黑龙江省淡水动物寄生虫数据库的建立与应用

申报人:张浩琨 申报日期:2024-06-24

基本情况

2024
黑龙江省淡水动物寄生虫数据库的建立与应用 盲选
创新训练项目
农学
动物医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
本项目拟构建黑龙江省淡水动物寄生虫数据库并进行应用。通过对黑龙江省各市(区)淡水动物携带寄生虫情况展开系统调查,明确病原种类、分布情况及宿主信息。基于调查结果,对淡水动物优势虫种及人兽共患寄生虫等重要病原进行风险因素分析。最终整合科研结果,以云服务器为搭建平台,构建黑龙江省淡水动物寄生虫流行与检测管理系统。本项目的实施可为黑龙江省淡水动物源性寄生虫病的防控提供数据支撑和科学指导。

本人自2023年6月,进入大庆市动物源性人兽共患病防控重点实验室学习,初步掌握有关寄生虫的知识,参与淡水动物的采样与消化以及寄生虫的形态学鉴定,初步掌握相关淡水动物寄生虫形态学的镜检,例如华支睾吸虫、东方次睾吸虫、丽尾线虫等,以及相关分子实验,如PCR、凝胶电泳、胶回收、转化等。已在本校实验室实习一年。

指导教师主要从事分子寄生虫学与动物寄生虫病防治的研究,近年来主持国家自然科学基金项目1项,黑龙江省自然科学基金青年项目和联合引导项目各1项,黑龙江省博士后面上资助项目1项,作为主要人员参与国家自然科学基金项目2项,具体如下:

1.家自然科学基金面上项目“华支睾吸虫细胞外囊泡microRNA调控宿主肝纤维化的分子机制研究”,主持,2022.012025.12,在研。

2.黑龙江省自然科学基金联合引导项目“华支睾吸虫miR-71a在调控宿主肝纤维化中的功能及其机制研究”,主持, 2021.072024.07,在研。

3.黑龙江省自然科学基金青年项目“东方次睾吸虫分子种系发生的研究及检测方法的建立”,主持, 2014.072017.07,已结题。

4.黑龙江省博士后面上资助“华支睾吸虫细胞外囊泡参与宿主局部免疫调节的作用机制研究”,主持, 2019.122021.12,已结题。

5.国家自然科学基金面上项目“黑龙江省淡水动物产品中食源性寄生虫的调查及溯源研究”,参与,2020.12023.12,已结题

6.国家自然科学基金面上项目基于微生物培养组探讨黑龙江省三种硬蜱内细菌的反向病原学研究,参与2021.01至2024.12,在研

指导教师一直从事淡水动物寄生虫致病机理以及感染途径与感染强度等研究,做了大量的基础工作,积累了丰富的相关物质基础,也获得了多项科研项目的支持。指导教师对本项目的选题、设计及实施等进行了指导,也会在后续科研经费上给予大力支持。

国家级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
张浩琨 动物科技学院 动物医学(创新人才班) 2022 线粒体与核糖体的测序
何雨桐 动物科技学院 动物医学(创新人才班) 2022 虫体鉴定
白宇轩 动物科技学院 动物医学 2022 样本采集
段宜昌 动物科技学院 动物医学(创新人才班) 2022 数据整合与处理
张志诚 动物科技学院 动物医学(创新人才班) 2022 感染强度计算

