挪威中部灰林鸮血变体虫感染的分子证据

本研究旨在解决北部高纬度地区鸟类病原体感染情况不明的问题，研究人员针对挪威中部的灰林鸮（Strix aluco）开展了血变体虫（Haemosporidian）、疱疹病毒及衣原体（Chlamydia）的分子筛查。研究首次提供了挪威猛禽血变体虫感染的分子证据，发现37%的个体感染了Leucocytozoon spp.，并确认了谱系STAL3和STAL1。该研究为评估气候变化对北方留居鸟类寄生虫传播的潜在影响提供了重要基线数据，强调了持续监测的必要性。

在鸟类世界中，一场看不见的战争从未停歇。血变体虫（Haemosporidian），包括利什曼原虫（Leucocytozoon）_spp.、疟原虫（Plasmodium）_spp.和变形虫（Haemoproteus）_spp.，是常见的血液寄生虫，它们通过蚊子、蠓和黑蝇等媒介昆虫传播，引发鸟类疟疾和类疟疾疾病。这些感染可能导致宿主贫血、体质下降、繁殖成功率降低甚至死亡，成为影响野生鸟类种群健康和生态平衡的重要选择压力。然而，在气候变化的大背景下，情况正变得愈发复杂。全球变暖正在改变媒介昆虫的分布并延长其传播季节，特别是对于北方高纬度地区，这可能促使一些原本受限于低温的寄生虫向北扩张，在新的地区建立稳定的传播循环。挪威作为北欧国家，其独特的寒冷气候和丰富的水系为黑蝇等媒介提供了栖息地，这使得评估该地区鸟类，尤其是作为顶级捕食者和生态健康指示物种的猫头鹰的病原体感染状况变得至关重要。灰林鸮（Strix aluco）是欧洲及挪威中南部常见的留居猛禽，活动范围有限，是研究本地寄生虫传播动态的理想模型。尽管在欧洲其他地区已有关于猫头鹰感染血变体虫的记录，但挪威种群的相关分子证据一直处于空白状态。这种基线信息的缺失，阻碍了我们监测气候变化如何影响北部生态系统中的疾病动态。为了填补这一知识空白，并为未来的监测计划奠定基础，一项针对挪威中部灰林鸮的多病原体筛查研究应运而生。该论文已发表在《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》。

研究人员开展这项研究主要应用了分子生物学技术。首先，他们从2009年至2022年间在挪威中部特伦德拉格地区（Trøndelag）收集的27只死亡灰林鸮的肝脏样本中提取了DNA。利用巢式聚合酶链式反应（PCR）技术，靶向线粒体细胞色素b基因，分别检测了利什曼原虫、疟原虫/变形虫的感染。同时，也通过PCR方法筛查了疱疹病毒和衣原体（Chlamydia）_spp.的DNA。对于PCR检测呈阳性的样本，研究团队进一步进行了Sanger测序，并将获得的序列在NCBI数据库中进行BLAST比对，以确认病原体种类和谱系。此外，研究还利用基于Z37B标记的PCR方法对个体进行了性别鉴定，并采用费希尔精确检验（Fisher's exact tests）分析了感染状态与性别、年龄、收集年份和采样地点之间的潜在关联。

研究结果

Leucocytozoon spp.感染情况

在27份样本中，有10份（37%）通过PCR检测出利什曼原虫（Leucocytozoon）_spp.的DNA。测序结果确认了这些感染属于两个已知谱系：其中7个样本与谱系STAL3（100%相似性）匹配，该谱系此前在欧洲的鸮形目（Strigiformes）宿主（包括奥地利的灰林鸮和立陶宛的欧亚鸺鹠）中有过报道；另外3个样本与谱系STAL1（100%相似性）匹配，该谱系曾在奥地利和德国的灰林鸮中发现。阳性样本分布在研究区域内，最北的样本位于约北纬64度。统计分析未发现利什曼原虫感染状态与宿主性别、年龄、收集年份或采样地点之间存在显著相关性。

Haemoproteus/ Plasmodium spp.检测情况

针对疟原虫/变形虫（Haemoproteus/ Plasmodium）_spp.的PCR检测在7份样本（25.9%）中产生了预期大小的阳性条带，并经过三次独立重复验证。然而，对这些PCR产物的测序未能成功，因此这些感染未能得到确认。研究人员指出，这可能是由于低强度感染或混合感染导致的，但不能完全排除技术假阳性的可能。

疱疹病毒和衣原体（Chlamydia）spp.检测情况

所有样本的疱疹病毒和衣原体（Chlamydia）_spp.检测结果均为阴性。

讨论与结论

这项研究首次对挪威灰林鸮中的鸟类血变体虫寄生虫进行了分子筛查，为高纬度留居猛禽物种中利什曼原虫（Leucocytozoon）_spp.的发生提供了新的基线数据。研究中观察到的37%的利什曼原虫感染率，与欧洲其他地区猛禽中记录的感染率（20%-63%）具有可比性，表明该寄生虫在野生鸟类中并不罕见。尽管大多数感染被认为是亚临床的，但高寄生虫血症可能导致贫血、虚弱或死亡，而慢性的低强度感染可能降低宿主健康度，尤其是在年轻或免疫受损的个体中。

研究未发现感染状态与宿主性别、年龄等内在因素存在显著关联，这表明感染概率可能主要受环境暴露和媒介可获得性的驱动，而非宿主自身特性。这一发现也与慢性感染可能贯穿宿主生命各阶段从而掩盖人口统计学模式的特性相符。

环境条件和媒介生态在塑造血变体虫传播动态中起着核心作用。利什曼原虫主要由黑蝇（Simuliidae）传播，其幼虫发育依赖水流湍急、氧气充足的水体。挪威中部地区广泛存在适合黑蝇的栖息地，这很好地解释了本研究中利什曼原虫占主导地位的结果。尽管气候变化已显示出通过提高蚊子存活率和缩短孢子增殖时间，促进疟原虫和变形虫向北扩张的趋势，但其对利什曼原虫的影响更为复杂。近期研究表明，利什曼原虫的感染概率和系统发育多样性可能随纬度和海拔升高而增加，这反映了其媒介黑蝇的生态需求。因此，水文、降水和河流动态的气候驱动变化，可能比温度 alone 更能决定利什曼原虫的分布。在高纬度留居的灰林鸮中检测到利什曼原虫感染，与这些更广泛的模式是一致的，并强调了在解释气候对寄生虫分布的影响时，必须考虑媒介的生活史。

相比之下，疟原虫/变形虫DNA的扩增未能通过测序确认，凸显了当前分子检测方法在低强度或混合感染情况下的局限性。然而，重复出现的PCR阳性信号强烈暗示了低强度感染存在的可能性，而非单纯的技术假象。未来需要采用替代的PCR方案和多基因座方法，以验证这些发现并完全解析感染的复杂性。

总之，这项研究为评估气候变化对北方高纬度地区鸟类寄生虫传播和健康影响的潜在变化提供了关键的基线信息。研究结果强调了在北部地区持续监测鸟类血变体虫和其他病原体的重要性，以发现新出现的传播模式，并评估其对猛禽健康和种群动态的潜在后果。这对于理解环境变化下的宿主-寄生虫相互作用及制定相应的保护策略具有重要意义。