范克偉,張 寧,,孫曉雙,,楊 飛,3,魏 濤,陳小麗,唐 耀,傅文源,陳騰騰,陳志穎,劉佳悅,吳 然,黃翠琴*,周東輝*
(1. 龍巖學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院/福建省家畜傳染病防治與生物技術(shù)重點實驗室,福建 龍巖 364012;2.福建農(nóng)林大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院/福建省動物藥物工程實驗室,福建 福州 350002;3. 西藏農(nóng)牧學(xué)院 動物科學(xué)學(xué)院,西藏 林芝 860000;4. 福州市動物園管理處,福建 福州 350012;5. 福建梅花山華南虎繁育研究所,福建 龍巖 364201)
近年來,野生動物的疾病研究呈上升趨勢,而越來越多的研究顯示寄生蟲病是危害野生動物的主要疾病之一。寄生于動物腸道的寄生蟲種類主要有線蟲、吸蟲、絳蟲和原蟲,直接憑借形態(tài)通過顯微鏡觀察可有效地檢測到直徑較大的寄生蟲蟲卵或卵囊,但一些蟲體微小的原蟲,如芽囊原蟲(Blastocystis.sp),其空泡型平均直徑僅為4 μm~15 μm[1],利用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)檢測方法敏感度較差,目前主要是利用分子生物學(xué)的方法進(jìn)行檢測與鑒定。近期的研究發(fā)現(xiàn),珍稀野生動物在人和動物的芽囊原蟲感染過程中具有公共衛(wèi)生隱患[2]。
福建地區(qū)具有豐富的野生動物資源,本研究通過采用Mini-Flotac 對福建圈養(yǎng)野生動物糞便進(jìn)行寄生蟲蟲卵或卵囊檢測,并采用基于SSU rRNA 基因序列的PCR 檢測對福建地區(qū)于野生動物芽囊原蟲進(jìn)行種群結(jié)構(gòu)分析,旨在了解福建地區(qū)圈養(yǎng)野生動物腸道寄生蟲感染情況,并評估人獸共患風(fēng)險,以期為有效防治野生動物寄生蟲病提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 樣品采集與保存 2018年3月至4月,分別在福建省梅花山華南虎繁育研究所和福州市動物園共采集70 份新鮮糞樣(含28 種野生動物),每份約20 g,置于一次性塑料袋中,并標(biāo)注動物種類、收集地點及日期。每份樣品分裝成兩份,一份直接存放于4 ℃,用于Mini-Flotac 檢測,一份置于2.5%的重鉻酸鉀溶液后存放于4 ℃保存,用于分子檢測。
1.2 主要試劑 飽和NaCl 溶液和糞便基因組E.Z.N.A?DNA 提取試劑盒購自O(shè)MEGA 公司;rTaq DNA 酶、10×rTaq buffer、2.5 mmol/L dNTP、25 mmol/L MgCl2購自北京全式金生物技術(shù)有限公司;6×Loading Buffer和DL 2000 DNA Marker 購自寶生物工程(大連)有限公司;引物由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成;Mini-Flotac kit 購自意大利那不勒斯菲里德里克第二大學(xué)(University of Naples Federico II)動物醫(yī)學(xué)學(xué)院寄生蟲學(xué)和寄生蟲病系。
1.3 Mini-Flotac 檢測糞便寄生蟲 按照Mini-Flotac kit 說 明(www.parassitologia.unina.it)進(jìn) 行 組 件 裝配,樣品處理及實驗操作。對兩個計數(shù)室的卵囊數(shù)量進(jìn)行計數(shù),采用公式OPG/EPG=兩個計數(shù)室里的卵囊個數(shù)之和×10,即可得到每克糞便中的卵囊數(shù)或蟲卵數(shù)。
