《Scientific Reports》：Euro-Asian hybrids of Echinococcus multilocularis from red foxes in northern and northeastern Poland result from secondary contact between long-isolated populations
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本文针对波兰北部及东北部红狐体内多房棘球绦虫（Echinococcus multilocularis）的线粒体遗传多样性展开研究，旨在探明其亚洲单倍型在波兰的出现是否源于从东北亚向东欧的引入。研究团队通过对来自波美拉尼亚、瓦尔米亚-马祖里及波德拉谢省的59只红狐中的263条绦虫样本的细胞色素c氧化酶亚基1（cox1）基因进行测序分析，并结合新型计算生物学方法，揭示了该寄生虫存在长期隔离种群间二次接触的遗传学证据，其亚洲变种的扩散可能与貉（raccoon dogs）从苏联远东地区被多次引入东欧有关。
在欧亚大陆的广袤森林与田野中，一种微小却危险的寄生虫——多房棘球绦虫（Echinococcus multilocularis）——正悄然影响着野生动物与人类健康。这种绦虫主要寄生在狐狸、郊狼等食肉动物的肠道内，其虫卵随粪便排出，若被中间宿主（如啮齿类动物）误食，会在其肝脏等器官内发育成幼虫，形成致命的包虫囊肿，并可传播给人类，引发泡型包虫病（Alveolar echinococcosis），这是一种严重的人畜共患病。理解这种病原体的种群结构与传播动态，对于预测和防控疾病至关重要。
长期以来，科学家们注意到，在欧洲和亚洲分别存在着遗传背景有所差异的多房棘球绦虫种群。一个引人入胜的问题是：这些地理上相隔遥远的种群，它们的基因是否会“相遇”并混合？在波兰的北部及东北部地区，研究人员在红狐体内检测到了具有亚洲特征的寄生虫谱系。这究竟是一次古老的进化历史的回声，还是近期人类活动（比如动物贸易或引入）所导致的“生物入侵”事件？为了解答这个谜题，一个研究团队将目光投向了波兰的红狐种群，试图通过遗传学的“侦探”手段，追溯这些亚洲单倍型（haplotype）的真正来源，并揭示其扩散背后的驱动力。他们的研究成果最终发表于《Scientific Reports》期刊。
为了开展这项研究，作者主要采用了以下几种关键技术方法：首先，研究团队从波兰波美拉尼亚、瓦尔米亚-马祖里及波德拉谢省选定的地区，收集了59只红狐体内的263条多房棘球绦虫样本。研究的核心是分子生物学技术，即针对寄生虫线粒体的细胞色素c氧化酶亚基1（cytochrome c oxidase subunit 1, cox1）基因进行聚合酶链式反应（PCR）扩增和测序，以获取用于遗传分析的DNA序列。在生物信息学分析方面，研究者运用了多种计算工具：包括计算遗传变异指标、构建中接网络（median-joining haplotype network）和RelTime时间进化树，以可视化单倍型关系和估算分化时间。尤为创新的是，他们还应用了一种新型的无比对（alignment-free）计算方法，即4D-DNA/RNA序列动态表示法结合K均值聚类（K-means clustering），从另一个角度验证遗传分组。通过对测序成功的252条绦虫样本进行分析，研究人员得以深入剖析其遗传结构。
研究发现：遗传多样性、单倍型网络与种群结构
通过对cox1基因序列的分析，研究团队成功从252个样本中鉴定出6种不同的单倍型，其中3种是首次发现的新单倍型。单倍型网络分析清晰地显示出两个明显分离的簇，分别对应欧洲谱系和亚洲谱系。错配分布（mismatch distribution）呈现双峰模式，这通常被认为是两个曾经长期隔离的种群近期发生混合（即二次接触）的遗传信号。两个谱系之间的固定指数（FST）高达0.97，接近理论最大值1，这以数量化的方式强有力地证实了欧洲与亚洲单倍型群体之间存在着极深的遗传分化，它们在过去很长一段时间内是相互隔离的。
研究发现：系统发育分析与聚类验证
RelTime时间树的构建进一步支持了上述结论，显示了欧亚谱系间的深度分歧。更重要的是，应用新型的4D动态表示与K均值聚类方法得到的结果，与基于传统序列比对和系统发育分析的结果高度一致。这种独立计算方法的印证，显著增强了“存在两个主要遗传谱系”这一结论的可靠性。这种一致性表明，即使不进行复杂的序列多重比对，仅凭序列的数值化特征也能有效识别出种群遗传结构。
研究发现：亚洲谱系的来源与传播假设
那么，亚洲谱系是如何出现在波兰的呢？综合所有遗传学证据，研究人员提出了一个合理的假说：波兰红狐体内出现的多房棘球绦虫亚洲变种，并非远古残留，而是相对近期事件的结果。其传播可能与人类活动驱动的动物迁移直接相关。具体而言，他们认为这很可能是由于历史上多次将貉（学名Nyctereutes procyonoides）从苏联远东地区引入东欧所造成的。貉是亚洲地区多房棘球绦虫的常见宿主，在引入欧洲后，它们可能将携带的亚洲谱系寄生虫传播给了本地的狐狸种群，导致了两个长期隔离的寄生虫种群在欧洲土地上发生了“二次接触”和基因交流。
研究结论与讨论
本研究通过对波兰红狐体内多房棘球绦虫的深入遗传学调查，得出了几个关键结论。首先，在波兰北部和东北部，确实存在着来源于欧洲和亚洲的两个深度分化的多房棘球绦虫遗传谱系，它们之间的遗传差异极大（FST= 0.97）。其次，其种群遗传模式（如双峰错配分布）强烈暗示，这两个谱系并非一直共存，而是经历了长期的隔离后，在近期发生了“二次接触”与混合。最后，也是最具现实意义的一点，研究证据支持亚洲谱系进入波兰乃至更广的东欧地区，可能与人类将貉从亚洲引入欧洲的活動有关。
这项研究的科学意义重大。它不仅首次在波兰系统地揭示了多房棘球绦虫存在欧亚杂交的复杂种群结构，更重要的是，它将寄生虫的传播动态与具体的人类活动（动物引入）联系了起来。这改变了我们对该病原体传播方式的传统认知，即自然扩散不再是唯一途径，人类驱动的宿主移动可以极大地改变寄生虫的分布格局。从疾病防控角度看，了解亚洲谱系的来源和传播途径至关重要，因为不同的谱系可能在致病力、宿主适应性或对药物的敏感性上存在差异。研究结果为监测和预警泡型包虫病的传播风险提供了关键的分子流行病学依据，并警示了在全球化背景下，野生动物贸易和引入可能带来的意想不到的人畜共患病传播风险。
