中山大学与华中农业大学团队揭示中国蜱类及其携带细菌的多样性和进化关系

近日，华中农业大学植物科学技术学院雷朝亮教授与中山大学医学院施莽教授共同通讯在《Parasites & Vectors (寄生虫与媒介，IF=4.0470)》期刊发表了题为 “The diversity and evolutionary relationships of ticks and tick-borne bacteria collected in China” 的研究论文，首次报道了23种蜱类线粒体全基因组，命名了35种蜱携带重要胞内菌，证明了蜱携带立克次体属和柯克斯体细菌与蜱虫关系密切，且它们与宿主蜱分共分化了数百万年。华中农业大学植物科学技术学院与武汉市疾病预防控制中心定向培养的博士研究生田俊华和中山大学医学院博士研究生侯新为本文并列第一作者。

该研究在我国18个省（直辖市或自治区）采集了2科8属46种，数量超过2万只的蜱类标本；同时利用动植物基因组重测序技术对96个蜱类个体或混样标本进行了高通量测序，共获得46种（74条）蜱的线粒体全基因组序列。

图1. 基于蜱类线粒体13个蛋白质编码基因和2个核糖体基因ML系统进化树

共检测到柯克斯体属细菌26种，立克次体属细菌14种，新的立克次体属、疏螺旋体属和沃尔巴克体属的细菌各1种。其中柯克斯体属和立克次体属细菌的阳性率最高；多种可感染人的病原微生物亦有检出（例如伪贝纳柯克斯体、西伯利亚立克次体、非洲立克次体、黑龙江立克次体、拉乌蒂立克次体）。发现5种新的立克次体，暂命名为Rickettsia endosymbiont of Haemaphysalis megaspinosa S1、Rickettsia endosymbiont of Argas persicus H1、Rickettsia endosymbiont of Carios vespertilionis X1、Rickettsia endosymbiont of Ixodes vespertilionis A54b和Rickettsia endosymbiont of Ixodes persulcatus H5/N2；发现立克次体目潜在新属甚至新科的特殊立克次体暂时命名为Rickettsiales endosymbiont of Dermacentor Hubei A40/Hubei A55/Xinjiang E35；发现疏螺旋体1新种，暂命名为Borrelia henanensis；此外还发现了柯克斯体属27种，沃尔巴克体属1种新型胞内共生菌。

图2. 蜱传主要细菌性病原体ML系统进化树

蜱类不仅吸血影响畜牧业生产，而且可以传播多种已知和未知的病原体引起人和动物疾病，是全球范围仅次于吸血蚊类的媒介生物，其关注度在我国甚至超越吸血蚊类。我国蜱类线粒体相关基因片段的报道较多，但蜱类线粒体全基因组序列的报道较少；另外，常规检查仅检测单一病原体，不能充分体现蜱携带细菌性病原体的全貌，更不能说明蜱与其携带的主要细菌性病原体的共分化关系。因此，需建立一种既可以分析蜱，又可以分析蜱携带细菌性病原体的技术平台。

研究表明，蜱线粒体全基因组序列具有物种鉴定高分辨率，基于线粒体全基因组序列发现我国蜱类存在较多的隐存种；另外，柯克斯体属和立克次体属细菌在我国各地蜱种中有较高的流行率和极其丰富的遗传多样性，且同一属的蜱种携带的细菌性病原体亲缘关系较近。此外，本研究分析了蜱携带的立克次体和柯克斯体遗传多样性的形成与蜱的遗传距离有关，受蜱的地理位置影响较小，它们与宿主蜱是共分化关系。本研究建立的蜱及其携带细菌性病原体的分析技术，将为系统了蜱携带细菌性病原体谱，重要细菌与蜱之间的进化关系提供重要的技术支撑。

图3. 立克次体和柯克斯体细菌及相应蜱宿主的共系统发育分析

本研究得到了军事医学科学院微生物流行病研究所许荣满、孙毅教授和复旦大学附属上海公共卫生临床中心张永振教授团队的支持与合作。本研究得到深圳市孔雀计划 (KQTD20200820145822023)、广东省珠江人才计划 (2019ZT08Y464)、2019年湖北省医学青年拔尖人才和澳大利亚桂冠教授等项目资助。

论文链接：https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-022-05485-3

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