptosporidium *** genotype VII)和隐孢子虫鼠基因型VI(Cryptosporidium *** genotype VI),其中优势种是隐孢子虫鼠基因型VII、姬鼠隐孢子虫和泛在隐孢子虫。此外还在旅行者隐孢子虫种发现了一个新亚型XVg A4。贾第虫共发现两个种,分别是鼠贾第虫(***)和十二指肠贾第虫(***)。在十二指肠贾第虫中鉴定出两个集聚体,集聚体B和G。毕氏肠微孢子虫中鉴定出两个基因型*** DF72和*** NBC87,分别属于group 1和group 9。野生啮齿动物中芽囊原虫均为人兽共患ST4型。不同因素风险分析结果显示,野生啮齿动物隐孢子虫的感染率在不同季节和栖息地中呈现显著差异,秋季和田野地区感染率最高;贾第虫的感染率在不同宿主和季节中呈现显著差异,黄胸鼠和夏季感染率最高;芽囊原虫的感染率在不同宿主中呈现显著差异,大足鼠的感染率最高;毕氏肠微孢子虫在四种因素下均无显著差异。
基于宏基因组学技术对野生啮齿动物肠道细菌与寄生虫的物种组成和多因素差异性进行分析。研究在啮齿动物肠道细菌中共发现163个菌门和3985菌属,其中主要菌门为厚壁菌门(Bacilota)和拟杆菌门(Bacteroidetes),主要菌属为未分类毛螺菌科细菌属(unclassified Lachnospiraceae genus)。门水平和属水平肠道细菌均受宿主、季节和性别因素影响显著。门水平多样性分析中,宿主因素对细菌多样性有显著影响,大足鼠肠道细菌多样性最丰富。属水平中,宿主和季节因素对细菌有显著影响,夏季野生啮齿动物肠道细菌多样性最丰富。肠道寄生虫宏基因组学分析中毛滴虫为优势种,四种肠道原虫的感染率均高于PCR检测结果,且感染率和携带丰度分别受不同因素影响,主要为宿主和季节因素。
本研究在野生啮齿动物肠道微生物菌群中共发现15种人兽共患病原菌和10种主要机会病原菌属。人兽共患病原菌中优势种为普氏立克次体(Rickettsia prowazekii)、其次为小肠结肠炎耶尔森菌(Yersinia enterocolitica)、柯氏钩端螺旋体(Leptospira kirschneri)和圣塔罗氏钩端螺旋体(Leptospira santarosai),说明野生啮齿动物可能作为多种人兽共患病原菌的储存宿主。多因素分析中,普氏立克次体和小肠结肠炎耶尔森菌在季节上有显著差异,柯氏钩端螺旋体在宿主上有显著差异,主要由姬鼠属携带。机会病原菌属中占比最高的为埃希氏菌属(Escherichia),其次是克雷伯菌属(Klebsiella