李淑梅,鄧保國,孟志芬,許明錄,荊樹科
人與動物寄生螨攜帶細菌的多樣性研究進展
李淑梅1,鄧保國2,孟志芬1,許明錄1,荊樹科1
人和動物體表寄生的螨體內攜帶有大量的細菌,這些細菌有共生菌,也有病原菌,螨可作為傳播病原菌的重要媒介傳播。本文收集了184篇相關文獻,統計分析出共有94種螨,攜帶有105種細菌,這些細菌歸屬于9個門22個目40個科55個屬。其中致病菌屬有17個,條件致病菌屬有20個。本文綜述了寄生螨體內攜帶細菌多樣性,可為進一步研究螨及體內細菌的關系提供參考。
螨;菌群;多樣性;傳播媒介
螨是自然界中分布廣泛的一類小型節肢動物,在分類學上屬于節肢動物門蛛形綱蜱螨亞綱。其種類繁多,據估計全球約有50萬種螨類,目前記載的螨類約有48 200種[1]。大部分種類的螨在自然界自由生活,一部分寄生在人和動物體上,通過采食、叮咬、機械刺激等途徑引起宿主發病。同時螨還可攜帶某些病原,是一些人獸共患病病原的重要傳播媒介[2]。
近年來,關于各種生物體內的微生物組學和微生態平衡研究成為熱點,而有關節肢動物體內微生物研究的相關文獻也大幅增加,但主要集中在雙翅目、半翅目等昆蟲領域[3]。與其它節肢動物相比,有關螨類體內微生物的研究較少。為進一步了解螨體內攜帶細菌的多樣性,探討這些細菌在對人和動物致病中發揮的作用。我們在國內外4個主要數據庫(PubMed、Web of Knowledge、中國知網和萬方數據知識服務平臺)中,以螨目(即中氣門目、疥螨目和癢螨目)、一些常見螨(革螨、疥螨、癢螨、恙螨等)或這些螨的學名(皮刺螨屬、纖恙螨屬、肉食螨屬等)和細菌(或菌群)作為關鍵詞檢索相關文獻,共檢索到184篇有效文獻,統計分析螨攜帶細菌的多樣性。本文對此作一綜述,為廣大學者以后開展這方面的研究提供參考,本文螨體內攜帶細菌為廣義細菌,包括支原體、衣原體、立克次體和螺旋體。
從文獻統計發現,在研究方法上,1993年以前的文獻均采用的是傳統分離培養的方法,即在無菌的條件下將螨破碎,采用增菌培養基和選擇性培養基進行分離培養,然后用生化特性、血清學方法進行鑒定。Cottew等(1982)在PPLO肉湯中添加豬血清的增菌培養基,成功從羊癢螨和兔癢螨體內分離到支原體。Zeman(1982)采用亞硝酸鹽肉湯培養基和Chirico(2003)采用結晶紫疊氮鈉肉湯培養基分別成功從雞皮刺螨中分離到雞沙門菌和丹毒桿菌[4]。但這些傳統的方法只適合對研究背景清楚的細菌和一些靶向細菌進行研究,對一些不可培養的細菌無法鑒定,這樣會造成螨體內細菌多樣性被嚴重低估。
Chen(1993)首次采用PCR技術從恙螨中擴增出恙螨立克次體,隨后16S rRNA PCR擴增技術及其衍生分子生物學技術,被廣泛應用在細菌多樣性的研究上。Hogg and Lehane(1999)采用16S rRNA PCR擴增技術,擴增鑒定出羊癢螨中存在有沙雷菌、葡萄球菌和差異球菌[5]。采用這些方法獲得的螨體內細菌的多樣性比傳統方法高。近年來發展起來的二代測序技術,通過對16S rRNA擴增子進行高通量測序進一步提高了菌群多樣性的研究,但其測序費用高限制了其應用。Chan等(2015)對塵螨的全基因組進行了研究,結果裝配鑒定出了100種細菌基因組序列,并采用免疫組化的方法對優勢菌群定位[6]。因此未來可采用基因組學技術結合傳統方法進行螨攜帶細菌的研究。
螨在分類學上主要可分為3綱14總科。統計分析發現研究人畜寄生螨體內細菌的螨種類共有94種,屬于3個目7個總科,其中研究最多的螨類為皮刺螨總科(46種),其次為沙螨(恙螨)總科(34種),肉食螨總科(8種)。在獸醫學中研究最多的是雞皮刺螨、其次為羊癢螨、兔癢螨;醫學中研究較多的是蠕形螨,可能的原因是由于這類螨在生產中或臨床上易得。未來研究者們可加大對其它寄生螨體內攜帶細菌的研究。
細菌除了傳統分類學外,還根據生物學特性可分為4類:1)致病菌(該屬中的細菌大部分種類對脊椎動物為致病菌);2)機會致病菌(在特定條件下引起發病,但正常條件不引起宿主發病的細菌);3)共生菌(其生存與宿主密切相關,與宿主互惠互利);4)腐生菌(不屬于上述種類的細菌)。 據此可分析出螨與體內攜帶細菌之間的關系主要分為兩方面:一方面細菌為致病菌或條件致病菌,螨作為傳播媒介,可將這些病原菌傳播給第二宿主,引發疾病;如恙螨體內的立克次體,可引起斑疹傷寒。另一方面細菌作為螨的共生菌,螨不將這些細菌傳播到第二宿主引起疾病,但這些細菌存在可影響螨的生命活動。如Cardinium作為多種捕食性螨和植食性螨的共生菌,可通過多種途徑影響螨的生殖,控制螨類種群繁衍[7]。
現有文獻統計可見,螨體內攜帶的細菌種類繁多,有105種,歸屬于9個門22個目40個科55個屬。其中放線菌門、厚壁菌門、變形菌門在3個目的螨類中都存在,擬桿菌門和衣原體門僅存在于中氣門目螨類中,螺旋體門和軟壁菌門不存在于疥螨目中(圖1)。統計螨攜帶的優勢菌群發現,α-變形菌門中的立克次體目是研究報道最多的優勢菌群,在該目中東方體屬(Orientia)存在于32種螨中,共有60篇文獻報道,立克次體屬(Rickettsia)存在于11類螨中,有13篇文獻報道;無形體屬(Anaplasma)被14種螨攜帶。其次巴爾通體、疏螺旋體也是主要的優勢菌,分別存在于11類和10類螨中,主要的優勢菌群在螨類分布見圖2。

