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为探究微生物组对血吸虫传播的影响及双脐螺（Biomphalaria）器官微生物组特征，研究人员剖析两种双脐螺的器官、血淋巴及全螺微生物组。结果显示器官微生物组具特异性，全螺微生物组更似血淋巴。这为研究螺与寄生虫互作提供关键依据。
在神秘的微观世界里，微生物组正逐渐成为生命科学研究的焦点。近年来，微生物组对宿主生物学的影响日益凸显，它不仅在宿主的健康与疾病发展中扮演关键角色，还可能影响病原体的传播，就像蚊子、水生螺类等作为病原体传播的 “小帮手”，其体内的微生物组或许隐藏着关键秘密。双脐螺（Biomphalaria）作为人类血吸虫（schistosomes）的重要传播媒介，此前研究发现其血淋巴中存在丰富多样的微生物组，可区分螺的种类和种群，但血淋巴浸润的各个器官中的微生物组情况却尚不明确。为了深入了解这些奥秘，来自英国格拉斯哥大学（University of Glasgow）和美国得克萨斯生物医学研究所（Texas Biomedical Research Institute）的研究人员展开了一项重要研究，其成果发表在《Animal Microbiome》上，为揭示螺与寄生虫之间的复杂关系带来了新曙光。
研究人员为了精准剖析双脐螺器官微生物组的特征，采用了多种关键技术方法。在样本采集方面，他们精心挑选了埃及的亚历山大双脐螺（B. alexandrina）和巴西的光滑双脐螺（B. glabrata），分别采集了血淋巴、生殖腺（ovotestis）、肝胰腺（hepatopancreas）、肠道（gut）、胃（stomach）等器官样本以及全螺样本，同时采集了养殖水体作为对照。随后，通过 DNA 提取、16S rRNA 基因文库构建和测序技术，对微生物组进行全面分析。为了更准确地评估细菌密度，还运用了定量 PCR 技术。
实验设计和数据总结
研究人员有条不紊地开展实验，从两种双脐螺中采集大量样本，提取 DNA 后对 16S rRNA 基因的 V4 区域进行扩增和测序。测序深度均匀，经多种数据处理步骤后保留了大量有效数据，且通过稀疏曲线分析发现测序深度足以覆盖微生物组的多样性。通过对 16S rRNA 基因序列的分类学分析，共鉴定出 1856 个扩增子序列变体（ASVs），排除线粒体、叶绿体和真核生物相关的 ASV 后，发现不同双脐螺种间存在大量共享和独特的 ASV。
蜗牛器官表现出自身的微生物组 α- 多样性
研究人员对微生物组的 α- 多样性（衡量样本内物种多样性的指标）进行深入研究。结果显示，血淋巴和全螺样本的 α- 多样性最高，器官样本的 α- 多样性约为血淋巴和全螺的一半。不同双脐螺物种间，除亚历山大双脐螺肝胰腺的多样性较低外，其他器官的微生物组丰富度相似。通过线性混合效应模型分析发现，样本类型（器官、血淋巴或全螺）是影响 α- 多样性指数的主要因素，而非蜗牛物种，且采集时间和日期对其无显著影响。这表明器官环境在塑造微生物组多样性方面起着关键作用。
β- 多样性
β- 多样性用于衡量不同样本间微生物组的差异。研究人员运用 UniFrac 指数比较不同样本微生物组的相关性。结果发现，微生物组群落倾向于根据器官功能和物理距离聚类。例如，胃和肠道的微生物群落常聚集在一起，肝胰腺在不同分析中分别与消化系统或生殖腺聚类。血淋巴和全螺的微生物组在两种 UniFrac 测量中始终聚集在一起，但与器官聚类的相对距离因分析方法和螺种而异。此外，PERMANOVA 测试表明，几乎所有样本类型间的微生物组都存在显著差异，不过全螺与血淋巴、胃与肠道、生殖腺与肝胰腺等部分组合的微生物组在某些分析中相似，说明它们可能共享相似的微生物群落。
