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华支睾吸虫和麝猫后睾吸虫是两种重要的人兽共患寄生虫,两者均属于后睾科(Opisthorchiidae)。华支睾吸虫主要分布于东南亚及东欧,全球约3500万人感染华支睾吸虫,其中我国大约有1250万人感染。麝猫后睾吸虫全球约有900万人感染,且约6000万人存在较大感染风险。华支睾吸虫感染人后可导致胆结石、胆囊炎甚至肝癌。麝猫后睾吸虫感染后可致人胆管炎、胆囊炎、肝癌等。华支睾吸虫第一中间宿主为淡水螺,目前已发现的有10种,如赤豆螺、纹绍螺。作为华支睾吸虫第二中间宿主的淡水鱼在我国发现有100多种,包括青鱼、草鱼等四大家鱼。人或动物因生食或半生食含有囊蚴的鱼或虾而被感染。
本论文以华支睾吸虫(Clonorchis sinensis)作为主要研究对象,建立了华支睾吸虫实时PCR(Real time PCR)、环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)两种分子检测方法;对中国和韩国分离所得华支睾吸虫及麝猫后睾吸虫(Opisthorchis viverrini)线粒体全基因组进行了测序和分析;并采用简单重复序列间扩增(Inter-simple sequence repeat, ISSR)技术和基因间隔区(Intergentic spacer, IGS)序列分析,对不同地理来源华支睾吸虫进行了遗传变异研究。
本论文的第一章建立了华支睾吸虫的两种分子检测方法。第一节以华支睾吸虫核糖体DNA第一内转录间隔区(ITS1)序列为目标序列设计引物和探针,建立了华支睾吸虫实时PCR检测方法。该方法除与麝猫后睾吸虫有交叉反应外,其他近缘吸虫包括肝片吸虫、日本血吸虫、曼氏吸虫、大片吸虫均无交叉反应。结果显示,最低检测限为1pg成虫DNA,5个虫卵/克粪便或1个囊蚴/克鱼肉。将此方法应用于检测22份鱼肉和37份人粪便样本,实时PCR结果与镜检结果高度一致。本章第二节以华支睾吸虫组织蛋白酶B3为目标序列设计引物,建立了华支睾吸虫LAMP检测方法。采用肝片吸虫、日本血吸虫、曼氏吸虫、大片吸虫验证其特异性,均没有检测到扩增产物。与普通PCR进行相比,其灵敏度要高100倍。用此方法检测11份阳性鱼肉标本和3份阴性鱼肉标本,结果与镜检结果完全一致,而且添加环引物后,该方法能在25分钟内完成反应。
线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)是细胞核外的遗传物质,具有结构简单、进化速度快、母性遗传等特点。是研究寄生虫分子分类、群体遗传、系统进化的一种很好的分子标记。本研究的第二章以华支睾吸虫(中国和韩国分离株)和麝猫后睾吸虫作为研究对象,分别扩增出5个重叠的mtDNA片段,后拼接为完整的线粒体DNA全长。测序结果显示,华支睾吸虫(中国分离株)线粒体基因组全长为13879bp,A+T含量为59.99%;华支睾吸虫(韩国分离株)全长为13877bp,A+T含量为60.03%;麝猫后睾吸虫长13510bp,A+T含量为59.39%。华支睾吸虫和麝猫后睾吸虫mtDNA全基因组均包含12个蛋白质基因、2个rRNA基因、22或20个tRNA基因组成,但均缺乏atp8基因,以ATG、GTG作为蛋白质翻译的起始密码子;多数蛋白质翻译的终止密码子为TAA,其次是TAG,这些线粒体基因的结构与已报道的肝片吸虫、卫氏并殖吸虫相同,但是与血吸虫有较大差别。采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯法三种方法,对12个编码蛋白串联序列进行系统发育分析,均高度支持将华支睾吸虫和麝猫后睾吸虫视为姊妹群。
本研究的第三章采用分子标记技术对不同地理来源地华支睾吸虫核糖体DNA遗传变异关系进行研究。第一节采用ISSR技术对36个来自中国大陆及韩国的华支睾吸虫的遗传变异进行了研究。以麝猫后睾吸虫为对照,随机选择30条ISSR引物用于引物筛选,其中4条能够产生较高重复性的ISSR条带。利用这4条引物对华支睾吸虫和麝猫后睾进行ISSR-PCR分析,共产生了38条清晰的DNA条带。其中20(52.63%)条是多态性条带。依此分析结果所建立的种系发育树,不能有效反映出不同地理来源华支睾吸虫的种群关系。本章第二节测定了7个不同地理来源的华支睾吸虫和麝猫后睾吸虫IGS序列,结果发现IGS序列主要由两侧相对保守区和中间高变区组成,不同地理来源的华支睾吸虫种内序列相似性为91.5-99.9%。不同地理来源华支睾吸虫IGS序列呈长度多态性(1622~2131bp),长度多态性的主要原因在于其重复单元的类型和出现次数不同。对不同地理来源的华支睾吸虫进行系统发育分析,结果表明,IGS序列可能适用于华支睾吸虫种内遗传关系分析。
综上所述,本研究建立了华支睾吸虫LAMP和实时PCR两种分子检测方法,分别测定和分析了华支睾吸虫(中国株和韩国株)及麝猫后睾吸虫的线粒体基因组全序列,并且采用了ISSR、IGS序列分析对不同地理来源华支睾吸虫遗传变异进行了研究,这些研究结果不仅填补了相关研究的空白,而且也对防控华支睾吸虫及麝猫后睾吸虫具有较大意义。