何廷美 ,陳善瑜,施小剛,柴宜均,陳禮穎,許佳雪,程躍鴻,彭廣能*
(1.四川臥龍國家級自然保護(hù)區(qū)管理局,四川汶川 623006;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,四川成都 611130)
四川臥龍自然保護(hù)區(qū)是國家級第三大自然保護(hù)區(qū),珍稀動植物繁多,享有“熊貓之鄉(xiāng)”“寶貴的生物基因庫”“天然動植物園”等美名。保護(hù)區(qū)內(nèi)國家一級重點(diǎn)保護(hù)野生動物有15種,二級重點(diǎn)保護(hù)野生動物有53 種[1]。越來越多的研究顯示寄生蟲病是危害野生動物的主要疾病之一[2],某些人獸共患的寄生蟲病還會給人類健康帶來威脅。動物腸道內(nèi)常見的寄生蟲主要有絳蟲、吸蟲、線蟲和原蟲,以及一些蟲體微小的原蟲,如芽囊原蟲(Blastocystis sp.)。近期有研究發(fā)現(xiàn),珍稀野生動物在感染芽囊原蟲過程中具有人畜共患的風(fēng)險[2]。本研究調(diào)查了四川臥龍自然保護(hù)區(qū)內(nèi)包括野生大熊貓、小熊貓、豹貓?jiān)趦?nèi)的12 種珍稀野生動物腸道寄生蟲的感染情況,旨在豐富保護(hù)區(qū)野生動物腸道寄生蟲感染的本底資料,同時做好潛在人獸共患病的風(fēng)險評估。
大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)、小熊貓(Ailurus fulgens)、豹貓(Prionailurus bengalensis)、羚牛(Budorcas taxicolor)、豬獾(Arctonyx collaris)、藏酋猴(Macaca thibetana)、林麝(Moschus berezovskii)、豪豬(Hystrix hodgsoni)、中華鬣羚(Capricornissumatraensis)、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、中華斑羚(Naemorhedus griseus)、水鹿(Rusa unicolor)12種野生動物。
2020 年4 月~5 月,四川臥龍自然保護(hù)區(qū)巡山工作人員在保護(hù)區(qū)內(nèi)不同地理位置和海拔使用一次性自封袋采集動物糞便(糞便排出體外的時間控制在3 d以內(nèi)),體型較大的大動物采集50~100 g 糞便,小動物采集10~20 g 糞便,編號記錄動物種類、采集地區(qū)、采集時間,低溫保存送四川農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室檢查。
3.1 主要溶液及配制方法
3.1.1 飽和食鹽水 用電子秤稱取500g NaCl置于320 mL蒸餾水中,然后緩慢加熱使其完全溶解,冷卻后裝于500mL容量瓶中,4℃冰箱儲存待用。
3.1.2 2.5%重鉻酸鉀溶液 先稱取2.5 g K2Cr2O7,然后將其溶解于100 mL ddH2O 中,常溫密閉保存。
3.1.3 1%瓊脂糖凝膠 天平稱取瓊脂糖粉1.2 g,溶解于120 mL 1倍TBE溶液中,微波爐高火加熱至沸騰后,小火加熱至澄清,取出冷卻至不燙手,滴加GoldView染液10 μL,用玻棒攪拌,并倒入制膠板中,冷卻凝固后置于電泳槽中備用。
3.2 蟲卵檢查方法
3.2.1 飽和鹽水漂浮法 取被檢糞便10 g 左右,放入100 mL燒杯內(nèi),加飽和鹽水至40 mL,將糞便攪碎、充分混勻,經(jīng)分樣篩過濾,將濾液倒入2 mL離心管中,使液面凸出瓶口呈半球形,靜置30min,用載玻片剛好觸碰到液面(以蘸取漂浮在液面上的蟲卵),然后蓋上蓋玻片,置顯微鏡下檢查。
