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研究人员针对海鲷肠道寄生虫 Enteromyxum leei 感染问题，整合多组学技术研究宿主 - 微生物群 - 寄生虫互作，发现感染改变肠道微生物群和宿主基因表达，为相关研究提供数据基础。
在神秘的海洋养殖世界里，金头鲷（Sparus aurata）可是地中海养殖的 “明星选手”，和欧洲鲈鱼一起撑起了鳍鱼养殖的 “大半壁江山”。然而，一种名为 Enteromyxum leei 的肠道粘孢子虫寄生虫却成了金头鲷的 “噩梦”。它悄无声息地入侵金头鲷的肠道上皮，引发慢性肠道炎症，让鱼儿们食欲不振、身形消瘦，严重时甚至一命呜呼。更糟糕的是，目前既没有有效的治疗方法，也不清楚这种寄生虫的无脊椎动物宿主是谁，它还能在鱼群中直接传播，给养殖产业带来了巨大的经济损失。
与此同时，科学家们逐渐意识到，肠道微生物群在鱼类健康中扮演着至关重要的角色，它不仅影响着鱼类的免疫反应、寄生虫抗性，还和食物消化、维持体内平衡密切相关。就像一个隐藏在鱼儿身体里的 “神秘军团”，默默守护着它们的健康。那么，在金头鲷感染 Enteromyxum leei 的过程中，这个 “神秘军团” 会有什么变化？宿主又会做出怎样的反应呢？为了揭开这些谜团，来自西班牙科学研究高级理事会（CSIC）水产养殖托雷德拉萨尔研究所等机构的研究人员展开了一项深入研究，相关成果发表在《Animal Microbiome》上。
研究人员在实验中，精心挑选了临床健康的幼年金头鲷，将它们分成对照组和感染组，分别在夏季和冬季进行感染实验。在实验过程中，他们运用了多种先进的技术手段，其中包括 16S rRNA 基因测序，用于分析肠道微生物群的组成和变化；RNA 测序，来探究宿主转录组的改变；以及元转录组测序，研究微生物转录本的变化情况。通过这些技术，研究人员全面地剖析了寄生虫感染对金头鲷肠道微生物群和宿主基因表达的影响。
研究结果令人眼前一亮。首先，在感染情况方面，夏季实验中，感染组的鱼在暴露 2 周后就纷纷 “中招”，感染率颇高；冬季实验则不同，2 周时还未检测到阳性感染，但 5 周和 10 周时感染率达到了 100%。
接着，肠道微生物群多样性和组成发生了显著变化。实验数据显示，不同季节、不同感染状态下，金头鲷肠道微生物群的多样性有明显差异。在门水平上，Proteobacteria、Firmicutes 和 Actinobacteriota 这三大优势菌门的相对丰度变化显著。例如，在冬季实验 10 周时，感染组的 Proteobacteria 相对丰度从对照组的 32.3% 飙升至 89.8%，而 Firmicutes 和 Actinobacteria 则大幅下降。在属水平上，研究人员还发现了一些微生物标记，像夏季的 Photobacterium 和未鉴定的 Burkholderiaceae 属，冬季的 Cutibacterium 和 Staphylococcus 等。
寄生虫暴露对肠道转录组的影响也不容小觑。研究人员重点分析了冬季实验 10 周的样本，发现感染组和对照组相比，肠道中有 935 个差异表达转录本，这些转录本主要富集在免疫系统、RNA 代谢等相关通路中，其中免疫系统相关通路又可细分为 MHCI 相关、白细胞介素相关等类别，表明肠道对寄生虫感染启动了强烈的免疫反应。
进一步的分析还发现，免疫基因表达的变化与寄生虫强度以及微生物群的改变都有关系。研究人员通过相关性分析发现，免疫相关基因的差异表达不能单纯归因于寄生虫感染或微生物群的变化，大部分变化的基因与这两个变量都相关。
最后，Enteromyxum leei 感染对肠道元转录组同样产生了显著影响。在冬季实验 10 周的样本中，研究人员检测到 24 个细菌转录本差异表达，其中部分与宿主免疫基因表达存在显著关联。
综合来看，这项研究通过多组学方法，深入揭示了金头鲷感染 Enteromyxum leei 后，肠道微生物群和宿主基因表达的变化情况。研究结果表明，肠道微生物群和宿主的免疫反应在寄生虫感染过程中密切相关，宿主的免疫反应不仅由寄生虫感染直接诱导，微生物群的变化也在其中发挥了重要作用。这一研究为我们理解宿主 - 微生物群 - 寄生虫之间的复杂关系提供了宝贵的数据和新的视角，有助于后续研究开发出针对金头鲷粘孢子虫病的防控策略，对水产养殖中鱼类健康管理具有重要的理论和实践意义。
