迁徙的老鼠正在波士顿传播钩端螺旋体病

波士顿一项为期六年的研究表明，迁徙的老鼠正在整个城市传播一种危及生命的细菌——钩端螺旋体病，新的基因工具将人类感染与老鼠携带者直接联系起来。研究人员研究了啮齿动物的行为，以了解不同种群之间的关系以及它们的活动如何促进钩端螺旋体病的传播。

城市老鼠四处迁徙，它们携带的病菌可能不仅仅是一种滋扰。根据塔夫茨大学领导的一项为期六年的新研究，在城市中迁徙的老鼠正在传播一种有害细菌，这种细菌可能导致人类患上一种可能危及生命的疾病。研究人员还取得了一项突破，开发了一种检测大鼠肾脏的新方法，以更好地检测这种隐患。

这种疾病被称为钩端螺旋体病，是由老鼠身上常见的细菌引起的。受感染的老鼠排尿到环境中，污染土壤、水坑或积水，从而传播疾病。人类、宠物和野生动物接触这些受污染区域后都可能被感染。钩端螺旋体病在世界各地均有发现，尤其常见于热带地区。然而，随着全球气温上升，这种疾病可能会在较冷地区更加普遍。

在波士顿，研究人员发现钩端螺旋体病仍在鼠群中传播。随着老鼠在不同社区之间迁徙，它们会带来新的细菌菌株。这项研究由塔夫茨大学卡明斯兽医学院助理教授玛丽克·罗森鲍姆博士领导，并与北亚利桑那大学 (NAU)、美国农业部 (USDA) 和美国疾病控制与预防中心 (CDC) 的科学家合作开展。

更为紧迫的是，基因分析将 2018 年波士顿人类钩端螺旋体病病例与当地老鼠联系起来，强烈暗示它们是感染源。

这篇论文最近发表在《公共科学图书馆·被忽视的热带病》杂志上，是罗森鲍姆及其同事在波士顿城市鼠类研究中开展的最新成果。该研究小组旨在调查波士顿的老鼠是否携带对公众健康构成风险的病原体。在这项研究中，她与波士顿市监察服务部门以及全市其他团体合作，在2016年至2022年间追踪老鼠，并对老鼠进行钩端螺旋体病检测。随后，她和研究人员采用先进的分子技术，确定了当时感染的钩端螺旋体病的具体类型。研究人员分析了从波士顿17个地点采集的328个老鼠肾脏样本的DNA，其中12个地点的59只老鼠对钩端螺旋体细菌呈阳性。

钩端螺旋体病检测的突破

“获取病毒或细菌完整基因组序列的主要方法是培养，但这在本例中是一个挑战，因为钩端螺旋体被认为是一种苛刻的生物，”罗森鲍姆说。“它对温度、pH值和营养物质有特定的要求。但我们美国农业部的合作者不仅从新鲜啮齿动物肾脏中培养细菌，还从冷冻啮齿动物肾脏中培养细菌，这在文献中从未有过报道。”

从那时起，北亚利桑那大学病原体和微生物研究所 (PMI) 的合作者使用有针对性的 DNA 捕获和扩增来挑选和增强样本中的钩端螺旋体病 DNA，从而获得了大量有关分离株的精细基因组信息。

“我们在本研究中开发和使用的新基因和工具是钩端螺旋体病研究的真正改变者，因为我们现在可以利用整个基因组的力量来寻找样本之间的关联性，这是以前不可能实现的，”北亚利桑那大学 PMI 生物科学教授兼执行主任 Dave Wagner 博士说。

“因为我们能够进行培养和测序，所以我们能够更仔细地观察不同种类钩端螺旋体病菌株之间的关系，这有助于我们了解细菌是如何在城市中的老鼠和老鼠种群之间传播的，”罗森鲍姆说。

研究人员希望他们的发现将有助于指导城市环境中的鼠类控制和人类钩端螺旋体病的缓解工作。

关于人类病例

在本文中，Rosenbaum 和其他作者与美国疾病控制与预防中心 (CDC) 合作，研究了一例人类钩端螺旋体病病例。CDC 从波士顿一家医院的一名患者身上分离出一种病原体，并已将其上报至联邦政府。北亚利桑那大学的研究人员利用分子工具获取了该病原体的基因组序列，发现该序列与多年来在波士顿同一地点从三只不同大鼠身上获得的序列几乎完全相同。

罗森鲍姆说：“这有力地证明，这起人类病例的源头是老鼠。”

老鼠是人类钩端螺旋体病最明确的感染源。但并非所有病例都能得到诊断或报告。有些人可能感染后没有任何症状，甚至根本不知道自己被感染。另一些人可能在免疫系统清除感染之前出现轻微发烧或其他非特异性症状。然而，一小部分人会发展成更严重的疾病，影响不同的器官，最终导致多器官衰竭和死亡。

“人类接触老鼠的情况并不常见。但某些人群的风险可能更高，比如无家可归的人或户外注射毒品的人，这些情况会导致与老鼠更直接的接触，”罗森鲍姆说。

收集钩端螺旋体病病例数据也面临挑战。很少有临床医生会在不知道患者可能接触过钩端螺旋体病的情况下，想到对其进行检测。即使他们进行了检测，有时阳性结果也不会报告给汇编此类数据的州或国家系统。此外，罗森鲍姆解释说，钩端螺旋体病对抗生素有反应，因此，如果医生为患者开具抗生素治疗疑似感染，那么细菌可能无论如何都无法通过检测检测出来。

关于老鼠迁徙

“老鼠的基因结构高度复杂，这意味着整个城市中存在高度相关的独特鼠种群，”罗森鲍姆说道。“它们似乎很少与其他鼠种群混合，这有助于维持种群的长期稳定，但当它们分散时，可能会携带钩端螺旋体病。钩端螺旋体病的实际基因序列在鼠种群中也保持稳定。波士顿公园的老鼠体内有一种钩端螺旋体病毒株，这种毒株在当地持续存在多年，与我们在另一个地区发现的同样持续存在的毒株不同。”

他们发现，波士顿的一只老鼠要行走超过600米（约合1/3英里）才能遇到另一个鼠种群。他们还发现，宽阔的多车道道路破坏了道路两侧鼠群之间的所有连通性，而老鼠会利用绿道和生物廊道进行迁徙和交流。建筑施工是另一个众所周知的破坏鼠洞的因素，它迫使老鼠寻找其他生存场所，从而加剧了细菌的传播。

谈到害虫防治，罗森鲍姆说，下一步的重要工作是更好地了解害虫管理干预措施如何影响老鼠的迁徙及其种群结构，以及它们如何影响人类和环境。

“灭绝并不现实，”她说，“但我认为，更好地了解不同的害虫防治干预措施如何影响老鼠的迁徙以及鼠群中病原体的传播将非常有帮助。”

编译自/ScitechDaily