《Aquaculture》：Systemic immune evasion and tissue damage underlie the covert pathogenicity of Aeromonas veronii in endangered sturgeons
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隐秘病原体感染导致濒危鲟类系统性免疫衰竭及亚临床组织损伤，为人工养殖后放归策略提供分子监测新范式。
周家琛|彭迪克|唐圆圆|刘浩阳|陈颖宁|张叶|胡亚成|杨元进|党慧峰|徐建安|郑月平|徐丹
上海海洋大学国家水生动物病原体收集中心，中国上海201306
摘要
对于极度濒危的古老脊椎动物（如鲟鱼）的保护，人工繁殖和随后将其重新引入自然栖息地是基本策略。然而，释放后的存活率一直很低，这表明在重新引入之前可能存在未被发现的生理缺陷，这些缺陷可能严重损害个体的适应性。我们认为，由普遍存在的水生病原体（如Aeromonas veronii）引起的“隐性致病性”是这一保护挑战中的一个关键但被忽视的因素。在这项研究中，我们系统地分析了Acipenser dabryanus在受到A. veronii感染后宿主-病原体相互作用的时空动态。研究结果表明，A. veronii在肠道中的定植会导致严重的系统功能障碍，而不会出现明显的临床症状。多组织分析显示，肠道内的“定植-反弹”模式与肠道外组织的广泛亚临床损伤相关，包括进行性肝细胞坏死和血管渗漏。重要的是，我们发现了一种系统免疫耗竭的机制：虽然病原体会引发局部黏膜免疫反应（例如IgT水平升高），但它同时会消耗系统的抗氧化能力（SOD活性）并显著抑制适应性免疫的关键成分（MHC-I表达和系统IgM水平）。这种黏膜免疫和系统免疫防御之间的脱节导致了严重的内部失调。总体而言，这些发现揭示了一种古老鱼类谱系中的新型免疫逃逸策略，即A. veronii在不引起外部症状的情况下引发隐性的系统恶化。我们的研究为黏膜-系统免疫的权衡提供了新的见解，并强调了亚临床细菌感染作为野生动物保护中一个重要但被低估的风险因素，呼吁在濒危物种重新引入计划中转向分子病原体监测。
引言
中华鲟（Acipenser sinensis）和长江鲟（Acipenser dabryanus）是珍稀且古老的软骨鱼类，为中国特有。它们对于研究脊椎动物进化和维持水生生态系统稳定性具有不可替代的价值（Cao等人，2025年；Xie，2003年）。近几十年来，人类活动（包括栖息地退化和水文变化（Boscari等人，2022年；Wang等人，2025年）严重扰乱了它们的自然繁殖行为，导致自然繁殖能力急剧下降甚至完全停止。因此，人工繁殖和随后将其重新引入野外已成为防止这些极度濒危物种灭绝的核心策略（Breve等人，2025年；Li等人，2021年，Li等人，2025a年；Yang等人，2020年）。然而，长期的保护工作揭示了一个显著的“重新引入悖论”：尽管在饲养和释放大量人工繁殖的幼体方面投入了大量资源，但在自然水域中的长期存活率和成功种群恢复仍然很低（Mrnak等人，2020年；Stakenas和Pilinkovskij，2019年；Wang和Huang，2024年）。目前对重新引入失败的分析通常强调外部因素，如栖息地退化或食物短缺。相比之下，释放前个体的“生理适应性”长期以来一直被忽视（Sauliute等人，2023年；Stringwell等人，2014年；Zhu等人，2021年）。这种潜在的生理缺陷无法通过常规的视觉健康评估轻易检测到，可能成为限制A. sinensis和A. dabryanus等濒危鲟鱼种群恢复计划有效性的关键隐藏瓶颈（Araki等人，2008年；O'Sullivan等人，2020年；White等人，2023年）。
在集约化的人工繁殖系统中，高密度饲养做法通常会增加暴露于病原微生物的风险。其中，细菌性肠炎及相关疾病对鱼类健康构成重大威胁（Ashrafi等人，2024年；Dawood，2021年）。Aeromonas veronii是一种在水生环境中普遍存在的机会性病原体，是包括鲟鱼在内的多种水生物种疾病的主要致病因子之一（Zhu等人，2023年）。目前对A. veronii致病性的研究主要集中在急性致死性或明显的临床症状上，如皮肤溃疡和出血性败血症（Bakiyev等人，2022年；Di等人，2018年）。然而，在实际的幼鱼饲养条件下，许多感染该病原体的鱼并不会表现出急性死亡或可见的病理病变。因此，这些个体经常被水产养殖管理者误认为是“表面上健康的”，并可能被错误地选择进行释放（Xu等人，2026年；Zhou等人，2026年）。
