揭示了難以捉摸的人類瘧疾物種的基因組秘密

今天，來(lái)自Wellcome Trust Sanger研究所的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)及其國(guó)際合作者在大自然中揭示了兩種最不常見(jiàn)的人類瘧疾寄生蟲(chóng)的基因組。這些序列將有助于改進(jìn)對(duì)這些罕見(jiàn)寄生蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)和診斷，這些寄生蟲(chóng)每年仍會(huì)導(dǎo)致超過(guò)1000萬(wàn)例瘧疾病例。該研究對(duì)全世界的瘧疾根除具有重要意義，并對(duì)瘧疾疫苗目標(biāo)有所了解。

瘧疾是由瘧原蟲(chóng)寄生蟲(chóng)引起的，瘧原蟲(chóng)通過(guò)蚊子傳播給人類。對(duì)三種人類感染性瘧原蟲(chóng) 物種的基因組進(jìn)行了相對(duì)較好的研究，尤其是最常見(jiàn)的瘧疾寄生蟲(chóng)惡性瘧原蟲(chóng)(P.falciparum)。然而，人們對(duì)瘧原蟲(chóng)和卵形瘧原蟲(chóng)知之甚少，據(jù)信這些瘧原蟲(chóng)在世界范圍內(nèi)造成高達(dá)5%的瘧疾，相當(dāng)于每年大約1000萬(wàn)例病例。這些物種可以隱藏在宿主中多年。

研究人員確定了這些瘧原蟲(chóng)寄生蟲(chóng)物種的基因組序列。通過(guò)將這些新基因組與已經(jīng)測(cè)序的瘧疾寄生蟲(chóng)進(jìn)行比較，研究人員能夠識(shí)別出可能參與人類感染和適應(yīng)人類宿主的基因。他們發(fā)現(xiàn)高達(dá)40%的P. malariae和P. ovale基因組含有可能參與逃避免疫反應(yīng)的基因。

該研究表明，三日瘧原蟲(chóng)含有兩個(gè)新的基因家族，其形狀與惡性瘧原蟲(chóng)的重要基因相似，稱為RH5。該基因?qū)τ趷盒辕懺x(chóng)寄生蟲(chóng)侵入人類紅細(xì)胞至關(guān)重要，是瘧疾疫苗設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)之一。新的P. malariae基因可能也參與與宿主細(xì)胞受體的結(jié)合。

來(lái)自Wellcome Trust Sanger研究所的論文的第一作者Gavin Rutledge說(shuō)：“研究這些寄生蟲(chóng)真的很難，因?yàn)槲覀儾荒茉趯?shí)驗(yàn)室里種植這些寄生蟲(chóng)。在這里，我們從瘧疾患者的血液樣本中分離出寄生蟲(chóng)。確定了這些最終的瘧原蟲(chóng)基因組序列。這將有助于我們了解瘧原蟲(chóng)物種的進(jìn)化，甚至可以讓我們了解這些寄生蟲(chóng)可能具有哪些抗藥性途徑。“

來(lái)自QIMR Berghofer醫(yī)學(xué)研究所的詹姆斯麥卡錫教授說(shuō)：“雖然它們比惡性瘧原蟲(chóng)的致命性低，但是罕見(jiàn)的瘧疾物種可能更難以消除。更好的工具來(lái)診斷這些寄生蟲(chóng)，以及藥物和疫苗。控制它們將是必不可少的。這些新的基因組現(xiàn)在應(yīng)該可以為這些瘧原蟲(chóng)物種開(kāi)發(fā)改進(jìn)的診斷工具，確保藥物對(duì)它們起作用并協(xié)助疫苗開(kāi)發(fā)。“

P. ovale實(shí)際上由兩種不同的物種組成，即卵形瘧原蟲(chóng)(Plasmodium ovale wallikeri)和卵形瘧原蟲(chóng)(Plasmodium ovale curtisi)。作者表明，這些物種之間的分裂是古老的，并且在更惡毒的惡性瘧原蟲(chóng)出現(xiàn)之前就已經(jīng)發(fā)生了。研究人員還對(duì)生活在加蓬庇護(hù)所的黑猩猩采集的瘧原蟲(chóng)寄生蟲(chóng)進(jìn)行了測(cè)序。他們將這些與人類樣本和來(lái)自其他瘧原蟲(chóng)寄生蟲(chóng)的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，這些寄生蟲(chóng)也感染了黑猩猩，提供了瘧疾寄生蟲(chóng)如何適應(yīng)不同寄主物種的見(jiàn)解。

新的遺傳信息已經(jīng)可供瘧疾研究界的其他科學(xué)家使用，可通過(guò)Sanger Institute GeneDB數(shù)據(jù)庫(kù)或歐洲生物信息學(xué)研究所的歐洲核苷酸檔案館使用。

Sanger研究所的主要作者Thomas Dan Otto博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究為瘧疾研究界提供了期待已久的參考基因組。寄生蟲(chóng)存在于世界范圍的瘧疾區(qū)域，但研究人員對(duì)其生物學(xué)的知識(shí)有限。這些的基因組更多被忽視的物種將有助于開(kāi)發(fā)研究瘧疾傳播和傳播的工具，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)完全消除瘧疾的目標(biāo)至關(guān)重要。“

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