《Journal of Equine Veterinary Science》：Influence of Housing and Fecal Egg Count on Cytokine Profiles (IL-4 and IL-13) in Equines
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G. Yalavarthi|H. Sabbinen|P. Kosuri|M. Amalaradjou|K. Govoni|J. Nadeau康涅狄格大学动物科学系，美国康涅狄格州斯托尔斯市 06269摘要背景Strongyles是一种寄生性线虫，主要通过接触受感染的土壤在马匹中引
G. Yalavarthi|H. Sabbinen|P. Kosuri|M. Amalaradjou|K. Govoni|J. Nadeau
康涅狄格大学动物科学系，美国康涅狄格州斯托尔斯市 06269
摘要
背景
Strongyles是一种寄生性线虫，主要通过接触受感染的土壤在马匹中引起严重的胃肠道感染。全球范围内，强直性蠕虫病影响了近90%的马匹群体。
目的/目标
本研究旨在确定粪便虫卵计数（FEC）与饲养类型是否与白细胞介素IL-4和IL-13的水平有关。
方法
将25匹马根据饲养条件分为两组：放养组（全天24小时在牧场饲养；PS组，N=13）和半集约化组（夜间放养在马厩中；SI组，N=12）。在每组内，根据FEC水平进一步将马匹分为高FEC组和低FEC组。使用McMaster方法进行FEC检测。通过ELISA方法检测血浆样本中的ILs水平。数据通过双因素方差分析（two-way ANOVA）来评估饲养类型和FEC的影响。
结果
与低FEC组的马匹相比，高FEC组的马匹IL-4和IL-13水平升高（P < 0.05；95%置信区间：60.39–115.3 pg/mL和505.3–808.9 pg/mL）。在不同饲养类型之间，PS组马的IL-4水平升高（P < 0.05；95%置信区间：-94.01至-12.43 pg/mL），而SI组马的IL-13水平升高（P < 0.05；95%置信区间：39.67–617.0 pg/mL）。饲养类型和FEC之间没有交互作用（P > 0.05；95%置信区间：-592.0-401.7 pg/mL和-69.03-49.33 pg/mL）。
结论
高FEC组的马匹IL-4和IL-13浓度升高；PS组饲养方式增加了IL-4的水平，而SI组饲养方式增加了IL-13的水平。饲养类型和FEC之间没有交互作用。
引言
线虫门（Nematoda）包含多种寄生虫[1]。马强直性蠕虫具有直接的生活周期[2,3]。粪便中的虫卵孵化为第一期幼虫（L1），然后蜕变为第二期幼虫（L2），并成为具有感染性的第三期幼虫（L3），迁移到小肠并成熟[4,5]。全球范围内关于强直性蠕虫病的报告表明，这种疾病影响了近90%的马匹群体[2]。几乎所有马匹都至少感染了一种小型强直性蠕虫[6]，它是马匹最重要的肠道寄生虫之一[7]。小型强直性蠕虫比大型强直性蠕虫更为普遍，但我们仅通过显微镜无法区分它们，因此只能确定FEC中的虫卵属于强直性蠕虫类型，这些感染在58.5%的马匹胃肠道线虫中被发现[8]。强直性蠕虫会降低受感染动物的免疫力，并增加其对其他疾病的易感性[9]。
在马匹中，IL-4和IL-13是参与针对胃肠道蠕虫（包括强直性蠕虫）免疫反应的核心Th2细胞因子。这些细胞因子驱动IgE介导的免疫反应、黏膜屏障功能以及巨噬细胞的活化，从而有助于控制寄生虫并调节免疫系统。因此，循环中的IL-4和IL-13水平可作为与寄生虫负担和环境管理相关的Th2极化指标[10,11]。传统上，FEC是诊断强直性蠕虫感染的标准方法；然而，这种方法无法显示Th1/Th2平衡的变化[12]。由于缺乏明显的病理或血液学特征，仅通过FEC诊断这些感染较为复杂[13]。强直性蠕虫会调节Th2细胞因子（IL-4和IL-13），引发炎症，激活肠道嗜酸性粒细胞和肥大细胞，并导致抗体类别转换（IgM、IgE、IgG）。尽管有这些反应，线虫仍可能在宿主体内长期存在[14]。在马匹健康研究中，了解FEC与细胞因子谱之间的关系至关重要[15]，以改进马强直性蠕虫感染的管理和治疗策略[16]。FEC可以量化感染负荷，当与IL-4和IL-13反应结合时，可以反映免疫系统对寄生虫的有效性[12]。