3.2.2 沉淀法 取備檢糞便10 g 左右,放入燒杯內(nèi),加入清水至40 mL,將糞便攪碎、充分混勻,經(jīng)分樣篩過濾,將濾液倒入燒杯中,靜置30 min,倒去上清液,如此反復(fù)操作3~4 次,最后棄上層液體取沉淀物涂布于載玻片上,蓋上蓋玻片,置顯微鏡下檢查。
3.2.3 蟲卵鑒定 根據(jù)檢出蟲卵、卵囊的顏色、形態(tài)、大小等特征,參考相關(guān)專業(yè)書籍、文獻(xiàn)進(jìn)行分類、鑒定[3-5]。
3.3 糞便基因組DNA 的提取 每份糞便取200~300 mg置于2 mL離心管中,加入蒸餾水,混勻,12 000 r/min離心1 min,棄上清,重復(fù)上述步驟直至清洗干凈表面的重鉻酸鉀得到清亮透明的液體。隨后按照E.Z.N.A.?Stool DNA Kit糞便全基因組提取試劑盒(Omega Biotek Inc D4015-01,USA)說明書的操作步驟提取DNA,操作完成后將DNA放于-20 ℃冰箱中待檢。
3.4 PCR 擴(kuò)增及測序 基于芽囊原蟲SSU rRNA基因位點(diǎn)對所提取的DNA 樣品進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。根據(jù)文獻(xiàn)[6]給出的引物和NCBI中的基因序列來設(shè)置引物、反應(yīng)條件與反應(yīng)體系。
3.4.1 引物 所需合成的引物序列及產(chǎn)物DNA片段大小見表1。
表1 芽囊原蟲PCR引物
3.4.2 反應(yīng)體系 PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系為25 μL,見表2。
表2 PCR反應(yīng)體系
PCR 擴(kuò)增反應(yīng)條件:94 ℃預(yù)變性5 min;93 ℃變性1 min,59 ℃退火1 min,72 ℃延伸1 min,循環(huán)30 次;72 ℃再延伸3 min;10 ℃永久保存。PCR 產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測后由上海生工生物技術(shù)有限公司進(jìn)行單向測序。
3.5 SSU rRNA序列分析及種系發(fā)育分析 測序后的序列在NCBI 的Blast 上進(jìn)行相似性比對,將所獲得的序列與GenBank 上同源性最高的序列進(jìn)行比較,確定序列是否是芽囊原蟲的基因組,分析序列差異確定亞型。利用Mega7.0 軟件,選擇鄰接法(Neighbor-joining,NJ 法)中的Kimura-2-parameter模型,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。進(jìn)化樹的可靠性用Bootstrap分析進(jìn)行檢測,進(jìn)行1000個重復(fù)。
4.1 野生動物腸道寄生蟲感染率 75 份糞便樣品經(jīng)飽和食鹽水漂浮法、沉淀法和分子生物學(xué)方法檢測,結(jié)果有36份糞便樣品的寄生蟲檢測呈陽性,總感染率為48.0%。感染的寄生蟲有線蟲、絳蟲、芽囊原蟲、吸蟲、螨蟲、球蟲、滴蟲。其中陽性率最高的是線蟲30.7%(23/75),其次是絳蟲13.3%(10/75)、芽囊原蟲12.0%(9/75)、吸蟲8.0%(6/75)、螨蟲4.0%(3/75)、球蟲1.3%(1/75)、滴蟲1.3%(1/75)。單純感染占總感染數(shù)的44.4%(16/36)。12 種野生動物中除了豪豬、豬獾外其余10種動物都不同程度地感染了寄生蟲,水鹿、毛冠鹿、豹貓感染較為嚴(yán)重。各種動物腸道寄生蟲感染率和寄生蟲種類見表3。
表3 臥龍自然保護(hù)區(qū)野生動物寄生蟲感染情況
4.2 糞便中芽囊原蟲SSU rRNA 基因的PCR擴(kuò)增結(jié)果 75 份野生動物糞便樣品中,擴(kuò)增出9份約為600 bp 的陽性樣品,測序結(jié)果顯示這9 份樣品均是芽囊原蟲陽性樣品,總感染率為12.0%(9/75),陽性樣品分別來源于3 份水鹿、3 份中華斑羚、1份毛冠鹿、1份中華鬣羚和1份林麝,表明這些野生動物都感染了芽囊原蟲。
