波兰啮齿动物和跳蚤中巴尔通体(Bartonella spp.)的遗传多样性:探索潜在风险与传播机制

《Scientific Reports》:Genetic diversity of Bartonella spp. in rodents and fleas from Poland

【字体: 时间:2025年03月29日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究巴尔通体传播的关键因素,波兰等多机构研究人员开展 “波兰啮齿动物和跳蚤中巴尔通体遗传多样性” 研究。结果发现 B. grahamii 和 B. taylorii 为优势种,确定多种传播媒介及多个单倍型。这对防控巴尔通体病意义重大。

  巴尔通体(Bartonella spp.)是一类能感染哺乳动物红细胞和内皮细胞的革兰氏阴性兼性细胞内细菌,可引发巴尔通体病,这是一种重要的媒介传播疾病。目前已发现超 50 种巴尔通体,其中至少 13 种具有人畜共患性,能使人类患上猫抓病、战壕热等多种病症。在全球范围内,啮齿动物作为巴尔通体的常见宿主,其感染率在 26%-67% 之间。然而,不同跳蚤传播巴尔通体的种类范围尚不明确,且巴尔通体遗传多样性与无脊椎动物宿主载体的关系也有待研究。为深入了解这些问题,来自波兰华沙大学等多个研究机构的研究人员开展了一项关于波兰啮齿动物和跳蚤中巴尔通体遗传多样性的研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:在样本采集方面,从波兰不同地区的林地和休耕地捕获 994 只啮齿动物(涵盖 8 个物种)和 2 只欧洲鼹鼠,收集其血液样本;同时从啮齿动物身上收集 833 只跳蚤。在检测分析方面,利用 PCR 技术扩增 rpoB、gltA 基因以及 18S rDNA 来检测巴尔通体并进行基因分型,通过测序和分子分型确定基因序列,运用系统发育分析研究遗传关系,借助最小生成网络分析确定单倍型。
研究结果如下:
  1. 感染和寄生的流行情况:通过血涂片筛选和 PCR 分子分析,发现啮齿动物中巴尔通体感染的总体流行率为 42.3%,跳蚤中为 11.3%,啮齿动物身上跳蚤的总流行率为 60.4%,平均每只动物携带 2.94 只跳蚤。最常见的跳蚤物种是 C. assimilis,最稀有的是 H. talpae。
  2. 内在和外在因素对巴尔通体流行率的影响:在 Microtus spp. 数据集分析中,发现跳蚤物种、研究年份和巴尔通体感染与否之间存在显著相互作用;跳蚤性别、研究年份和巴尔通体感染与否之间也存在显著相互作用,但宿主物种对巴尔通体流行率无显著影响。在 C. glareolus 的分析中,研究地点对巴尔通体感染流行率有显著影响,不同跳蚤物种的巴尔通体感染流行率也有显著差异,同时田鼠年龄阶层、研究年份和巴尔通体感染之间存在显著相互作用。
  3. 从啮齿动物、鼹鼠和跳蚤中鉴定巴尔通体物种:对 rpoB 基因 PCR 产物测序后,从啮齿动物中获得 104 个巴尔通体序列,包括 67 个 B. grahamii 和 33 个 B. taylorii 等;从跳蚤中获得 53 个序列,包括 19 个 B. grahamii 和 17 个 B. taylorii 等;从鼹鼠中获得 2 个序列,但无法确定物种。
  4. rpoB 基因的系统发育分析:对 135 个获得的巴尔通体序列和 64 个 GenBank 参考序列进行系统发育分析,发现五个主要进化枝。B. grahamii 所在的进化枝包含七个与原产国相关的分支,研究中的序列分布在其中三个分支上;B. taylorii 所在的进化枝多样性更高,包含多个分支和亚分支,还有可能代表新物种的分支。
  5. gltA 基因的系统发育分析:对 11 个来自跳蚤的巴尔通体 gltA 基因序列和 21 个 GenBank 参考序列分析,揭示出三个进化枝 / 组。B. taylorii 序列所在的进化枝包含三个亚组,B. grahamii 序列所在的进化枝也有不同的亚组分布。
  6. 跳蚤和啮齿动物巴尔通体感染之间的关联:在 22 只巴尔通体阳性跳蚤中,有 7 只跳蚤和其宿主啮齿动物感染的巴尔通体物种相同。
  7. 通过 18S rDNA 测序鉴定跳蚤:利用 18S rDNA 基因片段对跳蚤进行分子和系统发育分析,虽因缺乏参考序列难以确认跳蚤鉴定,但形态学鉴定结果可靠,相关序列已存入 GenBank 数据库。
  8. B. grahamii 和 B. taylorii 的单倍型:对 B. grahamii 的 rpoB 序列分析得到 9 个单倍型,其中 Gr1 为主要单倍型;对 B. taylorii 的 rpoB 序列分析得到 17 个单倍型,T1 和 T2 为主要单倍型。不同单倍型在宿主、载体和研究地点上存在一定的特异性分布。
    研究结论和讨论部分指出,该研究确定了波兰五个研究地点啮齿动物和跳蚤中 B. grahamii 的 9 个单倍型和 B. taylorii 的 17 个单倍型,并提出两个可能的新巴尔通体物种。同时明确了 C. agyrtes 和 H. talpae 是 B. taylorii 的传播媒介,C. assimilis 和 M. walkeri 是 B. grahamii 的传播媒介,M. turbidus 可传播 B. grahamii 和 B. taylorii。这一研究成果为深入了解巴尔通体的传播机制、遗传多样性以及防控巴尔通体病提供了重要依据,对公共卫生和动物健康领域具有重要意义。

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