圖1 不同菌門的細菌在3個螨目的分布圖Fig.1 Distribution of different phylum in 3 acarinas
統計螨類與細菌相關性發現,條件致病菌和腐生菌與螨類的相關性較小,其分布無明顯規律。而共生菌只在皮刺螨科存在,Wolbachia和Cardinium是研究比較清楚的共生菌,這些共生菌可通過誘導胞質不親和、孤雌生殖、性別紊亂和增加雌性生殖等方式控制螨的繁殖,這些生殖控制策略通過雌性進行垂直傳播,促進共生菌在螨中散播[8]。但在本文統計中僅在皮刺螨中發現Cardinium,可見其不是所有螨的共生菌。
致病菌主要在皮刺螨科、沙螨科和肉食螨科出現,本文統計發現螨可攜帶多種病原,如雞皮刺螨可攜帶沙門菌、巴斯德菌、丹毒桿菌、立克次體、螺旋體、李斯特菌等二十多種病原,成為傳播這些疾病的重要媒介[9-10]。無形體是引起動物蜱媒熱的重要病原,在皮刺螨總科的各種螨中均被發現。立克次體和東方體是引起人和動物恙蟲病的病原,可被恙螨等30多種螨類攜帶[11]。此外在鼠螨、血次脂螨和柏氏禽刺螨中分離到斑疹傷寒立克次體(引起斑疹傷寒)[12],胞內寄生菌貝納柯克斯體(引起Q熱的病原)在血次脂螨、柏氏禽刺螨、雞皮刺螨、廄真歷螨、陽厲螨屬和血革螨中發現[13]。螺旋體、伯氏疏螺旋體(萊姆病的病原)在柏氏禽刺螨、巨型刺螨、厲螨、廄真厲螨、寬寄螨屬、真革螨屬、血革螨屬發現[14-15]。另外一種對人獸致病力強的細菌土拉熱菌(土拉熱的病原)從柏氏禽刺螨、赫刺螨屬、血革螨和厲螨中分離到[16]。由上可見,螨是傳播一些人獸共患病病原的重要傳播媒介。因此,在對這些疾病的防治上,除了使用抗生素外,還應該注意個人衛生、防止螨蟲寄生。
螨作為一種小型的節肢動物,其體內細菌呈現多樣性,體內細菌種類與其寄生宿主或生活的環境有密切的關系。本文為未來螨體內攜帶細菌的研究提供了參考數據,同時增加人們對螨傳播疾病的認識。另外通過深入研究螨體內共生菌群的種類、數量和螨的關系,闡明這些菌群在螨類中的作用,然后破壞螨體內菌群平衡達到殺螨目的。因此,未來通過操縱細菌種群減少螨蟲對人和動物的危害將會成為研究的熱點。
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Advancesofbacterialflorainmitesparasitizingonanimalsandhuman
LI Shu-mei1, DENG Bao-guo2, MENG Zhi-fen1, XU Ming-lu1, JING Shu-ke1
(1.DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang453600,China;2.SchoolofBasicMedicine,XinxiangMedicalCollege,Xinxiang453003,China)
A large number of bacteria were carried by mites parasitizing on animals and human, which including symbiotic and pathogenic bacteria. Mites were an important transmission media and could spread pathogenic bacteria. A total of 184 literatures were collected from database to analye diversity of bacteria carried by mites. There were about 105 species bacteria were carried by 94 mites. These bacteria belong to 9 phylums, 22 orders, 40 families and 55 genuses(including 17 pathogen and 20 opportunistic pathogen). In this paper, we reviewed the diversity of mites-associated bacteria, which could offer some data for investigation on the relationship between mites and mites-associate bacteria.
mites; bacteria flora; diversity; transmission media
10.3969/j.issn.1002-2694.2017.08.015
1.河南科技學院化學化工學院,新鄉 453600; 2.新鄉醫學院基礎醫學院,新鄉 453003
R384.4
:B
:1002-2694(2017)08-0741-03
2016-11-14編輯:梁小潔