找出最致命的菌株來設(shè)計兒童疫苗

研究人員已經(jīng)確定了與最致命的瘧疾寄生蟲菌株相關(guān)的“遺傳指紋”，使這些獨特的DNA區(qū)域成為疫苗開發(fā)的潛在目標。

由墨爾本大學領(lǐng)導的一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)，一小組蛋白質(zhì)與最嚴重的瘧疾感染菌株有關(guān)，這些菌株在尚未有機會對寄生蟲產(chǎn)生強烈免疫反應(yīng)的幼兒中通常是致命的。。

墨爾本大學生物科學與生物研究所研究所的高級作者邁克爾達菲博士說：“我們知道，瘧疾死亡的巨大負擔是五歲以下的兒童。”

“但是，為什么兒童罹患瘧疾的風險很高，為什么有些孩子會在其他人生存的情況下死亡，多年來一直讓臨床醫(yī)生和科學家感到沮喪，”他說。

“為了更好地理解這種差異，我們將引起最嚴重瘧疾的寄生蟲與導致無并發(fā)癥或輕度疾病的寄生蟲進行比較，這可以通過免疫系統(tǒng)解決。”

墨爾本大學科學院院長Karen Day領(lǐng)導的團隊開發(fā)了一種“指紋識別”技術(shù)，用于識別不同的瘧疾菌株。該技術(shù)使用寄生蟲的var基因作為唯一標識符。這些基因編碼不同版本的蛋白質(zhì)PfEMP1，其在瘧疾感染的紅細胞表面上表達。

每種寄生蟲中有60種與其他寄生蟲不同的基因，每種基因都是可以改組以產(chǎn)生新基因的部分鑲嵌物。寄生蟲也像一包卡片那樣使用它所使用的基因，因此看起來像不同的菌株能夠隱藏免疫系統(tǒng)。

Duffy博士及其同事利用RNA測序從印度尼西亞巴布亞州瘧疾流行地區(qū)的44名成年人的血液中分離出寄生蟲樣本。其中二十三人患有嚴重的瘧疾。研究人員隨后比較了4662種在嚴重病例中表達的變異基因，與在輕度病例中表達的基因相比較。

Duffy博士說：“這是第一次有人采取了在患者血液中表達的寄生蟲基因，并對那里的所有事物進行了測序。然后，我們組裝這些序列，以確定存在的情況以及嚴重和無并發(fā)癥狀之間的差異。”

他們發(fā)現(xiàn)，在患有嚴重瘧疾的患者中，數(shù)千種var基因中只有20至30種表達的比率高于無并發(fā)癥的瘧疾。這些20-30個var基因片包括許多以前沒有研究的，但是在巴布亞的嚴重病例中，所有與嚴重瘧疾相關(guān)的蛋白質(zhì)也在印度和非洲都表達得更高，這表明這一小群致命蛋白質(zhì)高度保守。世界，為疫苗設(shè)計提供新目標的承諾。

研究人員現(xiàn)在正在尋找非洲瘧疾流行地區(qū)的兒童，這是迄今為止瘧疾死亡風險最高的群體，看看他們在巴布亞發(fā)現(xiàn)的新型致命蛋白質(zhì)是否也存在于那里。

“我們還希望尋找血清學反應(yīng) - 人們是否在血液中含有這些蛋白質(zhì)的抗體”Duffy博士說。

“也許患有嚴重感染的孩子會缺少這些蛋白質(zhì)的抗體，那些沒有感染嚴重感染的人會患上這些蛋白質(zhì)嗎?”

盡管比爾和梅林達蓋茨基金會的支持以及數(shù)億美元的研究經(jīng)費，一種廣泛有效的瘧疾疫苗仍然難以捉摸。

Duffy博士說，由于瘧疾是如此多樣化，并且每個寄生蟲都在不斷改變其攻擊策略，因此很難找到有效的疫苗目標。

“但現(xiàn)在我們開始明白，那里有數(shù)千種PfEMP1蛋白質(zhì)，只有極少數(shù)，可能是20或30種，導致最嚴重的瘧疾病例，”他說。

“因此，我們可以將疫苗定位到這些嚴重版本。

“我們不會根除瘧疾，但我們可以保護兒童，因為他們最容易死于瘧疾或嚴重的瘧疾發(fā)病率，從而大大減輕了疾病的負擔。”

世界衛(wèi)生組織報告2015年有429,000例瘧疾死亡，其中70%是5歲以下的兒童。

該研究發(fā)表在PLOS Biology上，由墨爾本大學和牛津大學的國際研究小組，Walter和Eliza Hall醫(yī)學研究所，印度尼西亞雅加達Eijkman分子生物學研究所，Timika瘧疾研究所進行。計劃，印度尼西亞巴布亞健康和社區(qū)發(fā)展基金會，Peter McCallum癌癥中心和查爾斯達爾文大學。

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