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
高俊峰 动物科技学院

立项依据

随着经济发展,人们的生活水平不断提高,对美食的追求也越来越强烈。生腌食物以其独特的口感和风味,吸引了越来越多的食客。然而,淡水动物寄生虫问题始终是生腌食物面临的一大挑战。例如2009年福寿螺事件、2020年中国圆田螺广州管圆线虫事件、2022年河蟹华支睾吸虫事件等等。不仅仅是生食,即便是半生食也会增加寄生虫病的患病风险。部分居民误以为将淡水动物用高温水烫一下,就能杀死虫体,实际这些方法对杀灭寄生虫均无效果。因为大部分寄生虫的感染性阶段都寄生在宿主组织内,不论是白酒还是短暂的高温也仅仅能接触到肌肉表层,无法对寄生于内部的寄生虫造成威胁,只有浓度达到70%以上的乙醇直接接触囊蚴才能迅速让其致死。基于本研究的调查结果,黑龙江省市售淡水鱼因其存在大量的人兽共患寄生虫,所以不论是生食或半生食,均有感染寄生虫病的风险。除了不科学的饮食习惯,另一个重要的风险因素就是烹饪过程中厨具的使用。一些没有生食或半生食饮食习惯的居民也会感染食源性寄生虫病,主要原因就是在烹饪过程的前期准备工作中,没有做到厨具的生熟分离。这些病原由于体积过小,肉眼无法观察到,在处理鱼时使用的厨具,很有可能沾染病原,如吸虫囊蚴和线虫幼虫。一旦厨具沾染病原,若不能及时的消毒和清洗,很有可能会在后续过程中接触到其它的食物,从而引发鱼源性寄生虫病。因此,相关部门必须加大宣传和教育,让居民摒弃不良的饮食理念,掌握食源性寄生虫病的防控要点,如此才能从根本上阻断病原的传播。

当前,互联网和人工智能技术在寄生虫检测影像诊断:利用计算机视觉和深度学习技术,可以训练模型识别寄生虫的形态和特征,实现自动检测和分类。流行病学调查:利用人工智能技术,可以分析寄生虫病发生的规律和传播途径,从而为预防和控制寄生虫病提供依据。虽然互联网和人工智能技术在寄生虫检测方面已经取得了一定的进展,但仍然存在许多挑战。寄生虫种类繁多,形态各异,需要大量标注的数据来进行模型训练。

淡水动物寄生虫种类繁多,且多呈混合感染,给寄生虫的检测带来了一定的难度。但由于各种在大小及形态特征均存在差异,可以实现计算机数字化检测的目的。

因此,对黑龙江省淡水动物寄生虫携带情况进行系统调查,对获得的重要寄生虫线粒体全基因组和核糖体全序列进行测序,分析不同地域和不同宿主来源寄生虫的遗传多态性,找到适合溯源的分子标记;对淡水动物源性寄生虫病进行风险因素分析,为该类疾病的防控提供依据。基于获得的研究资料,建立了黑龙江省淡水生动物源性寄生虫数据库,为建立信息化数据平台奠定基础。设置宿主、病原、流行情况、基因序列、风险分析五大核心模块。各模块分工明确,展示不同内容,用户可根据自身需求直接进入相应模块检索信息。该系统可为淡水动物源性寄生虫病的防控提供数据支撑和科学指导。

淡水动物栖息环境多样化,覆盖水陆两栖,往往是多种寄生虫的适宜中间宿主或终末宿主。黑龙江省拥有得天独厚的淡水资源,为淡水动物提供适宜栖息环境的同时,也为寄生虫生活史的顺利完成提供了条件。不同淡水动物的易感寄生虫有所不同,而不同寄生虫的寄生特性亦不相同。因此,若要明确淡水动物感染寄生虫的具体情况,针对不同寄生虫应采用不同的检疫方法,逐一对淡水动物样品开展寄生虫检查工作。然而,目前黑龙江省尚未有关于淡水动物寄生虫感染的完整调查研究,基于此,研究将采用全面、系统的方法完成对黑龙江省淡水动物寄生虫感染的检查工作,对淡水动物源性寄生虫病开展风险因素分析,评估其对公共卫生安全、养殖业及野生动物的潜在威胁,并制定综合防控措施。最终,整合试验数据及本实验室历年基于淡水动物源性寄生虫病的科研成果,构建黑龙江省淡水动物寄生虫数据库并面向社会开放。

淡水动物栖息环境多样化,覆盖水陆两栖,往往是多种寄生虫的适宜中间宿主或终末宿主。黑龙江省拥有得天独厚的淡水资源,为淡水动物提供适宜栖息环境的同时,也为寄生虫生活史的顺利完成提供了条件。不同淡水动物的易感寄生虫有所不同,而不同寄生虫的寄生特性亦不相同。因此,若要明确淡水动物感染寄生虫的具体情况,针对不同寄生虫应采用不同的检疫方法,逐一对淡水动物样品开展寄生虫检查工作。然而,目前黑龙江省尚未有关于淡水动物寄生虫感染的完整调查研究,基于此,本研究项目将采用全面、系统的方法完成对黑龙江省淡水动物寄生虫感染的检查工作,对淡水动物源性寄生虫病开展风险因素分析,评估其对公共卫生安全、养殖业及野生动物的潜在威胁,并制定综合防控措施。

