《Animal Microbiome》:Ecological insights into the cross-domain microbiome interactions in the hematophagous bat Desmodus rotundus
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这篇研究通过对哥伦比亚卡萨纳雷地区27只吸血蝠(Desmodus rotundus)的血液、粪便和口腔拭子样本进行高通量测序(如16S/18S rRNA基因测序和病毒宏基因组学),系统地描绘了其跨域(原核、真核及病毒)微生物群落的组成、多样性及互作网络。研究发现,该蝙蝠体内存在多种公共卫生相关病原体(如Enterococcus faecalis, Mycoplasma spp., Acanthamoeba spp., Coronaviridae等),且其食性分析提示家畜是其主要的摄食来源。该研究为理解吸血蝠作为特定功能化病原体“储存库”的生态学角色,以及跨物种人畜共患病传播的潜在路径提供了新的见解。
研究背景
蝙蝠是多种微生物的储存库,其中一些具有人畜共患潜力。普通吸血蝠(Desmodus rotundus)因其吸血的食性以及高度的生态适应性,使其成为跨物种病原体传播的关键潜在媒介。尽管其公共卫生重要性已被广泛认知,但其相关的微生物群落特征仍不清楚。本研究旨在利用高通量测序技术,对来自哥伦比亚东部卡萨纳雷农村地区的27只D. rotundus个体的微生物群落(包括原核、真核和病毒)组成、多样性及相互作用,以及其摄食来源进行全面调查。
研究方法
研究采集了血液、粪便和口腔拭子共81份样本,采用Oxford Nanopore Technologies平台,进行了16S-和18S-核糖体RNA(rRNA)基因的长读长扩增子测序以及病毒宏基因组学分析。通过生物信息学流程对序列进行过滤、分类和注释,分析了细菌、真菌、真核寄生虫和病毒类群的丰度与多样性。使用Bray-Curtis距离进行主坐标分析(PCoA),并采用PERMANOVA检验评估群落结构差异。利用Spearman相关分析探讨了不同病原体之间的潜在关联。此外,通过分析粪便和拭子样本中的脊椎动物来源序列,解析了吸血蝠的摄食来源。
结果发现
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微生物群落组成:细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)为主,梭杆菌门(Bacteroidota)和蓝细菌门(Cyanobacteriota)次之。在属水平上,粪便样本中富集了Woeseia、Lactococcus、Stenotrophomonas等;口腔拭子中则富集了Synechococcus CC9902。真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主。真核寄生虫群落中,棘阿米巴属(Acanthamoeba)和带绦虫属(Taenia)丰度较高。病毒群落中,RNA病毒(如Coronaviridae、Retroviridae、Togaviridae)和DNA病毒(如Circoviridae、Orthoherpesviridae)均被检出。
- 2.
多样性特征:不同样本类型(血液、粪便、拭子)的微生物群落组成和多样性存在显著差异。粪便样本的细菌、真菌和寄生虫群落多样性最高。PCoA分析显示,三种样本类型的微生物群落存在明显的聚类分离。
- 3.
病原体检测:研究检测到多种对公共卫生具有重要意义的病原体。细菌方面包括粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、牛莫拉菌(Moraxella bovis)和支原体属(Mycoplasma spp.)。真菌方面包括念珠菌属(Clavispora lusitaniae)和马拉色菌属(Malassezia)。寄生虫方面,棘阿米巴属(Acanthamoeba spp.)、布氏锥虫(Trypanosoma cruzi)和羊带绦虫(Taenia ovis)被检出。病毒方面,蝙蝠圆环病毒(Bat circovirus)、α-冠状病毒(Alphacoronavirus)和逆转录病毒(Retroviridae)等被鉴定。
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微生物互作网络:相关性分析揭示了不同病原体之间存在潜在的正向或负向关联。例如,在粪便样本中,β冠状病毒(Betacoronavirus)、β逆转录病毒(Betaretrovirus)和圆环病毒(Circovirus)与带绦虫属(Taenia)呈正相关,而粪肠球菌(Enterococcus)与棘阿米巴属(Acanthamoeba)呈负相关。
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摄食来源分析:基于粪便和口腔拭子中脊椎动物DNA的分析表明,吸血蝠主要摄食家畜,包括牛科(Bovidae)、马科(Equidae)和猪科(Suidae)动物。
讨论与结论
吸血蝠独特的吸血食性及其演化出的生理和免疫适应(如对微生物的耐受性),使其能够携带并维持一个多样化的微生物群落,其中包含大量机会性或致病性微生物。研究发现,不同身体部位的微生物群落具有功能特异性,例如肠道微生物可能参与血液成分的消化与解毒。吸血蝠摄食家畜的行为,构成了病原体在蝙蝠与家畜之间传播的潜在桥梁,增加了人畜共患病溢出事件的风险。研究检测到的多种病原体在同一宿主中共存,并存在复杂的相关性网络,提示了微生物间可能存在生态互作(如竞争或协同),这可能影响病原体的传播动力学和毒力演化。这项研究整合了微生物群落分析和宿主行为数据,为理解吸血蝠作为人畜共患病“功能特化储存库”的角色,以及制定针对性的监测和缓解策略提供了新的生态学见解。