编辑推荐：
本文深入探讨了野生动物中宿主相关微生物组在调控寄生虫感染、塑造宿主-寄生虫互作生态与进化中的核心作用。作者系统梳理了从竞争（如资源争夺、干扰拮抗）到促进（如代谢协同）的微生物组-寄生虫相互作用谱系及其对寄生虫毒力与传播的潜在演化影响。在气候变化等多重环境压力下，理解这种相互作用对预测与缓解野生种群传染病、乃至防范人畜共患病溢出至关重要。
在自然界的野生动物中，寄生虫无处不在，它们通过降低宿主的生长、存活和繁殖能力来造成危害。然而，宿主体内并非孤军奋战，它们携带着一个复杂的微生物群落，即微生物组。这篇综述的核心论点在于，宿主的微生物组是调节寄生虫感染动态、并进而影响寄生虫生态与进化轨迹的关键力量。微生物组与入侵寄生虫之间的相互作用谱系广泛，从竞争到促进，深刻地影响着疾病的结局。
微生物组-寄生虫相互作用的演化后果
宿主的微生物组与多种宿主特征相关，并与宿主和入侵寄生虫相互作用。这些相互作用可能产生两种广泛的结果。一种是互惠保护，即微生物组与宿主生物学紧密协同，通过调节免疫力和与入侵者竞争来最小化疾病的负面影响。另一种则是负面后果，当感染导致宿主与微生物组结果解耦，或寄生虫颠覆微生物组的防御时便会出现。寄生虫可能利用微生物组介导的宿主环境变化，或破坏常驻微生物来促进自身的毒力。正如微生物组可以增强宿主免疫力一样，作为“主动入侵者”的寄生虫，也可能通过触发它们比常驻微生物组更能承受的免疫反应来获得竞争优势。
微生物组介导的防御不可避免地会驱动寄生虫进化，并可能选择出能够进一步增加寄生虫在宿主内及宿主间利用的特性。寄生虫的适应性通常受到毒力（以宿主为代价进行宿主利用和复制）与传播（在宿主间传播的能力）之间微妙平衡的影响。宿主生态学和免疫力是公认的驱动寄生虫毒力和传播的因素，但微生物组在塑造野生系统中寄生虫进化中的作用却远未被充分理解。
微生物组-寄生虫相互作用跨越拮抗-协同连续谱
宿主内常驻微生物组与入侵寄生虫之间的相互作用跨越了从拮抗到协同的谱系。这些相互作用可以通过微生物组-寄生虫竞争来防止或减轻疾病，从而为宿主带来益处；然而，寄生虫也可以规避或利用微生物防御，导致负面结果。宿主的微生物组可以驱动毒力增加或降低的演化。最终结果高度依赖于具体情境。
表象竞争
微生物组与寄生虫相互作用的方式之一是通过表象竞争（或免疫力介导的竞争/交叉免疫）。这是由于微生物群影响宿主发育和免疫力，进而调节感染。这种影响可以是长期的，发生在寄生虫试图入侵之前很久；也可以通过宿主免疫调节即时发生。在动物类群中，微生物活动对于宿主免疫系统的正常发育和激活似乎至关重要。例如，将野生小鼠的微生物组重新引入怀孕的实验室小鼠，在其后代中建立了类似野生的微生物组群落，并通过调节炎症信号传导，提高了对抗病毒感染的存活率。同样，与用自然池塘水微生物组饲养的个体相比，在实验性降低微生物组多样性的条件下饲养的青蛙蝌蚪，在成年后遭受的寄生虫负荷更大。在昆虫中，某些微生物组物种和群落可以通过对未来的寄生虫感染进行免疫系统“启动”来增强免疫力。
持续增加宿主抵抗力同时仍允许寄生虫定植的微生物相互作用，可能会选择出毒力更强的寄生虫，这种动态类似于宿主免疫启动所施加的选择压力。
剥削性竞争
宿主微生物组也可以通过剥削性竞争来增强宿主防御，有效地限制寄生虫可获得的营养资源。使用人类肠道微生物组的实验室测试表明，微生物通过争夺共享的代谢物来赋予对寄生虫感染的定植抗性。微生物组群落与入侵者之间代谢重叠的增加会赋予更强的抵抗力，这得益于关键微生物的存在和/或代谢多样化的微生物组群落。同样，将粪便移植到无菌熊蜂，以模拟野生种群的微生物组，可减少其锥虫类肠道寄生虫的负荷。作者认为潜在机制可能是对营养或空间的竞争，或直接拮抗。
