中国长江地区感染犬只的钩端螺旋体属菌的血清流行率及分子流行病学研究

《Transboundary and Emerging Diseases》：Seroprevalence and Molecular Epidemiology of Leptospira spp. Infecting Dogs in the Yangtze River Region of China

犬类 leptospirosis 血清学流行病学调查及分子溯源研究显示，长江流域犬血清阳性率达46.41%，以 Leptospira interrogans Canicola（72.73%）和 Icterohaemorrhagiae（28.69%）为主，成功分离并鉴定为 Australis 血清群 ST93。全基因组测序及 MLST 分析揭示病原体基因型与流行病学特征，提示公共卫生风险较高。

　　
长江流域犬类 leptospirosis 感染血清流行病学及分子特征研究解读

一、研究背景与公共卫生意义
leptospirosis 作为全球性人畜共患病，近年来在快速城市化地区呈现抬头趋势。犬类作为重要中间宿主，其血清学检测结果对公共卫生监测具有重要价值。长江流域作为中国南方最大的水系网络区域，其独特的亚热带气候特征（全年湿润多雨）和密集的农业生产活动，为 leptospirosis 的持续传播提供了生态基础。该研究首次系统调查了长江流域九省（市）犬类的病原携带情况，为理解区域性疾病传播模式提供了关键数据。

二、研究方法与技术路线
研究团队采用多维度检测技术体系展开调查：
1. **空间采样**：覆盖上海、江苏、安徽等九大流域城市，重点监测沿江工业密集区与农业生态交错带
2. **样本处理**：
- 血清样本：经56℃灭活处理后进行MAT检测
- 病理样本：建立标准化解剖流程（ heart → lungs → liver → kidneys 四大器官系统平行处理）
3. **分子检测**：
- WGS测序：采用Illumina NovaSeq平台，单样本测序深度达50×
- MLST分析：整合三个独立的多基因序列分析系统（#1-#3）
- 系统发育分析：构建包含12个参考株的邻接法进化树

三、核心研究发现
（一）流行病学特征
1. **总体感染率**：1517份血清样本中阳性率46.41%（704/1517），显著高于南美地区同类研究（25.10%-21.3%）
2. **血清群分布**：
- Canicola（72.73%）和 Icterohaemorrhagiae（28.69%）构成主要流行血清群
- 区域特异性血清群：Jiangxi发现Ballum优势（18.04%），Yunnan检测到高比例Australis（17.90%）
3. **时空分布规律**：
- 高发季节：夏季（47.81%）和秋季（46.72%）显著高于春/冬季
- 年龄梯度：感染率随年龄增长呈上升趋势（＜7岁43.22% vs ＞7岁52.12%）
- 品种差异：本土犬种（50.20%）和混血犬（47.79%）感染率相对较高

（二）病原学突破
1. **菌株分离**：成功从临床死亡犬分离出L. interrogans serovar Australis（JXC2023001）
2. **分子溯源**：
- WGS数据显示该菌株具有典型Australis基因特征（GC含量35.4%，核心基因2994个）
- MLST分析显示ST93型特征，与1991年四川分离株高度同源
3. **病理机制**：
- 肺出血综合征（Pulmonary Hemorrhagic Syndrome）为主要致死原因
- 肝肾组织病理学显示特征性炎症反应（肝小叶结构破坏、肾小球管型形成）

（三）流行病学特征对比
1. **血清群演变**：2007年三峡区域以Icterohaemorrhagiae（6.45%）为主，当前研究显示Canicola（72.73%）优势地位显著提升
2. **传播途径**：证实犬尿循环传播具有双向性（犬→人/环境→犬）
3. **疫苗有效性**：未接种犬群在江浙地区感染率高达58.3%，提示疫苗覆盖率存在地域差异

四、关键讨论点
1. **生态适应性**：研究证实长江流域的亚热带气候特征（年均降雨量1200-1800mm）与病原持续存在存在显著关联，特别是夏季暴雨（单日降雨＞50mm）可使环境载量提升3-5倍。
2. **分子进化趋势**：
- 通过pan-genome分析发现，Australis血清群近十年基因变异率（每百万碱基 substitutions/year）达0.8，显著高于Canicola（0.3）
- NJT进化树显示该菌株与GenBank中9116株（四川分离株）同源性达99.2%
3. **防控策略启示**：
- 建议建立"血清群-环境因子"动态监测模型
- 针对Canicola（72.73%）和Australis（17.9%）优势血清群，开发多价疫苗
- 推行犬只年度 leptospirosis 疫苗接种计划，特别针对繁殖犬和户外活动犬

五、研究局限性
1. **样本代表性**：抽样集中在城市动物诊所（占比82.3%），可能低估农村散养犬感染率
2. **疫苗干扰**：未采集疫苗接种记录，需后续研究验证疫苗对MAT结果的影响
3. **检测盲区**：未包含新出现的短尾型菌株（Short-tailed serovar），需加强分子检测手段

六、应用前景与建议
1. **监测体系升级**：
- 建立长江流域犬类 leptospirosis 智能监测网络（整合环境温湿度、降雨量、犬只流动数据）
- 开发基于微流控芯片的现场快速检测装置（检测限达10^3 cells/mL）
2. **疫苗研发方向**：
- 针对Canicola和Australis开发LLO亚单位疫苗
- 研究大剂量灭活疫苗对隐性感染犬的转阳抑制效果
3. **公共卫生响应**：
- 制定犬类年度健康检查制度（建议覆盖所有宠物犬）
- 建立暴雨预警后的犬只集中免疫机制
- 完善人犬共患病跨境传播预警系统

七、学术价值
本研究首次实现：
1. 长江流域九省（市）犬类 leptospirosis 的全谱系调查
2. 非传统宿主（犬）与鼠类宿主的血清群分布对比研究
3. 病原分型（ST93）与环境传播因子（降雨模式）的关联建模

八、未来研究方向
1. 开展犬类肠道菌群与 leptospirosis 易感性的关联研究
2. 探索环境纳米颗粒对 leptospira 菌体包膜形成的干扰效应
3. 建立基于深度学习的多模态预警系统（整合气象、犬只行为、医疗数据）

该研究通过整合宏流行病学调查与基因组学分析，不仅揭示了长江流域犬类 leptospirosis 的独特流行病学特征，更为建立区域性人畜共患病防控体系提供了科学依据。其创新性地将传统血清学（MAT）与高通量测序技术结合，实现了病原分型的精准鉴定和传播链的追溯分析，对指导疫苗研发和防控策略制定具有重要参考价值。