4.3 芽囊原蟲SSU rRNA 的序列分析及亞型分布 測序成功的序列在Blast上進(jìn)行相似性比對,結(jié)果顯示有9 個芽囊原蟲陽性樣品,9 個陽性樣品被歸為5 個不同的序列,上傳至NCBI 數(shù)據(jù)庫,獲得的登錄號為MT764942~MT764946。
基于SSU rRNA基因序列構(gòu)建的進(jìn)化樹(圖1)顯示,本次獲得的9 個芽囊原蟲陽性分離株處于5個不同的分支,這與上述歸類結(jié)果一致。3份水鹿芽囊原蟲樣品中,1 份屬于ST5 亞型,2 份為ST14。其他芽囊原蟲樣品中,中華斑羚3 份陽性樣品分別屬于ST1、ST5、ST13 亞型,毛冠鹿源為ST13亞型,中華鬣羚源為ST14亞型,林麝源是芽囊原蟲屬。
圖1 基于SSU rRNA基因片段的芽囊原蟲亞型NJ系統(tǒng)分析
本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),四川臥龍自然保護(hù)區(qū)野生動物的腸道寄生蟲感染率為48.0%,感染率低于福建地區(qū)的圈養(yǎng)野生動物(60.0%,24/70)[2],唐山市野生動物園(55.6%,40/72)[7],貴州某動物園野生動物(52.0%,13/25)[1],高于之前徐賢東報道的某動物園野生動物(43.2%,216/500)[8]。這可能是由于圈養(yǎng)野生動物比野外野生動物密度大、飼養(yǎng)環(huán)境差導(dǎo)致的,也可能是動物園長期使用同一種驅(qū)蟲藥使寄生蟲產(chǎn)生了耐藥性所致,不同的地理位置、海拔、氣候也是影響寄生蟲感染率的一個重要因素。寄生蟲病是危害野外野生動物的主要疾病之一,故應(yīng)定期監(jiān)測和評估野生動物寄生蟲感染情況,制定相關(guān)防控方案。
據(jù)筆者所知,本次是我國第一個關(guān)于水鹿和毛冠鹿感染芽囊原蟲的報道。這些亞型中,ST1、ST5 為人獸共患亞型,其中ST1 在非人類靈長類中感染最多,ST14為動物特異性亞型。芽囊原蟲是世界范圍內(nèi)感染人和動物最常見的腸道寄生蟲之一[9]。芽囊原蟲通常通過囊泡污染的水和食物經(jīng)糞口途徑傳播,這是傳播的主要方式[10]。先前的研究表明,芽囊原蟲與腸應(yīng)激綜合征(IBS)和炎癥性腸?。↖BD)有關(guān)[11]。然而,沒有研究能夠證實(shí)囊胚是IBS或IBD的唯一病因[12-13]。在本研究中,芽囊原蟲的患病率為12%,與最近對馴鹿(6.7%)、豬(8.8%)、牛(9.5%)、家雞(13.0%)、丹頂鶴(14.0%)的研究結(jié)果相似[14-15],可見芽囊原蟲的感染與否與是否是野生動物不存在顯著的相關(guān)性。
本調(diào)查結(jié)果顯示,保護(hù)區(qū)內(nèi)的野生動物感染腸道寄生蟲較為普遍,其中線蟲和絳蟲感染最常見,這可能是因?yàn)樵摷纳x生活史簡單、易反復(fù)感染導(dǎo)致的。保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動物繁多,分布廣泛,全部進(jìn)行免疫驅(qū)蟲較難實(shí)現(xiàn),但可以對野生動物進(jìn)行定期的寄生蟲抽查,將感染率控制在安全紅線以下,特別是人畜共患寄生蟲更應(yīng)該進(jìn)行密切監(jiān)測。對于保護(hù)區(qū)內(nèi)病死或老死的動物尸體,應(yīng)妥善處理、查清病因,以免發(fā)生疫病傳播。
致謝:感謝四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室給予的支持和幫助以及陳福浩、樊佳琦、羅靜怡在樣本處理及鏡檢過程中所做出的貢獻(xiàn)!