对有限宿主资源的竞争可能会选择出复制更快、因此毒力更强的寄生虫品系。实验室研究表明，毒力更强的品系可能更有能力与微生物组竞争获取营养。此外，在某些微生物组中进化出的寄生虫可能更具毒力，因为寄生虫的生长（即宿主剥削）加速了。然而，毒力的增加可能会对传播带来进化代价，如果由此导致的宿主剥削降低了宿主存活率并缩短了传播窗口期的话。在野生系统中，这些动态可能有助于解释观察到的、暴露于不同微生物组组成或资源环境的种群间寄生虫毒力的变异。
干扰竞争与直接拮抗
微生物组可以通过干扰竞争（一种称为拮抗性化感作用或微生物战争的过程）与寄生虫交战，即通过产生毒素和抗菌物质。这种防御机制在广泛的宿主中都有记载。例如，从野生两栖动物皮肤分离的微生物在体外和体内都能抑制壶菌（一种致命的真菌寄生虫）的生长。同样，从野生和圈养鸟类尾脂腺分离的细菌在实验室培养测试中能减少微生物寄生虫的生长。户外蜜蜂或蚊子的细菌分离株也能保护其宿主免受感染。与患病种群相比，未患结核病的野猪微生物组中含有更丰富的“益生菌”物种，实验室测试表明这些微生物组物种介导了防御性抗菌物质的产生和免疫刺激。
微生物组与寄生虫之间的干扰竞争可能会选择出能够抵抗微生物组产生的毒素，或进化出基于毒素的策略直接杀死并克服其微生物对手的寄生虫，后者已有理论预测。据推测，抵抗力对寄生虫来说是有代价的；如果假定复制（通常与毒力成正比）和对毒素的抵抗力之间存在权衡，我们可能会预期毒力降低。
寄生虫反制与微生物组促进作用
虽然微生物组在宿主防御中起着关键作用，但寄生虫也进化出了复杂的方法来抵消这些保护作用。在某些情况下，甚至直接利用微生物组为自己谋利。
寄生虫反制
入侵的寄生虫必须首先克服上述与常驻微生物组的竞争。它们可以通过改变自身的代谢需求，或破坏常驻微生物组以促进毒性感染来规避竞争。实验室证据表明，微生物寄生虫可以选择性地激活生物合成途径（例如氨基酸合成），以最小化与常驻微生物的营养生态位竞争。理论提出，一些寄生虫可能适应于引发并承受严重的免疫反应，以清除微生物组中的常驻竞争者。寄生虫将如何与其微生物竞争者共同进化，很大程度上取决于它们与谁共同进化（例如，其微生物竞争者的营养生态位和产毒素能力）。这些相互作用强调了在预测野生宿主间寄生虫进化时，考虑宿主相关微生物组变异性的必要性。
微生物组促进作用
微生物组赋予的保护作用可能导致寄生虫传播的意外促进。例如，共生微生物可以增强宿主适应性（例如存活）和宿主更替（例如繁殖），或增加抗逆性，从而可能为寄生虫生长和繁殖创造更有利的环境。所有这些都会增加可感染易感宿主的数量，从而促进寄生虫传播。对于某些寄生虫，在更有利的宿主环境中生长可能有助于它们更好地存活于宿主间环境，并可能感染下一个宿主。
微生物组可以通过代谢促进直接使寄生虫受益。微生物组的代谢产物可能为交叉喂养提供机会，并为入侵寄生虫创造生态位。补充必需营养素，例如蚊子微生物组提供维生素B，可以增加登革热病毒的载量。寄生虫也可以利用微生物信号：寄生虫可能从微生物组接收营养信号以增加毒力，或依赖微生物组作为关键发育事件的信号。
微生物组可以通过宿主免疫调节增加寄生虫载量。例如，蚊子微生物组可能促进宿主对疟疾疟原虫的耐受性。虽然宿主耐受可以减轻疾病严重程度，但理论预测，赋予耐受性可能允许超致病性寄生虫建立和持续存在。这种效应在具有新发感染、促进次优毒力的新发疾病中可能尤其相关。
微生物存在与寄生虫毒力之间的联系是复杂的。与无菌个体相比，通过在户外饲养使实验室小鼠“再野生化”会导致寄生虫负荷增加。用代表自然群落的微生物组接种实验室线虫会增强毒力，当寄生虫与微生物组共同进化时，这种毒力水平在几代中保持相似。这种毒力增强可能是由于微生物组介导的寄生虫“毒力调节因子”的刺激，或宿主身体状况、免疫和应激反应的改变。微生物组在多大程度上促进寄生虫在野生环境中建立感染仍不清楚。
