广东犬猫钩虫分子流行病学调查及T_m-shift检测方法的建立

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钩虫是一种呈全球性分布的人畜共患寄生虫,主要寄生在犬猫和人等哺乳动物的消化道,轻则导致宿主出现皮肤炎症,眼部感染和肠炎等局部症状,重则造成全身失血性贫血,甚至引起死亡。本研究以流浪犬猫钩虫作为研究对象,以钩虫的ITS序列作为遗传标记,建立一种鉴别犬猫常见钩虫的特异性PCR方法,并对广东省流浪犬猫进行钩虫的流行病学调查,以阐明广东省流浪犬猫的钩虫感染情况以及在广东地区的优势虫种。同时,在钩虫保守的ITS1序列中选择SNP位点,建立犬源和猫源钩虫的Tm-shift分子检测方法,为犬猫钩虫临床检测提供新的技术手段。最后,以钩虫cox1基因为分子标记对三种钩虫进行同源性和遗传进化分析,为研究我国犬猫钩虫的人畜共患风险评估提供基础资料。1.广东犬猫钩虫流行病学调查。采集了广东省8个地区(广州、佛山、中山、深圳、惠州、韶关、汕头和潮州)犬粪样品702份,并在其中5个地区(广州、佛山、中山、韶关和汕头)采集了猫粪样品308份。对全部样品进行饱和硫酸锌漂浮法检测,结果显示:犬的钩虫总检出率为20.23%(142/702);猫的钩虫总检出率为15.26%(47/308)。八个地区犬钩虫的感染率差异较大,韶关地区最高,达34.38%;惠州地区最低,仅为6.67%。五个地区猫钩虫的感染率为10.94%19.64%。通过比较发现,幼龄犬比成年犬更易感染钩虫,饲养在室外的犬比在室内更易感染钩虫。2.犬猫钩虫特异性PCR方法的建立。以犬猫钩虫的ITS序列作为遗传标记,设计特异性引物建立锡兰钩虫(Ancylostoma ceylanicum)、犬钩虫(Ancylostoma caninum)和管型钩虫(Ancylostoma tubaeforme)三种钩虫的特异性PCR检测方法,并进行特异性和敏感性实验。结果显示,该方法能对犬猫三种钩虫的ITS序列进行特异性扩增,其大小分别为268 bp、427 bp和170 bp。且与犬弓首蛔虫、等孢球虫和蓝氏贾第鞭毛虫基因组DNA无交叉反应。该方法最低能检测的DNA浓度分别为11.26×10-6 ng/μL(锡兰钩虫)、10.27×10-6 ng/μL(犬钩虫)和8.30×10-6 ng/μL(管型钩虫)。结果表明该PCR方法具有良好的特异性和敏感性,能有效弥补镜检法无法准确鉴定钩虫种类的不足。3.犬猫钩虫Tm-shift分子检测方法的建立。选取犬源锡兰钩虫和犬钩虫高度保守的ITS1序列3个SNP位点(ITS71、ITS197和ITS296)以及猫源锡兰钩虫和管型钩虫的2个SNP位点(ITS101和ITS296)设计特异性引物,并在两条上游引物5’端加入不等长的GC序列,利用熔解曲线Tm值的差异建立了能快速鉴别犬猫钩虫的Tm-shift分子检测方法。通过重复性、敏感性和准确性检验以及临床检测综合评价该方法的检测效果。结果显示,基于3个SNP位点设计的三组引物均能对犬源锡兰钩虫和犬钩虫进行准确区分,基于2个SNP位点设计的两组引物也能对锡兰钩虫和管型钩虫进行准确鉴定,每个位点对应的标准曲线均呈现两个峰。所有位点中两者Tm值的变异系数(CV)在0.07%0.18%之间;将标准质粒浓度稀释到10-7仍能对两种钩虫进行区分。针对犬猫20个已知钩虫DNA样品,Tm-shift检测结果完全一致。结果表明该方法高效、灵敏、准确,能弥补常规PCR无法同时检测大量样品的局限,可为犬猫钩虫的临床检测与流行病学调查提供新的技术手段。4.犬猫钩虫cox1基因的遗传进化分析。以通用引物JB3和JB4.5对广东犬猫12株钩虫(犬源锡兰钩虫和犬钩虫、猫源锡兰钩虫和管型钩虫)进行PCR扩增,将测序正确的序列使用MegAlign和Mega 5.1软件进行同源性和遗传进化分析。同源性分析结果表明同种钩虫之间cox1相似度为96.6%99.8%,而不同种之间相似度低于94%。遗传进化分析结果表明3株猫源锡兰钩虫与人源锡兰钩虫聚为一支,说明其存在一定的人畜共患风险;而且不同地区、不同宿主的锡兰钩虫各自分支,说明其在世界范围内存在种间多样性。
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