分类学多样性
在分类学层面，血淋巴、器官和全螺样本的微生物组组成差异显著。血淋巴和全螺样本主要由变形菌门（Pseudomonadota，旧称 Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）主导，但具体比例有所不同。胃和肠道微生物组主要由拟杆菌门、变形菌门（主要是 γ- 变形菌纲，Gammaproteobacteria）和柔膜菌门（Tenericutes）主导。肝胰腺和生殖腺的微生物组则显著由未分类的细菌门主导，尤其是在亚历山大双脐螺中，这些未分类细菌占比超过 50%，暗示这两个器官可能为未被充分研究的细菌提供了特殊生存环境。环境水样的微生物组主要由放线菌门（Actinomycetota，旧称 Actinobacteria）、拟杆菌门和变形菌门（主要是 γ- 变形菌纲）主导。
血淋巴、器官和水之间以及蜗牛物种之间的共享微生物
研究人员进一步探究不同样本类型间共享的微生物。结果发现，虽然各样本类型有许多独特的 ASV，但仍有大约 45% 的 ASV 在两种或更多样本类型中共享。其中，血淋巴和生殖腺共享约 40 - 50% 的 ASV，血淋巴和水样共享近一半的总共享 ASV，而消化系统与水样共享的 ASV 较少，约为四分之一。此外，大量共享 ASV 仅存在于蜗牛样本中，约 13% 的共享 ASV 存在于所有蜗牛样本类型中，约 7% 的共享 ASV 在所有蜗牛和水样中都存在。值得注意的是，胃和肠道微生物组在门水平上组成相似，但共享的 ASV 仅为 26 - 31%，生殖腺和肝胰腺虽物理相连，但共享的 ASV 也仅为 25 - 36%，这表明特定 ASV 对特定器官具有适应性。同时，两种双脐螺在血淋巴和水样中共享近一半的 ASV，且光滑双脐螺器官中的 ASV 数量比亚历山大双脐螺多 1.5 - 5 倍。
蜗牛细菌密度因器官而异
通过定量 PCR 技术，研究人员对血淋巴、器官和全螺中的细菌密度进行量化。结果显示，血淋巴中的细菌密度与先前研究一致，且部分样本密度较高。器官中，胃和肠道的细菌密度最高，生殖腺最低，肝胰腺的细菌密度在不同螺种间差异较大，可能受肠道残留影响，但 β- 多样性分析表明其未显著影响细菌组成。全螺的细菌密度较低，可能是由于头部足部区域细菌含量低。此外，研究未发现器官间以及血淋巴与器官间细菌密度的明显相关性，这意味着细菌密度可能在相邻器官和血淋巴中独立调节。
研究结论和讨论部分，这项研究全面揭示了双脐螺器官和血淋巴中存在多样且独特的微生物组。器官微生物组的多样性和组成主要受样本类型影响，而非螺种，且微生物组倾向于根据器官功能聚类，这与哺乳动物转录组分析中基因表达按器官类型聚类的现象相似，为探究微生物组与器官功能的关系提供了新视角。全螺微生物组与血淋巴微生物组更为相似，血淋巴可作为研究全螺微生物组多样性的替代样本，但样本制备方法可能影响结果，需进一步比较带壳和去壳全螺样本的微生物组。血淋巴和生殖腺是微生物多样性的热点区域，生殖腺微生物组的多样性可能与卵子生产所需的营养物质和代谢产物有关，但其确切作用仍有待探索。此外，双脐螺作为寄生虫的传播媒介，器官特异性微生物组的发现为研究寄生虫与宿主微生物组的相互作用提出了新问题，如宿主微生物组如何响应寄生虫、如何影响寄生虫的生活史特征以及寄生虫是否从宿主获取微生物组等。目前相关研究多集中于全螺或粪便微生物组，未来需深入研究器官和血淋巴微生物组在寄生虫感染中的作用。同时，微生物在器官中的定位、定植模式以及宿主与微生物组的共适应机制等方面也存在诸多未知，有待进一步探索。总之，该研究为深入理解双脐螺微生物组、螺与寄生虫的相互作用以及寄生虫传播机制提供了重要依据，为后续研究指明了方向，有望推动相关领域的进一步发展。
