马达加斯加跳蚤微生物群：垂直传播与环境获取的共同作用

研究人员分析 577 只马达加斯加跳蚤样本，发现其微生物群受跳蚤种类和季节影响，对鼠疫传播研究意义重大。

　　# 探秘跳蚤微生物群：解开马达加斯加鼠疫传播的新钥匙
在疾病传播的神秘世界里，跳蚤一直扮演着令人畏惧的角色。这些身形小巧却 “能量巨大” 的昆虫，是鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis）和鼠伤寒立克次氏体（Rickettsia typhi）等严重细菌病原体的传播媒介。然而，长期以来，跳蚤体内的微生物群却像一个隐藏在黑暗中的神秘领域，未得到充分研究。尽管已知微生物群对跳蚤作为病原体传播媒介的能力（媒介能力，vector competence）有着重要影响，但人们对其组成及背后的影响因素却知之甚少。

马达加斯加，这个位于非洲大陆东南方的神奇岛屿，是生物多样性的热点地区，同时也是鼠疫传播的高发地带。这里独特的生态环境，孕育了大量特有物种，其中就包括 49 种跳蚤，且 42 种为马达加斯加所特有。更有趣的是，当地跳蚤对宿主的特异性较低，这为科学家们提供了一个绝佳的研究契机：探索脊椎动物宿主物种、环境因素等对跳蚤微生物群组成的影响。

为了揭开跳蚤微生物群的神秘面纱，来自法国留尼汪大学（Université de La Réunion）、法国里尔大学（Université de Lille）、马达加斯加 Vahatra 协会（Association Vahatra）以及美国菲尔德自然历史博物馆（Field Museum of Natural History）的研究人员组成了一支科研团队，开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上，为我们理解跳蚤微生物群的形成机制和鼠疫传播提供了全新的视角。

在这项研究中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们收集了来自马达加斯加不同地点的 577 只成年跳蚤样本，这些样本涵盖了 12 种特有跳蚤物种，且采集自不同的宿主（包括引入物种和马达加斯加本土哺乳动物）。接着，对这些跳蚤样本进行 DNA 提取，采用非破坏性提取方法，既保证了昆虫表皮的完整性以便后续形态学诊断，又能获取用于分析的 DNA。之后，通过 PCR 扩增细菌 16S rRNA 的 V3 - V4 和 V4 - V5 区域，并在 Illumina Miseq 测序平台上进行测序，以此来探究跳蚤相关细菌群落的多样性。最后，运用 R 软件进行生物多样性分析，评估 α- 多样性（如 Chao1 指数和辛普森指数的倒数）和 β- 多样性，探究不同因素对跳蚤微生物群多样性的影响。

研究结果

1. 跳蚤微生物群的组成：研究人员通过对 V3 - V4 和 V4 - V5 区域测序数据的分析，发现变形菌门（Proteobacteria）（V3 - V4 区域占 88.2%，V4 - V5 区域占 92.4%）、厚壁菌门（Firmicutes）（V3 - V4 区域占 7.1% ，V4 - V5 区域占 5.1%）和拟杆菌门（Bacteroidetes）（V3 - V4 区域占 3.0% ，V4 - V5 区域占 2.5%）在所有测序区域中占比超过 96.0%。在属水平上，沃尔巴克氏体属（Wolbachia）、索尔氏菌属（Thorsellia）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、立克次氏体属（Rickettsia）以及环境细菌（中慢生根瘤菌属 Mesorhizobium 和根瘤菌属 Rhizobium）是优势菌属，在读取数据中占比很高。
2. 影响跳蚤细菌群落的因素：研究人员利用 Chao1 和辛普森多样性指数，探究了跳蚤物种、脊椎动物宿主物种和采样地点对细菌群落组成的影响。结果发现，辛普森多样性指数在不同跳蚤物种间存在差异，但仅在 V4 - V5 数据集上显著。更为重要的是，无论是 V3 - V4 还是 V4 - V5 数据集，当比较在不同宿主上采样的同一种跳蚤时，细菌群落多样性均未检测到显著差异。通过对来自 Ambohitantely 的跳蚤子样本分析，研究人员发现季节对细菌多样性有显著影响，雨季的细菌多样性明显高于旱季。此外，Permanova 分析表明，采样地点会显著影响细菌群落组成，但跳蚤种类和属对其影响不显著。

研究结论与意义

综合研究结果，研究人员认为，采样的跳蚤微生物群由具有垂直传播特性的细菌类群（如普遍存在的 Wolbachia）和受环境因素（尤其是季节和栖息地）驱动的细菌类群组成。这一结论表明，跳蚤的微生物群至少部分是在成虫之前获得的，很可能是在未成熟的离宿主阶段。与其他宿主 - 寄生虫系统（如以宿主血液为食的蜱虫）不同，跳蚤微生物群受非生物变量（如季节）影响较大，而受脊椎动物宿主物种的影响较小。这一独特的现象为理解跳蚤微生物群的形成机制提供了新的思路。

由于微生物群在媒介能力中起着关键作用，该研究结果对马达加斯加鼠疫传播的流行病学研究具有重要意义。环境对跳蚤微生物群落的塑造作用，可能会影响跳蚤传播鼠疫耶尔森菌的能力。这意味着，通过研究环境因素与跳蚤微生物群的关系，有望找到控制鼠疫传播的新方法和新策略。例如，进一步探究哪些栖息地有利于形成促进鼠疫传播的跳蚤微生物群落结构，从而采取针对性的防控措施，这对于马达加斯加乃至全球的鼠疫防控工作都具有重要的指导价值。

总的来说，这项研究为我们深入了解跳蚤微生物群的奥秘打开了一扇窗，为未来预防和控制跳蚤传播疾病的研究指明了新的方向，也为全球公共卫生领域提供了宝贵的科学依据。