目前,淡水动物源性人兽共患寄生虫病的流行主要集中在东南亚地区,以鱼源性人兽共患吸虫病为主。1995年,WHO首次提供了三种肝吸虫(华支睾吸虫、麝猫后睾吸虫、猫后睾吸虫)感染人群的估计数为1734万,其中701万人为华支睾吸虫感染,874万人为麝猫后睾吸虫感染,158万人为猫后睾吸虫感染,Qian[1]预估当前全球感染总人数已达2700万人以上。

在此前的报道中,以淡水两栖动物为传播媒介的曼氏迭宫绦虫,主要分布于东南亚地区,泰国和中国的感染率最高,并多以脑裂头蚴病为主,占总体裂头蚴病的13.5%12.4%[2]。然而,目前该病已在非洲、欧洲的野生动物体内发现,其中,已在欧洲17个国家的野生动物体内检出曼氏裂头蚴[3]Jan[4]在格伦比亚的一只食蟹狐身上发现了曼氏迭宫绦虫裂头蚴,该项结果表明了曼氏迭宫绦虫的病原分布正在持续扩散。

我国华支睾吸虫病例数量为全球最多,根据我国调查和常规检测显示,2015年我国人群华支睾吸虫病患病率为0.84%,感染人数达1000万以上[5]。感染率较高的省份为广东、广西、黑龙江和吉林[6-7],东北两地区感染以松花江流域为主。在先前的调查中,除我国东南和东北地区以外,中部地区也有过华支睾吸虫病的报道,包括安徽、河南和山东。然而,近期调查结果揭示了华支睾吸虫在我国的流行区域正逐渐扩大。罗静雯等对四川省20162020年华支睾吸虫病进行监测,在调查的143311人中,共检出阳性患者28[8]。沈明学等在江苏北部地区基于血清学方法开展了华支睾吸虫病流行病学现状调查,在采集的2174份血清中,阳性血清226份,感染率为14.59%[9]

除华支睾吸虫外,其它淡水动物源性人兽共患寄生虫在我国亦常有报道。马雪婷等[10]报道了一例来自北京的女性颚口线虫病患者,问诊结果显示,该患者有食用生泥鳅酱的习惯。马安等[11]回顾性分析了20092011年间我国16例新发颚口线虫病例报道,所有患者均有生食淡水鱼的习惯,其中女性11例,男性5例。施力铭等[12]报道了一例男性感染广州管圆线虫诱发嗜酸性脑膜炎的病例,该患者在平日生活有生食淡水螺的习惯。刘蕊蕊等[13]报道了一例儿童食用虾感染广州管圆线虫诱发嗜酸性脑膜炎的病例。李凤霞等分析了6例儿童皮下结节性肺吸虫病的病例,发现所有患者均有生食溪蟹的流行病学史。

实际上,确定某地区是否为淡水动物源性人兽共患寄生病的流行区,最高效的方法是调查病原传播媒介,即中间宿主感染情况。若在该地区淡水动物体内分离到了病原,根据感染率和感染强度,便可明确该地区是否为此类病原的自然疫源地。张滢[14]对黑龙江省淡水鱼感染吸虫囊蚴的情况进行了系统调查,共在6791尾淡水鱼体内分离到6种人兽共患病原,其中,华支睾吸虫和东方次睾吸虫的感染率较高,为15.55%10.59%,适宜宿主为麦穗鱼。孙逸竹[15]对吉林市松花江流域采集的2259尾淡水鱼感染食源性寄生虫的情况展开了调查,共检出3种人兽共患寄生虫,分别为华支睾吸虫、东方次睾吸虫和棘口吸虫,感染率最高的鱼种为葛氏鲈塘鳢,为44.23%。钟敖等[16]对南水北调中线工程水源地的淡水鱼虾感染吸虫囊蚴的情况展开调查,结果显示,在采集的311尾淡水鱼和771只日本沼虾中,共检出阳性样品475份。蔡武卫等[17]在福建省闽北市售黄鳝中检出颚口线虫3期幼虫,采集样品110尾,检出阳性14尾。张娟[18]20172022年间对云南省常见落泪感染广州管圆线虫的情况进行了监测,在采集的2402份淡水螺中,共检出阳性217份,总感染率为9.03%。刘道华等[19]在安徽省休宁县采集的495只溪蟹中检出并殖吸虫囊蚴,阳性数量106只,感染率为21.41%