微生物组可通过改变宿主生态和行为来塑造寄生虫进化
宿主及其微生物组在密切关联中共同进化，微生物组在调节宿主特征的许多方面发挥着核心作用，包括行为和活动能力。宿主特征也塑造其微生物组的这种互惠关系，产生了微生物组成的显著的个体内和个体间变异，这可能塑造野生种群间宿主抵抗力和易感性的异质性。由于这些宿主特征直接影响寄生虫传播的速率和方式，微生物组介导的表型变化可能对寄生虫进化产生重大下游影响。
宿主的移动和社会行为决定了它们与同种个体或环境储库的接触。宿主的觅食行为（即食物选择）也可能使个体暴露于不同的寄生虫环境。宿主微生物组可以通过产生调节神经和激素通路的代谢物直接塑造这些行为，或者通过影响免疫或代谢状态间接塑造。宿主微生物组可以影响其他社会行为，例如配偶选择和同种个体间的间隔距离，这可能有助于限制寄生虫传播。对果蝇和小鼠的研究表明，宿主可以根据源自微生物组的线索检测并避开受感染的个体。这些回避行为降低了感染宿主与易感宿主之间的接触率。相反，寄生虫可以操纵宿主的社会行为。宿主可能为了支持自身功能或寄生虫的发育而改变觅食行为，或者改变社会接触率，要么增加要么减少接触率。寄生虫感染可能破坏微生物组组成以增加传播。例如，棕蝠的皮肤微生物组被伪裸囊菌感染（白鼻综合征的病原体）所扰乱。这种微生物群失调与原本独居、冬眠的蝙蝠社交性增加有关，这种行为改变很可能促进寄生虫传播。
宿主通过觅食、扩散或迁徙进行的任何移动，都会使宿主及其微生物组暴露于新的环境条件。这些条件包括湿度、温度、饮食和当地微生物群落的变化。这种环境变化驱动了微生物组的更替：保护性类群可能丢失或被替换，或者新的微生物群落可能增强对寄生虫的定植抗性。随着时间的推移，这些变化的微生物景观会对寄生虫施加选择压力，有利于诸如免疫逃逸、泛化性或传播可塑性（例如，一些寄生虫能够从垂直传播转变为水平传播）等性状。这些选择力对于迁徙或栖息在生态多样化环境中的宿主尤其适用，因为它们的微生物组会频繁且不可预测地发生变化。
环境变化改变微生物组-寄生虫相互作用
宿主微生物组本质上是动态的，对饮食、温度、宿主年龄或繁殖状态等常规生态变化反应迅速。这种现有的动态可能因人为环境压力而加剧，包括气候变化、污染和栖息地丧失（城市化）。这些大规模压力不仅改变了宿主微生物组，还助长了野生种群中疾病的传播。压力诱导的微生物组改变通常以宿主控制减弱（菌群失调）为特征，并与宿主对寄生虫/疾病的易感性增加或寄生虫传播相关。
在多种系统中，证据表明单一环境压力源对宿主微生物动态的影响。温度可能是影响宿主微生物组的最关键因素。升温诱导的微生物群失调会阻碍宿主生长。在珊瑚中，温度升高导致热白化、微生物组改变以及珊瑚-藻类共生关系的解体，并与疾病暴发增加相关。北美白鹮（一种城市鸟类）由于栖息地利用（城市土地覆盖、栖息地丧失、潜在的温度升高）和饮食（人为食物资源）的变化，肠道微生物多样性减少，微生物组组成改变。微生物多样性较低的鸟类可能对寄生虫的易感性增加。污染，如微塑料，通过减少有益乳酸菌、增加潜在病原微生物，扰乱了微生物组，导致炎症。
野生动物很少只受到单一压力源的影响；相反，多种压力源通常会同时作用于它们及其微生物组。有一些研究探讨了多种压力源如何影响微生物组，但未涉及感染，反之亦然。由于并非所有三个组成部分（宿主、微生物组、寄生虫）都会以相同方式对环境压力源作出反应，因此理清机制非常重要。当多种压力源结合时，它们可能以拮抗、叠加或协同的方式影响微生物组-寄生虫相互作用。随着持续的气候变化，理解多种压力源的综合影响对于预测和缓解野生种群中的传染病至关重要。