这种传统的疾病监测范式主要依赖于明显的临床症状，未能考虑到一种更为复杂的宿主-病原体进化策略，即“隐性致病性”（Dekker，2024年；Fisher等人，2017年；Howden等人，2023年）。作为水生病原体进入的主要途径，肠道不仅是抵御感染的主要物理和免疫屏障，也是持续宿主-病原体相互作用的关键界面（Pérez等人，2010年；Zhang等人，2020年）。当机会性病原体在肠道内建立隐蔽且持续的定植时——即使没有明显的外部病理表现——它们长期的抗原刺激会破坏硬骨鱼类精确调节的“黏膜-系统免疫稳态”（Lazado和Caipang，2014年）。对哺乳动物和其他硬骨鱼类的研究表明，慢性、局部的病原体积累可能导致内脏器官（如肝脏和脾脏）的无症状实质损伤，并触发局部黏膜免疫的过度激活（Chadda和Puthucheary，2024年；Gupta等人，2025年）。这种持续的黏膜过度激活逐渐耗尽系统的抗氧化储备并削弱适应性免疫反应，最终导致“系统免疫耗竭”的致命状态（Chen等人，2026a年；El-Houseiny等人，2022年；Wei等人，2026年）。因此，由局部隐蔽感染引起的宿主防御的整体崩溃可能是看似健康的濒危鱼类种群失去环境压力耐受性的关键机制，最终导致它们在复杂自然生态系统中的快速衰退。
基于上述背景和机制推断，本研究假设A. veronii能够在不引起明显临床症状的情况下隐蔽地定植于肠道，同时仍导致严重的内脏组织损伤。通过过度消耗系统的免疫和氧化还原储备，这种隐蔽的感染可能会严重损害濒危鲟鱼的生存适应性。为了系统地验证这一假设，我们使用长江鲟（A. dabryanus）作为体内模型，并进行了使用毒力强的A. veronii（Av53）菌株的挑战实验。我们进行了肠道病原体负荷的绝对定量，全面记录了肝脏和脾脏中的组织病理病变进展，并分析了与屏障功能、促炎反应和抗原呈递相关的多维免疫相关基因的时空动态，以及血清生理和生化参数。此外，通过构建一个将“肠道病原体负荷”与“多维宿主防御反应”整合的全球相关网络，本研究旨在阐明A. veronii如何破坏古老脊椎动物谱系中的宿主防御系统的分子机制。这些发现不仅将增强我们对硬骨鱼类黏膜-系统免疫权衡的进化理解，还强调了隐蔽细菌感染作为导致鲟鱼重新引入失败的关键但被忽视的因素。因此，这项工作提倡在未来的濒危物种重新引入计划中从传统的视觉健康评估转向分子监测环境病原体和内部免疫状态的策略转变。
章节片段
细菌分离与鉴定
从已建立的宏基因组监测库中获取了Acipenser sinensis的粪便样本。为了恢复微生物群落，将新鲜粪便样品以1:100的比例接种到脑心浸液（BHI）培养基中（w/v），并在30°C下进行短期富集，搅拌速度为160 rpm，时间为30分钟。然后将得到的悬浮液涂布在BHI琼脂上，并在30°C下有氧培养24小时。选择出数量占优势且具有独特生长特征的菌落
Aeromonas veronii Av53的分离、鉴定和生物学特征
从Acipenser sinensis的粪便样本中分离出的细菌形成了多样化的菌株集合。这些菌株的定量和分类结果见表2。根据BHI琼脂上的菌落形态，选择了9个优势菌株作为代表（图1A）。其中，由于Av53的高分离频率和独特的生长特性，选定了该菌株进行进一步研究。基于16S rRNA基因的系统发育分析
基因组可塑性作为定植和免疫逃逸的基础
A. veronii被广泛认为是淡水和海洋生态系统中的机会性病原体，其致病性传统上与宿主免疫抑制或环境压力因素相关（Fernández-Bravo和Figueras，2020年）。然而，从濒危鲟鱼的粪便样本中分离出优势菌株Av53揭示了更复杂的情景。该菌株表现出超出传统机会主义的特征，暗示了更主动的致病策略
结论
本研究阐明了Aeromonas veronii的“隐性致病性”及其对濒危鲟鱼系统适应性的影响。Av53菌株具有编码黏蛋白降解酶、分泌系统和多重耐药性决定因子的可塑性基因组，能够在不引起外部病变的情况下建立持续的肠道定植。这种隐蔽的感染引发了包括组织屏障破坏、进行性肝细胞
CRediT作者贡献声明
周家琛：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件使用、方法论、研究、数据分析、数据管理。彭迪克：研究。唐圆圆：研究。刘浩阳：研究。陈颖宁：资源获取、研究。张叶：撰写——审稿与编辑。胡亚成：监督、资源获取。杨元进：监督、资源获取。党慧峰：监督、资源获取。徐建安：监督、资源获取。郑月平：监督、资源获取、项目管理。
作者声明
我们声明本手稿是原创的，之前未发表过，目前也没有在其他地方考虑发表。
我们确认所有列出的作者都已阅读并批准了本手稿，且没有其他符合作者资格但未列入名单的人。我们还确认手稿中列出的作者顺序得到了所有人的认可。
资助
本工作得到了上海农业科技创新计划（授权号：K2025–02–08–00–12–F00043）和上海水生野生动物保护与研究中心的苗木培育疾病研究项目（D-8006-25-0392）的支持。