寄生虫虫体的智能化识别检测技术发展较晚,随着信息化技术的发展,也逐步进行完善和更新。Widmer[20]建立了一种利用人工神经网络和免疫荧光显微镜共同识别贾第鞭毛虫和隐孢子虫体囊的方法。该方法根据对100幅图像(50幅正面图像和50幅负面图像)的初始测试性能,选出表现最好的人工神经网络,并对图像进行了验证。结果显示所建立的方法对隐孢子虫体囊和贾第虫体囊的识别率可达91.8%99.6%Castanon[21]利用利用贝叶斯分类方法建立了一种可以鉴定7种禽艾美耳球虫的数字化识别方法,即通过体囊的数字图像,采用高斯分布贝叶斯分类器进行球虫体囊的识别。该方法建立了一个包含3891张显微照片的数据库,并使用了每个球虫体囊的样本进行了检验,结果显示该方法的准确率为85.75%。最后通过web界面实现了一个实时诊断工具,提供了一个远程诊断的方法。Kamarul[22]基于过滤稳定阈值系统(F-SDTS)建立一种检测蛔虫体和鞭虫体的系统。该系统包括对图形信息进行分割获取特征、图形信息的特征提取和F-SDTS分类器识别过程。通过该系统可以从显微镜下的图像中区分出蛔虫体和鞭虫体,而且对两种虫体的检测准确率分别为93%94%。另外,在虫体智能化检测过程中,常由于其中的杂质而影响计算机对虫体识别的准确性和效率。Suzuki[23]建立了一种可从带有杂质的显微镜图像中检测出15种常见的寄生虫虫体和幼虫的智能识别系统,并在检测中取得了较好的效果。

虽然寄生虫的虫体智能检测与采集系统已有相关研究,但是大多集中于原虫和人体寄生虫虫体的检测与记录,对黑龙江省淡水动物寄生虫虫体数据库系统还未见报道。因此,本研究拟将黑龙江省淡水动物与寄生虫虫体和互联网技术相结合,以Java为编程语言,以阿里云ECS服务器为搭建平台,以网页端形式构建黑龙江省淡水动物寄生虫数据库,实现对淡水动物源性寄生虫病进行风险因素分析,为淡水动物寄生虫病的精准快速检测提供有力的技术支撑。

参考文献:

[1] Zhao TT, Feng YJ, Doanh PN, et al. Model-based spatial-temporal mapping of opisthorchiasis in endemic countries of Southeast Asia[J]. Elife, 2021, 10:e59755.

[2] Brabec J, Uribe M, Chaparro-Gutiérrez JJ, et al. Presence of Spirometra mansoni, Causative Agent of Sparganosis, in South America[J]. Emerg Infect Dis, 2022, 28:2347–2350.

[3] Jiang ZH, Wan XL, Lv GL, et al. High prevalence of Clonorchis sinensis infection in Guangxi, Southern China[J]. Trop Med Health, 2021, 49:6.

[4] Deng ZH, Fang YY, Zhang QM, et al. The control of clonorchiasis in Guangdong province, southern China[J]. Acta Trop, 2020, 202: 105246.

[5] Doanh PN, Nawa Y. Clonorchis sinensis and Opisthorchis spp. in Vietnam: current status and prospects[J]. Trans R Soc Trop Med Hyg, 2016, 110:1320.

[6] Han S, Zhang X, Chen R, et al. Trends in Prevalence of Clonorchiasis among Patients in Heilongjiang Province, Northeast China (2009–2012): Implications for Monitoring and Control[J]. PLoS One, 2013, 8:e80173.

