副溶血弧菌感染对菲律宾蛤仔鳃微生物群的扰动效应：一项微生物组失衡的案例研究

《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》：Vibrio parahaemolyticus infection in Manila clams ( Ruditapes philippinarum): A case study of microbiome perturbation

　　本综述通过16S rRNA测序和病理学分析，揭示了副溶血弧菌(V. parahaemolyticus)感染菲律宾蛤仔(R. philippinarum)过程中鳃微生物群落的动态演变规律。研究发现72小时感染关键期出现菌群失衡（Bacteroidota减少/Bradyrhizobium占优）、代谢通路紊乱（核苷代谢增强/甘氨酸代谢抑制）及严重炎症损伤，为解析双壳贝类病原易感性提供了微生物生态学视角。

　　

Highlight

通过组织病理学评估和16S rRNA基因测序，揭示副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃微生物群的扰动效应。在感染72小时(hpi)后观察到严重炎症反应和鳃组织损伤，同时微生物群落结构发生显著变化。

Section snippets

实验用蛤仔

2023年8月从大连旅顺沿海区域采集900只健康成年菲律宾蛤仔，在充气海水（盐度30.0±0.5‰，温度28.0±0.5°C，pH 8.0±0.1，溶解氧>6.5 mg/L）中驯化一周。期间蛤仔饲养于50升塑料养殖桶，持续充气，每日投喂小球藻(Chlorella sp.)，并每24小时更换经紫外线消毒的海水。

感染期间鳃组织损伤的组织病理学评估

通过H&E染色评估副溶血弧菌感染后菲律宾蛤仔的鳃组织病理变化。组织学分析显示对照组（0 hpi）鳃丝结构完整清晰（图1A）。感染6小时和12小时后未发现显著异常（图1B、C）。而在24 hpi时出现局部鳃丝数量减少（蓝色箭头指示）及上皮细胞脱落现象（红色箭头指示）。至72 hpi时，鳃丝结构严重破坏，表现为广泛上皮细胞坏死、纤毛脱落和血淋巴细胞浸润（绿色箭头指示），表明感染后期出现典型炎症反应。

Discussion

微生物组与宿主免疫系统的互动是一个动态多元的过程，在感染和疾病进展中尤其关键。本研究揭示了副溶血弧菌感染期间鳃微生物群的显著时间性变化，其中72 hpi为关键转折点，此时微生物多样性和代谢功能发生剧烈改变。菌群结构演变呈现梯度特征：72 hpi时Bacteroidota和Vibrionimonas减少而Bradyrhizobium成为优势菌属；96 hpi时Acidobacteriota和Chloroflexi的增加暗示有机物积累和氧化还原状态改变。LEfSe分析确定Enterobacteriaceae、Streptomycetaceae和Streptomycetales为72 hpi的生物标志类群。代谢通路分析显示核苷代谢、复制和嘌呤代谢通路增强，而甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路受到抑制。这些变化共同指向微生物代谢稳态的破坏与宿主免疫应答的密切关联。

Conclusion

微生物组与宿主免疫系统的动态互作在疾病进程中扮演不可或缺的角色。微生物组组成、代谢活性和功能的时间性变化可能反映其与宿主免疫应答的潜在联系，提示微生物组既受宿主免疫环境影响，也参与免疫调控过程。感染驱动的菌群改变为理解宿主易感性机制提供了新视角，这些发现对水产养殖病害防控策略开发具有重要启示。