1.4 糞便樣品基因組DNA 提取 每份糞便取200 mg置于2 mL 離心管中,加入雙蒸水,混勻,12 000 r/min離心1 min,棄上清,重復(fù)步驟至清洗干凈表面的重鉻酸鉀;將含有糞便樣品的離心管置于100 ℃水浴中靜置5 min 后置于-80 ℃5 min,反復(fù)凍融5 次后,按照糞便基因組提取試劑盒說明書提取DNA后置于-20 ℃保存待用。
1.5 PCR 擴(kuò)增及測序 參照文獻(xiàn)[3]PCR 擴(kuò)增芽囊原蟲小亞基核糖體RNA(SSU rRNA),PCR 產(chǎn)物經(jīng)1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測回收純化后由廣州擎科生物技術(shù)有限公司進(jìn)行雙向測序。
1.6 SSU rRNA 序列分析及種系發(fā)育分析 應(yīng)用Clustal X 1.83 將測序獲得的兩條正反互補(bǔ)核苷酸序列進(jìn)行比對校正,獲得校正的完整序列,拼接的完整序列在NCBI 的Blast 上進(jìn)行相似性搜索,下載同源性最高的序列與獲得的序列進(jìn)行比對,確定序列是否是芽囊原蟲的基因組,分析序列差異。利用Mega5.0 軟件,選擇鄰接法(Neighbor-joining,NJ 法)中的Kimura-2-parameter 模型,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。進(jìn)化樹的可靠性用Bootstrap 分析進(jìn)行檢測,進(jìn)行1 000 個重復(fù)。
2.1 野生動物腸道寄生蟲感染率及感染強(qiáng)度Mini-Flotac 檢測結(jié)果顯示,27 種野生動物共70 份新鮮糞便樣品中,有42 份為寄生蟲陽性糞便樣品,總感染率為60.00%,最低感染強(qiáng)度(EPG 或OPG 值)為100,最高達(dá)34 800,表明福建地區(qū)野生動物腸道寄生蟲感染較嚴(yán)重。其中靈長類動物感染率為56.25%(9/16),松鼠猴的感染較為嚴(yán)重,主要為線蟲與球蟲混合感染,線蟲蟲卵EPG 值達(dá)2000,其它靈長類動物以球蟲感染為主;食肉目動物感染率為38.46%(5/13),1 份華南虎糞便為等孢球蟲類[4]和線蟲混合感染,1 份為線蟲感染,感染強(qiáng)度均較高(球蟲OPG 達(dá)9150,線蟲EPG 達(dá)9 600),其它食肉目動物均為球蟲感染;禽類動物感染率為50.00%(8/16),均為球蟲感染,其中雉雞感染球蟲OPG 值高達(dá)34 800;偶蹄目動物感染率為81.82%(18/22),以梅花鹿感染最為嚴(yán)重(88.24%,15/17),最高OPG 值達(dá)8750;奇蹄目動物球蟲感染率為100.00%(3/3),最高OPG 值為9 600,各種動物腸道寄生蟲感染率和感染強(qiáng)度見表1。這些數(shù)據(jù)表明,寄生蟲病是危害野生動物的主要疾病之一,應(yīng)定期監(jiān)測和制定科學(xué)合理的驅(qū)蟲方案。
表1 福建部分圈養(yǎng)野生動物腸道寄生蟲感染率及感染強(qiáng)度Table 1 Infection rates and intensity of intestinal parasites in part of wild animals from Fujian province
續(xù)表