[7] Huang X, Kou J, Deng X, et al. Review of the control of clonorchiasis in Shandong Province, China from 1962 to 2015[J]. Int J Infect Dis, 2020, 96:199–204.

[8] 罗静雯, 田洪春, 谢红, . 2016—2020年四川省华支睾吸虫病监测结果分析[J]. 热带病与寄生虫学, 2021, 19(03):127–130.

[9] 沈明学, 金小林, 李健, . 江苏省北部地区华支睾吸虫病流行现状调查[J]. 中国血吸虫病防治杂志, 2010, 22(05):468471.

[10] 马雪婷, 栗绍刚, 白彦萍, . 皮肤棘颚口线虫病一例[J]. 实用皮肤病学杂志, 2015, 8(02):137138.

[11] 马安, 王越, 刘晓龙, . 颚口线虫病16例流行病学及临床特征分析[J]. 中国人兽共患病学报, 2017, 33(11):10481051.

[12] 施力铭, 许慕群, 苏庆杰. 以眩晕起病的广州管圆线虫嗜酸性粒细胞脑膜炎1[J]. 河北医学, 2024, 30(01):175176.

[13] 刘蕊蕊, 黄栋, 潘飞飞. 儿童广州管圆线虫致嗜酸性粒细胞性脑膜炎1例报告并文献复习[J]. 寄生虫与医学昆虫学报, 2023, 30(03):175179.

[14] 张莹. 黑龙江省主要淡水鱼吸虫囊蚴感染情况调查与分析[D]. 黑龙江八一农垦大学, 2015.

[15] 孙逸竹. 吉林市松花江流域主要鱼类食源性寄生虫的流行病学情况调查及分子鉴定[D]. 吉林农业大学, 2023.

[16] 钟敖, 张涵, 赵钊, . 南水北调中线工程水源地淡水鱼虾吸虫囊蚴感染情况调查[J]. 中国病原生物学杂志, 2023, 18(06):695699.

[17] 蔡武卫, 林陈鑫, 谢汉国, . 颚口线虫期幼虫在黄鳝体内分布调查[J]. 海峡预防医学杂志, 2020, 26(02):1011.

[18] 张娟, 陶洪, 李彦忠, . 2017—2022年云南省常见螺类广州管圆线虫感染情况调查[J]. 中国寄生虫学与寄生虫病杂志, 2023, 41(04):464469.

[19] 刘道华, 金郁, 李启扬, . 安徽省休宁县2019-2021年并殖吸虫中间宿主监测结果分析[J]. 中国媒介生物学及控制杂志, 2023, 34(05):617621.

[20] Widmer KW, Srikumar D, Pillai SD. Use of artificial neural networks to accurately identify cryptosporidium oocyst and giardia cyst images[J]. Appl Environ Microbiol, 2005, 71(1):80–84.

[21] Castanon CAB, Fraga JS, Fernandez S, et al. Biological shape characterization for automatic image recognition and diagnosis of protozoan parasites of the genus Eimeria[J]. Pattern Recognit, 2007, 40:1899–1910.

[22] Kamarul HG, Raafat SH, Zeehaida M. Automated system for diagnosis intestinal parasites by computerized image analysis[J]. Mod Appl Sci, 2013, 7(5):98–114.

[23] Suzuki CTN, Gomes JF, Falcao AX, et al. Automatic segmentation and classification of human intestinal parasites from microscopy images[J]. IEEE (Inst Electr Electron Eng) Trans Biomed Eng, 2013, 60(3):803–812.