最近的研究表明，马匹体内的细胞因子水平，尤其是Th2细胞因子（IL-4和IL-13），与动物控制寄生虫负担的能力有关[12]。尽管有强烈的Th2反应，寄生虫仍能持续存在，这表明它们可能逃避或调节宿主的免疫系统[17]。FEC仅反映寄生虫的输出量，而不反映免疫状态。通过将FEC与细胞因子谱结合，可以更深入地了解宿主-寄生虫相互作用，因为寄生虫负荷可以改变马匹体内的IL-4和IL-13表达[11,18,19]。饲养环境对马匹非常重要[20]，但其对细胞因子反应的影响尚未得到充分研究。解决这一空白有助于揭示饲养环境如何影响马匹的免疫力，从而根据寄生虫负荷和环境制定个性化的治疗方案。
在这项研究中，我们旨在确定不同类型的饲养环境和FEC如何影响IL-4和IL-13细胞因子。我们假设高FEC组的动物比低FEC组的动物表现出更高的细胞因子水平。此外，我们还假设持续在牧场饲养的马匹的细胞因子水平会高于在半集约化环境中饲养的马匹。
章节片段
伦理批准
所有采样和处理程序均得到了康涅狄格大学机构动物护理和使用委员会（A23-007 3/16/2022-3/15/2025）的批准。
马匹和样本收集
本研究使用了25匹马（平均年龄6.1 ± 5.39岁）来研究饲养环境和FEC对IL-4和IL-13的影响。这些马匹健康状况良好，在样本收集前6个月内没有饮食、放养方式、运输方式、健康状况的变化，也没有接受过任何药物治疗。
结果
分析结果显示，高FEC组的马匹的EPG显著高于低FEC组（Welch’s t检验，t = 4.717，df = 13.83，P < 0.001）。低FEC组的平均FEC为每克164.1 ± 83.3个虫卵（中位数：150；范围：50–290），而高FEC组的平均FEC为每克728.2 ± 307.6个虫卵（中位数：710；范围：320–1,200）。两组之间的平均差异为每克564.0 ± 119.6个虫卵，95%置信区间为307.3至820.7。
讨论
PS组马的IL-4细胞因子浓度高于SI组马。SI组马的IL-13浓度显著升高。本研究还发现，马匹的高FEC可能与PS组和SI组马中循环的IL-4和IL-13水平升高有关。这一发现可能表明Th2免疫途径在应对胃肠道线虫感染时被强烈激活[11,18,19]。
先前的文献发现，饲养类型可以
结论
我们发现，高粪便虫卵计数的马匹的循环IL-4和IL-13细胞因子水平始终高于低粪便虫卵计数的马匹。环境管理也可能显著影响免疫力：SI组马的IL-13浓度较高，而PS组马的IL-4浓度更为明显。无论FEC状态如何，都观察到了这些效应，这突显了饲养类型和寄生虫负担的独立和叠加作用。
Gopi Yalavarthi：方法论、调查、数据整理、正式分析、概念化、初稿撰写、可视化。Haswitha Sabbineni：数据整理。Praveen Kosuri：数据整理。Jenifer Nadeau：项目管理、资源协调、监督、审稿与编辑、概念化、资金获取。Mary Anne Amalaradjou：审稿与编辑、监督。Kristen Govoni：审稿与编辑、监督。
CRediT作者贡献声明
G. Yalavarthi：初稿撰写、可视化、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念化。H. Sabbinen：数据整理。P. Kosuri：数据整理。M. Amalaradjou：审稿与编辑、监督。K. Govoni：审稿与编辑、监督。J. Nadeau：审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、资金获取、概念化。
利益冲突声明
所有作者均没有可能不恰当地影响或偏倚论文内容的财务或个人关系。
致谢
作者感谢康涅狄格大学马厩的工作人员和管理人员Lisa Nulton及Kimberly Syme对研究过程中马匹的照料，以及Sharon Aborn在IACUC协议方面的协助。本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。初步结果在2025年Fort Collins举行的马科学学会研讨会上以摘要形式进行了展示。