Barda 等通過3 種方法對腸道寄生蟲進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)Mini-Flotac 是蠕蟲感染最敏感的檢測方法,也是一種有效、敏感且成本低廉的替代技術(shù)[5]。Mini-Flotac 檢測方法的優(yōu)點在于時間上更加的高效,操作流程更加的便捷,對蟲卵的鑒定也更加的準(zhǔn)確,最主要的優(yōu)點是可在400 倍顯微鏡下觀察,其材質(zhì)為聚碳酸酯無定形熱塑性塑料,不易將其打碎造成不必要的損失,且該裝置是圓形封閉式的裝置,置于顯微鏡下時,液體不易溢出污染顯微鏡臺。本研究在國內(nèi)首次采用Mini-Flotac 對福建圈養(yǎng)野生動物進(jìn)行糞便漂浮法檢查。
2.2 糞便中芽囊原蟲SSU rRNA 基因的PCR 擴(kuò)增結(jié)果 70 份野生動物糞便樣品中,擴(kuò)增出10 份約為600 bp 的陽性樣品(圖1),測序結(jié)果顯示,擴(kuò)增出的10 份樣品均為芽囊原蟲陽性樣品,總感染率為14.29%(10/70),陽性樣品分別來源于7 份梅花鹿、1 份赤猴、1 份孔雀和1 份獼猴,表明這些野生動物存在芽囊原蟲感染。
圖1 部分野生動物糞便中芽囊原蟲PCR 鑒定Fig.1 Electrophoresis of PCR amplification for Blastocystissp.SSU rRNA of part of wildlife faecal samples
2.3 芽囊原蟲SSU rRNA 的序列分析及亞型分布通過序列比對拼接,10 個陽性序列歸類為5 個不同的序列,上傳至NCBI 數(shù)據(jù)庫,獲得登錄號為MK357782~MK357786,并構(gòu)建了SSU rRNA 基因序列的進(jìn)化樹。結(jié)果顯示,本研究獲得的10 個芽囊原蟲陽性分離株處于5 個不同的分支,分布于5 種不同基因亞型(圖2),其中7 份梅花鹿源芽囊原蟲中,1 份屬于ST 14 亞型,6 份為ST 10,表明芽囊原蟲ST 10 在梅花鹿中感染普遍,這與其它文獻(xiàn)[6]中報道的ST10 為偶蹄動物的優(yōu)勢亞型一致。其它芽囊原蟲樣品中,赤猴源為ST 3 亞型、孔雀源為ST 6 亞型、獼猴源為ST 1 亞型。這些亞型中,ST1、ST3 和ST6 為人獸共患亞型,其中ST1 在非人類靈長類中感染最多,ST10 和ST14 為動物特異性亞型[6]。
圖2 基于SSU rRNA基因片段的芽囊原蟲亞型NJ系統(tǒng)進(jìn)化分析Fig. 2 Phylogenetic analysis of Blastocystis subtypes based on the SSU rRNA gene fragment using the neighbor-joining method
研究分析表明,福建地區(qū)野生動物芽囊原蟲存在人獸共患亞型,因此需要采集更多的樣品進(jìn)行檢測,進(jìn)一步分析該地區(qū)和不同種類的野生動物芽囊原蟲種群結(jié)構(gòu),確定該原蟲最初是人源還是動物源[6],為其防治提供更科學(xué)的參考依據(jù)。
本次檢測結(jié)果顯示福建地區(qū)野生動物主要感染的腸道寄生蟲為原蟲類和線蟲類,其中原蟲類感染最為嚴(yán)重,可采用氨丙啉、妥曲珠利、磺胺類藥等藥物進(jìn)行驅(qū)蟲;其次為線蟲感染,可采用左咪唑、阿苯達(dá)唑、丙硫咪唑、阿維菌素等藥物進(jìn)行驅(qū)蟲,同時應(yīng)加強(qiáng)圈養(yǎng)野生動物的地面,圈舍的消毒,及時處理野生動物產(chǎn)生的糞便,防止投喂的食物接觸糞便,做好防鼠措施,避免鼠,貓竄入圈舍,容易導(dǎo)致寄生蟲的傳播和感染。此外,本次調(diào)查結(jié)果表明,福建省野生動物芽囊原蟲存在人獸共患風(fēng)險,在飼養(yǎng)和接觸過程中應(yīng)當(dāng)注意防范,加強(qiáng)環(huán)境衛(wèi)生和個人衛(wèi)生,防止食源性污染是降低感染的有效途徑。