《International Journal for Parasitology》:Experimental infection of immunosuppressed mice demonstrates freeze tolerance of
Trichinella chanchalensis
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本研究针对新近发现的旋毛虫物种T. chanchalensis(T13),为探究其生物学特性、冷冻耐受性及人畜共患潜力,通过使用二代测序(NGS)筛选高比例感染源,并利用免疫抑制小鼠进行实验感染,成功证实了T13幼虫在零下20°C冷冻长达15个月后仍具感染性。然而,研究也发现T13在小鼠模型中建立和繁殖的能力较差,其冷冻耐受性可能低于T. nativa和TrichinellaT6。该成果对理解北部地区旋毛虫的生态适应、进化压力及以野生动物为食的社区食品安全具有重要意义。
在遥远的北美北部荒原,生活着一种名为狼獾的顶级捕食者。科学家们从这些强悍动物的肌肉中,发现了一种神秘的寄生虫新成员——Trichinella chanchalensis(T13)。作为旋毛虫属的最新成员,T13自被发现以来,就一直笼罩在一层神秘的面纱之下。与它的“表亲”们,例如在北极地区赫赫有名的耐寒能手T. nativa和TrichinellaT6相比,人们对T13的“脾气秉性”几乎一无所知:它能否在严寒中生存?它是否能感染并成功在其他动物体内“安家落户”?它对我们人类是否存在潜在的威胁?这些疑问,构成了食品安全和公共卫生领域亟待解答的新课题。尤其对于那些依赖野味肉类的北方社区而言,了解这些“肉中隐患”的特性至关重要。为了揭开T13的神秘面纱,一项探索性的研究在萨斯喀彻温大学的实验室里展开了。相关成果发表在《International Journal for Parasitology》上。
研究人员开展此项研究,主要运用了几个关键技术方法。首先,他们利用二代测序技术,对从育空地区狼獾冷冻肌肉组织中回收的旋毛虫幼虫进行基因分型,精准筛选出T13高比例感染的样本作为实验接种物来源。其次,研究采用了标准的小鼠动物模型,包括CD-1和BALB/c两个品系,并将部分小鼠用环磷酰胺进行免疫抑制处理,以评估不同宿主状态下T13的感染能力。实验通过口腔灌胃法对小鼠进行感染,接种物为从冷冻组织(-20°C下储存长达15个月)中消化回收的幼虫。最后,利用双分液漏斗人工消化法从小鼠胴体中回收幼虫,并再次运用二代测序对回收的幼虫进行种类鉴定,以追踪不同旋毛虫类群在传代过程中的动态变化。
研究结果 部分通过系列实验,逐步揭示了T. chanchalensis的生物学特性:
3.1. Experiment 1 结果显示,在初次实验中,10只感染了混合有T13幼虫(及少量T6幼虫)的CD-1小鼠,其幼虫回收率和建立感染的情况均不理想。在感染后42天、77天和94天分批处死的小鼠中,仅少数个体回收到极少量的幼虫,且所有回收的幼虫经鉴定均为T2/T6(即T. nativa和T6)共感染,未检测到T13。这表明在免疫健全的小鼠中,T13难以成功建立感染。
3.2. Experiment 2 为进一步探索,研究人员引入了BALB/c小鼠并设置了阳性对照(野生来源的T2/T6和实验室T6菌株)与阴性对照。在10只接种了含有T13混合感染物的实验小鼠中,仅有一只BALB/c小鼠回收到2条T13幼虫,其余九只小鼠均未回收到任何幼虫。而所有阳性对照均成功感染。这再次证实了T13在标准小鼠模型中极低的感染成功率。
3.3. Experiment 3 考虑到野生旋毛虫在啮齿动物体内繁殖能力指数较低,研究团队对CD-1和BALB/c小鼠进行了免疫抑制处理。结果显示,免疫抑制在一定程度上提高了T13的感染表现。在11只接种了T13的免疫抑制小鼠中,回收的幼虫数量范围为2至913条,并且鉴定出了T2/T6/T13混合感染以及纯T13感染。这表明免疫抑制改善了T13在小鼠体内的生存环境,但其感染水平依然不稳定,且个体差异大。
3.4. Experiment 4: Sequential repassaging of T13 in immunosuppressed CD-1 and BALB/c mice 为了评估T13能否在小鼠体内连续传代并增殖,研究人员将实验3中回收的幼虫立即再次接种到新的免疫抑制小鼠体内。然而,在连续三轮的再传代过程中,T13的回收情况极不乐观。特别是在第二轮传代中,从一个纯T13来源接种的BALB/c小鼠体内仅回收到2条T13幼虫。后续传代中,回收的幼虫主要由T2/T6主导,T13几乎无法维持。这表明即便在免疫抑制宿主中,T13也难以像T. nativa和T6那样在小鼠体内稳定地建立和扩增。
研究结论与讨论 部分对以上发现进行了综合阐述。本研究首次通过实验证实,从冷冻长达15个月的野生动物肌肉中分离出的T. chanchalensis(T13)幼虫仍然具有感染性,这明确了其作为一种冷冻耐受性寄生虫的地位。然而,与同为耐寒物种的T. nativa和TrichinellaT6相比,T13在实验室小鼠(无论是免疫健全还是免疫抑制状态)中的感染适应性和繁殖能力都显著偏低。即使在免疫抑制处理后,T13也无法通过连续传代在小鼠体内维持稳定的种群。这一系列结果强烈暗示,T13对实验室小鼠的适应性较差,和/或其冷冻耐受性可能低于T. nativa和T6。
研究人员在讨论中指出,获取纯的T13感染源非常困难,因为它在自然界中几乎总是与T. nativa和/或T6形成共感染。本研究创新性地应用二代测序技术,实现了对混合感染中低丰度类群的高灵敏度检测和动态监测,这是传统多重PCR方法难以做到的。关于幼虫活力的评估,研究观察到一个有趣的现象:接种前表现为不活动的幼虫仍能成功建立感染,而部分有活动力的幼虫却未能成功。因此,仅凭幼虫的活动性来判断其感染活力并不可靠,生物测定法(即动物感染实验)仍是评估幼虫存活率的“金标准”。
该研究的意义深远。首先,它证实了T13的冷冻耐受性,这对于评估以野生动物为食的北方社区的食品安全风险至关重要,因为家庭冷冻可能无法灭活该寄生虫。其次,研究发现T13难以在小鼠模型中建立稳定感染,这提示我们需要寻找更合适的动物模型(如鹿鼠或雪貂)来推进对该寄生虫的生物学、致病性和人畜共患潜力的深入研究。最后,研究揭示了北部地区不同旋毛虫类群在冷冻耐受性和宿主适应性上可能存在差异,这反映了它们为适应极地环境而经历的不同的生态与进化压力。总之,这项研究为理解这种新发现的旋毛虫的生物学特性奠定了重要基础,并指明了未来研究的方向与挑战。