分析鱼的血液可以告诉我们它们的健康状况

圣劳伦斯湾对加拿大来说是宝贵的资源。自16世纪以来，鱼类和贝类渔业一直是许多社区的重要收入来源，包括北岸、加斯佩西或马德莱娜岛的社区。

例如，在马德莱娜岛，2015年有近1,800个工作岗位(总共12,500名居民)与渔业有关。

但渔业的产业化​​和环境的变化，给我国渔业管理带来了许多新问题。过去20年来，海湾地区不同鱼类的丰度波动很大。

一个典型的例子是：格陵兰大比目鱼的数量急剧下降。与去年相比，今年渔民的上岸量减少了六倍。

但其他物种正在从这种情况中受益。大西洋大比目鱼的数量就是这种情况，目前其数量已达到创纪录的水平。

是什么导致了这些变化?我们可以预测进一步的变化吗?

作为国家科学研究所(INRS)的生物学博士生，我正在努力寻找这些问题的可能答案，作为我研究工作的一部分。

一种新的健康监测技术

用于研究个体水平上的鱼类健康的手段是有限的。一方面，我们可以根据个体鱼的体重和身高来计算指标。但这些测量结果太模糊，并不能告诉我们太多信息。

对鱼类组织进行活检的后勤工作(需要从肌肉或器官中采集样本)非常复杂。为了实现这些目标，研究人员必须前往海洋，实际采集样本并将其带回实验室。然后还有道德方面的考虑，因为显然必须牺牲鱼才能实现这一目标。

即便如此，这些方法对于检测环境变化引起的压力并不是非常有效，并且对于在物理影响变得明显之前的早期阶段检测压力也不是很有效。

然而，在某些鱼类的丰度迅速下降的情况下，有必要对其整体健康状况进行分析。幸运的是，一种新工具正在开发中：循环微生物组。该研究发表在《科学报告》杂志上。

一个鲜为人知的做法

循环微生物群是一种生物标志物，是一种警报信号，甚至在鱼类健康状况开始恶化之前就可以在鱼类中检测到。好的生物标志物是灵敏的、易于采样且便宜的。

对由血液中细菌DNA组成的循环微生物组的分析直接受到对人类进行的类似分析的启发，这些分析提供了大量信息。

特别是，这些分析可以检测由于压力因素对身体的影响或疾病的发展而导致的异常。

通过研究循环微生物组也可以检测环境的变化。但这里出现了一个主要问题：鱼不是人。对人类的研究如此详细，以至于有关其健康的知识可以用于无限量的进一步研究。然而，对鱼血进行取样并不常见。因此，在我们能够正确评估鱼类的健康状况之前，还有很多工作要做。

由于以前从未研究过鱼类循环微生物组的分析，因此需要做大量工作来开发该技术。

血液中是否有细菌痕迹?

当血液在全身循环时，它会专门与构成其他微生物群(肠道、口腔、皮肤)的细菌接触。对于鱼类和人类来说，这些细菌对于健康至关重要。

因此，当我们分析血液中的细菌DNA时，可以从肠道、口腔或皮肤中找到细菌。但也不能完全排除这些是血液特有细菌的假设。

虽然有些人仍然相信血液是无菌的，因此不含任何细菌，但自20世纪70年代以来我们就知道这一假设是错误的-它在2000年代被基因组研究证实。1674年，荷兰微生物学家安东尼·范·列文虎克甚至可能在显微镜下观察到鲑鱼血液中的细菌。

今天，我们可以通过针对一个非常特殊的细菌基因(16S核糖体RNA基因)来详细分析这些细菌。该基因存在于世界各地的所有细菌中，不同物种之间略有不同。这使得识别和分析微生物组的生物多样性成为可能。

我吃故我在

我们最近的工作首次能够表征大菱鲆和大比目鱼的循环微生物组。我们已经证明，这两种鱼类的循环微生物组以假交替单胞菌和嗜冷杆菌为主。众所周知，这些细菌会在寒冷的环境中繁殖，例如圣劳伦斯湾的底部，温度约为5°C。众所周知，它们还能产生生物活性化合物(抗菌剂和抗真菌剂)。它们比其他细菌更顽强。

然而，两个物种之间可以观察到差异。大菱鲆体内有更多被称为弧菌的细菌，其中一些会代谢甲壳素，甲壳素是一种构成其赖以生存的无脊椎动物外壳的分子。就大西洋大比目鱼而言，它含有更多的不动杆菌，这是肠道微生物组中典型的食鱼(吃鱼)饮食的细菌。因此，这两种鱼类的循环微生物组似乎受到肠道细菌的影响，就像人类的情况一样。因此，我们有可能将血液微生物组与鱼类的饮食联系起来，而这通常很难估计。

一项尚处于萌芽阶段但很有前途的技术

因此，这两个物种血液的第一个细菌图谱可能反映了它们各自的肠道微生物组。根据这一特征，细菌组成变化的检测可能与压力、环境变化或动物的生理变化有关。

例如，我们知道，在人类中，循环微生物组中放线菌的丧失与严重急性胰腺炎有关。人类中有很多这样的例子。

这项研究是INRS、魁北克大学里穆斯基分校和加拿大渔业和海洋部的大学研究人员合作的结果，对圣劳伦斯湾鱼类血液微生物组提供的信息潜力进行了简要概述。劳伦斯.

进一步的研究将能够估计它们的健康状况并更好地预测它们的种群进化。20世纪80年代末鳕鱼种群急剧减少，对渔民产生了重大影响。他们中的一些人甚至担心这种情况会在另一个物种身上再次发生。由于大菱鲆仍然是濒临灭绝的物种，因此必须确保更好地管理圣劳伦斯物种。

只有完善我们的分析技术，加深我们的科学知识，我们才能防止这种类型的崩溃在未来再次发生。