1. 创新点

本项目属于兽医学与计算机科学的交叉融合,对黑龙江省淡水动物寄生虫携带情况进行系统调查,通过收集整合省内现存寄生虫的多层面数据和信息资源,并将拍照和搜索技术应用于淡水动物寄生虫的识别和查询,建立地缘性搜索软件,将对于寄生虫的防范意识植入与生活,极大地方便用户,提高用户体验。该软件提供详细的用户指南,以便用户可以按照个人需求输入寄生虫的形态描述、患病症状等信息,以快速准确地定位相关寄生虫的分布、病例。软件中提供常见寄生虫及其生活史,以进行准确快速地定位。我们会提供黑龙江省内寄生虫的分布情况及寄生虫分布较多地点,以便用户了解其可能感染的风险。有助于用户在黑龙江境内旅行或迁移时做出适当的预防措施。软件内会定期更新寄生虫的信息,包括新发现的寄生虫种类的变化等,以便于用户获取最新的信息,具有明显的创新性。

2. 项目特色

本项目的特色之处在于可以将科研成果与临床应用有效的融合,且本项目的实施具有广阔的应用前景,可在寄生虫科普本科生教学、人兽共患病溯源等方面具有明显应用。

寄生虫科普:向公众开放该网站,对寄生虫宿主以及寄生途径与流行情况进行阐述,以彩图的方式向公众科普寄生虫形态。

本科生教学:现在的寄生虫教材大多以形态图为主,即使有其真正的在显微镜下的照片,也多以黑白照片为主,本网站可以针对正在学习中的本科生对于寄生虫的彩图与真正原有的形态图片来学习与参考。

人兽共患病溯源:分析不同地域和不同宿主来源寄生虫的遗传多态性,找到适合溯源的分子标记,当食用淡水动物所造成的身体不适时,可参考本网站中对于宿主的信息,以判断是否为食用淡水动物所造成的寄生虫感染。

5.1 研究方法

1. 样品的采集

对黑龙江省13个地市全面开展样品采集工作,每个地市选择2个以上试验点,以各试验点市售的淡水动物为试验对象,将采集样品在4℃环境下,运输至黑龙江八一农垦大学动物寄生虫病实验室进行病原检验。

2. 虫体的鉴定

1)形态学鉴定

将虫体置于显微镜下,依据虫体大小选择适宜倍数观察虫体各器官形态,测量特征器官大小并进行拍摄,记录形态特征。参考相关文献和资料完成对虫体的形态学鉴定。

2)分子生物学鉴定

取出固定于75%乙醇中的虫体,根据虫体大小取200 μg~1000 μg的虫体组织,用蒸馏水洗去虫体表面残留乙醇,根据TIANGEN公司的TIANamp Genomic DNA Kit试剂盒提取总DNA,操作过程严格按照试剂盒说明书执行。

3. 虫体核酸信息获取

3.1 核糖体ITS序列扩增

利用BD1/BD2NC2/NC5通用引物扩增囊蚴和其它寄生虫的核糖体ITS序列(ITS rDNA),PCR扩增反应体系为25 μL,其中Taq DNA10.5 μL,上下游引物各0.5 μLDNA模板1 μL,加ddH2O补足25 μL

3.2 琼脂糖凝胶电泳

称取琼脂糖0.2 g,倒入250 mL锥形瓶中,加入20 mL 1×TAE,将锥形瓶放至微波炉高温加热2~3 min至琼脂糖完全融合,取出锥型瓶均匀摇动,待溶液清澈透明后,室温静置2 min,加入1 μL溴化乙锭(EB)并混匀,将液体倒入已插好梳子的胶板中,室温静置15 min,等待凝固。将凝固的梳子拔掉,放入电泳槽内,加样孔内加入3 μL DL 2000MakerPCR产物3~5 μL。设置电压100 V25 min后使用紫外凝胶成像系统检查扩增结果。

3.3 PCR产物纯化

使用DNA凝胶回收试剂盒(Axy Prep DNA Gel Extraction Kit)对PCR产物进行胶回收,以纯化DNA,操作过程严格按照试剂盒内说明书执行。将纯化后的产物送至吉林库美生物有限公司进行双向测序,将所得序列与NCBI GenBank数据库中的信息进行比对分析。

4. 宿主与虫体信息的采集

4.1 虫体与宿主图像的采集

选择经经形态学和分子生物学鉴定后,确认虫体与宿主形态与大小在显微镜下,选取轮廓清晰、接近成熟的虫体及终末宿主,借助于Moticam Pro 282A图像采集系统在10×10倍数下进行拍照,每幅照片像素设定为1360×1024,每种虫体与终末宿主至少采集50幅以上的图像记录。

