一种致命的脑虫正在感染美国各地的驼鹿。但我们终于可以追踪到它了。

明尼苏达州的一只驼鹿跌跌撞撞地走上了路。她转了一圈,困惑而茫然,无法确定自己的方向,也无法识别迎面而来的半挂卡车的危险。

杀死她的是13吨钢铁的撞击,但导致她死亡的更为复杂。穿过她大脑的是一条注定他们俩都死的蠕虫。

俗称脑虫,细线虫 Parelaphostrongylus tenuis是一种寄生线虫,可感染多种野生和家养食草动物,如驼鹿和麋鹿。这种蠕虫可以迁移到毫无戒心的宿主的大脑中,在那里它可能会导致灾难性的疾病和死亡。

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驼鹿、麋鹿和马等大型食草动物容易受到这种寄生虫的影响。(本·尤班克/Unsplash)

虽然明尼苏达驼鹿是一个假设的例子,但这种蠕虫已经导致许多动物严重的神经损伤。这疾病症状可以变化,从迷失方向和盘旋到动物后端瘫痪、无法站立甚至可能死亡。

作为寄生虫学家,我们已经一直在研究这些蠕虫对明尼苏达州驼鹿种群的影响。追踪野生驼鹿种群中寄生虫和疾病的传播有助于野生动物管理者保护这些种群并减少向其他动物或牲畜的传播。

白尾鹿可以藏有这些寄生虫在没有任何疾病症状的情况下,这种蠕虫可以对人群造成严重破坏有蹄类动物,如驼鹿和麋鹿,不适应寄生虫。在野外追踪这种疾病并不容易。

疾病周期

携带这些寄生虫的白尾鹿可能将蠕虫脱落到它们的环境中当他们排便时。然后蜗牛和蛞蝓会吸收这种幼虫,并在它们体内发育,以至于能够感染其他类型的鹿、驼鹿、麋鹿和牛。

脑蠕虫的生命周期。(杰西·理查兹)

对于我们寄生虫学家来说,最大的挑战在于在疾病对宿主造成不可逆转的损害之前发现它。只有白尾鹿才会通过粪便传播寄生虫。这意味着我们无法通过分析驼鹿或除白尾鹿之外的任何动物的粪便来检测这种寄生虫。

一旦动物明显生病,它就为时已晚。只有在他们死后,我们才能找到尸体,并从寄生虫嵌入大脑或脊髓的位置识别出来。

即使我们找到了尸体,在驼鹿或麋鹿的整个神经系统中找到一条线状蠕虫也很耗时,而且往往徒劳无功。通常,野生动物生物学家只能通过观察表明寄生虫通过中枢神经系统迁移的微观证据,以及通过分析蠕虫留下的 DNA 片段来判断动物是否被感染。

诊断混乱

更难的是,由其他蠕虫(如动脉蠕虫)引起的疾病迹象施奈德里埃拉埃奥弗拉,看起来与脑蠕虫相似,会影响明尼苏达驼鹿。

动脉蠕虫一般生活在黑尾鹿和骡鹿的脖子上。喜欢细毛虫 P. tenuis,这种寄生虫在不适应它的宿主体内四处移动,并可能造成伤害。

生物学家试图仅根据可见的临床症状来诊断野生驼鹿,很容易混淆这两种寄生虫,并错误地得出可能是哪种寄生虫导致了这种疾病的结论。鉴于寄生虫的传播方式大不相同,将采用单独的缓解措施来尽量减少传播。

而且,生物学家根据动物体内样本中的显微发现进行诊断,仍然有误认蠕虫的风险。

获得准确诊断的最佳方法是通过基因分析– 分析引起疾病的蠕虫的 DNA 序列。DNA序列会告诉研究人员它是否是细毛虫 P. tenuis施耐德雷亚 E. schneideri.

血清学检测

虽然基因分析可以帮助研究人员监测人群中该疾病的存在,但他们不能用它来诊断活体动物.但我们的团队与田纳西大学兽医学院分子诊断实验室的同事们一起,已经创建了测试这可以帮助在动物活着的时候进行诊断。

当驼鹿或麋鹿患有脑虫时,它的细胞产生抗体,这是血液中的一种蛋白质,试图抵御寄生虫。我们血清学检测寻找这些抗体在动物的血液中。

为了进行测试,野生动物健康专家从生病或最近死亡的动物身上采集血液并将其运送到实验室。在那里,科学家们通过一项测试来检测部分血液,以寻找这些针对这些特异性抗体的抗体细毛虫 P. tenuis,因此动物不会被误诊为另一种寄生虫。

分子诊断实验室现在正在使用这项测试来测试从全国各地发送的样本,它帮助我们监测驼鹿和麋鹿的种群中是否存在这种寄生虫。它可以在动物还活着的时候检测寄生虫的存在,而无需进行昂贵的基因检测。

测试产生的连锁反应

在我们例子中的明尼苏达驼鹿被一辆半挂卡车撞倒后,野生动物官员在路边发现了死去的驼鹿,并迅速采集了她的血液样本进行检测。他们将其送到田纳西大学,在那里它与来自北美各地驼鹿、麋鹿甚至驯鹿的数千个其他样本一起。

每次提交都有助于我们分子诊断实验室的同事改进测试。

该测试还可以从生活在研究人员未检测到的地区的动物身上筛查血液样本细毛虫 P. tenuis.如果呈阳性,这些结果可能会提醒生物学家寄生虫正在扩展到新的区域,并帮助他们管理种群。

如果分子诊断实验室的测试表明寄生虫在早期存在于新种群中,他们将有更多时间尝试遏制疾病传播。野生动物管理者可能会尝试减少蜗牛和蛞蝓的数量烧伤受控.

或者,他们可能会增加该地区可以收获的白尾鹿猎人数量,以减少鹿的数量。

我们希望将来,其他研究人员能够使用这种血清学测试背后的技术,对其他含有 RNA 或 DNA 的传染病病原体进行类似的测试。

理查德·格霍尔德, 寄生虫学教授,田纳西大学杰西·理查兹, 寄生虫学博士生,田纳西大学

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