4.2 虫体大小与宿主大小的测量及显微特征图像的分割

Motic Images Advanced 3.2软件分别测量每种虫体和终末宿主的长径和宽径,然后进行数据分析;借助Photoshop 9.0应用软件人工分割成为单个虫体与终末宿主图像,并去除背景杂质。将单个虫体与终末宿主图像逐一存储,建立黑龙江淡水动物寄生虫数据库的原始图像库。

4.3 不同种虫体与宿主形态特征的比较分析及数字化描述

借助于分割出的虫体图像,将单个寄生虫虫体大小、形态、结构参数进行系统统计分析。应用SPSS软件统计分析各种虫体间大小有无显著性差异。利用变形雅可比-傅立叶矩(PJFM’s)对所采集到的虫体显微特征图像进行数字化处理,如选取一大一小两种有代表性的虫体图片,分别计算MN值从1~20时的虫体图像重建误差,找出重建误差最小时的MN值,然后根据重建误差率和计算时间等因素综合确定不变矩MN的值,最后运用确定的MN值计算每种虫体的不变矩值。所有过程用Matlab 7.0程序处理。

5. 黑龙江省淡水动物寄生虫数据库的建立与应用

利用Matlab 7.0自带的图形用户界面,建立淡水动物与寄生虫虫体识别系统,实现图像库预览、图像分割、虫体识别等模块链接。系统的识别准确率通过利用已知虫体样品进行检测来评估,系统的识别效率通过与已报道的虫体识别系统数据进行比较来评估,系统的稳定性通过对大量临床样品进行测试来评估,进而对检测系统进行调试,建立黑龙江省淡水动物寄生虫数据库,并形成寄生虫虫体的智能化识别应用程序,并基层推广及在教学中进行应用

5.2 技术路线

5.3 拟解决问题

1)通过数据库解决黑龙江省不同地市样品中感染人兽共患寄生虫多样性调查

2)通过数据库解决黑龙江省不同种类淡水动物中感染人兽共患寄生虫多样性调查

3)确定通过数据库对于人、伴侣动物、经济动物、野生动物的生命健康得到保证

5.4 预期成果

1)建立黑龙江省淡水动物寄生虫数据库

2)在核心期刊发表论文1篇或申请专利1项;

3)撰写研究报告1份。

2024年6月-2024年12月:样品收集及虫体图像信息的采集

2025年1月-2025年6月:虫体大小的测量及显微特征图像的分割

2025年7月-2025年10月:不同种虫体形态特征的比较分析及数字化描述

2025年11月-2026年2月:预运行及应用程序的形成,撰写论文或专利。

2026年3月-2026年6月:准备结题材料

本项目依托大庆市动物源性人兽共患病防控重点实验室,前期已开展了黑龙江省部分地区淡水动物寄生虫的采集及鉴定工作,已掌握淡水动物寄生虫病的常规检测技术、寄生虫的形态学鉴定技术、寄生吸虫囊蚴的消化技术、寄生蠕虫的虫体染色技术等,并已获取了一些数据。同时,依据前期研究数据已申请并授权国家发明专利2项,实用新型专利2项,软件著作权1项。因此,本项目前期具有扎实的研究基础,可以确保本项目的顺利实施。

下一步尚需对黑龙江省淡水动物的进一步采样与调查,测量出其他寄生虫的线粒体与核糖体的全基因组序列,计算相关寄生虫的平均感染强度、总感染率,寻找适合溯源的分子标记,分析来自不同地区的淡水动物所感染的寄生虫的遗传多态性。缺少科研资金,如能获得足够资金支持本项目能顺利完成。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 8000.00 12000.00
1. 业务费 8000.00 0.00 8000.00
(1)计算、分析、测试费 3000.00 0.00 3000.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 5000.00 用于发表论文 0.00 5000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 4000.00 用于购买血液/细胞/组织基因组 DNA 提取试剂盒、Axygen DNA 凝胶回收试剂盒、2×Taq DNA酶; DL2000 Maker等 4000.00 0.00
4. 材料费 8000.00 用于购买滤膜、注射器、离心管等 4000.00 4000.00

项目附件

结束