監(jiān)測瘧疾寄生蟲揭示了不斷變化的耐藥性和感染史
科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),瘧疾寄生蟲間日瘧原蟲正在迅速發(fā)展,以適應(yīng)不同地理位置的條件,特別是防御廣泛使用的抗瘧疾藥物。這項研究發(fā)表于今天的Nature Genetics,為使用基因組監(jiān)測指導(dǎo)有效的瘧疾控制和消除策略提供了基礎(chǔ)。間日瘧原蟲主要存在于亞洲和南美洲,全球有25億人處于感染風(fēng)險之中。這種瘧疾寄生蟲是眾所周知難以使用的,新的研究創(chuàng)造了迄今為止該物種最大的基因組數(shù)據(jù)集之一,所有研究人員都可以使用。
由Wellcome Trust Sanger研究所和Wellcome人類遺傳信托中心的Dominic Kwiatkowski教授領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊研究了來自東南亞多個地區(qū)的200多個寄生蟲樣本的基因組,確定了每位患者攜帶的菌株,并揭示了他們的感染史。
與惡性瘧原蟲(Melmodium falciparum)不同,間日瘧原蟲(Plasmodium v??ivax)可以在人體肝臟內(nèi)保持休眠數(shù)年,直至其出現(xiàn)導(dǎo)致瘧疾復(fù)發(fā)。在實驗室條件下生長是極其困難的,并且患者血液中的間日瘧原蟲 DNA 水平非常低。直到現(xiàn)在,利用現(xiàn)代DNA測序技術(shù),才能詳細了解引起復(fù)發(fā)性瘧疾的寄生蟲的遺傳學(xué)。
研究人員發(fā)現(xiàn)寄生蟲正在快速發(fā)展以逃避抗瘧疾藥物。他們透露,間日瘧原蟲在泰國,柬埔寨和印度尼西亞的進化方式不同,這可能是由于每個地方的藥物使用不同。這項研究表明,基因組信號可以幫助確定當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)的耐藥性區(qū)域,這些信息可以支持當(dāng)?shù)氐墓残l(wèi)生人員。
來自桑格研究所的論文的第一作者理查德皮爾森博士說:“我們可以在基因組中看到耐藥性是進化的巨大推動力。有趣的是,在某些地方,這個過程似乎是針對使用的藥物而發(fā)生的主要是治療不同的瘧疾寄生蟲惡性瘧原蟲。雖然確切原因尚不清楚,但這是一個令人擔(dān)憂的跡象,表明抗藥性在寄生蟲種群中已經(jīng)根深蒂固。“
為什么間日瘧原蟲可以進化以逃避用于對抗惡性瘧原蟲的藥物有幾種可能的原因。許多人攜帶兩種寄生蟲的混合感染,因此在治療一種物種時,另一種物種會自動暴露于藥物中。無人監(jiān)督的藥物使用,許多人使用最容易獲得的,而不是最合適的抗瘧藥物也可能有所貢獻。
另一項重要發(fā)現(xiàn)是,當(dāng)研究人員確定血液中攜帶多種寄生蟲菌株的患者時,基因組數(shù)據(jù)可以確定不同菌株彼此之間的密切程度。
Kwiatkowski教授說:“這意味著我們現(xiàn)在可以開始分離個體間日瘧原蟲感染的遺傳復(fù)雜性,并確定寄生蟲是否來自一個或多個蚊蟲叮咬。它提供了一種解決P如何基本問題的方法。 vivax被傳播以及它如何在社區(qū)內(nèi)持續(xù)存在,特別是關(guān)于復(fù)發(fā)感染的生物學(xué)。“
來自澳大利亞牛津大學(xué)和孟席斯健康研究學(xué)院的Ric Price教授說:“用于治療間日瘧疾的一線藥物是氯喹。我們的研究表明,最強的進化證據(jù)是印度尼西亞巴布亞的抗藥性。的間日瘧原蟲對氯喹現(xiàn)在猖獗。這些數(shù)據(jù)提供了從中我們可以開始識別抗藥性的機制的關(guān)鍵信息間日瘧原蟲 ”。
Kwiatkowski教授補充說:“長期以來,不可能大規(guī)模地研究間日瘧原蟲基因組,但現(xiàn)在我們可以 - 而且我們已經(jīng)看到了藥物使用對寄生蟲如何發(fā)展的影響在不久的將來,基因組數(shù)據(jù)將為那些試圖解決這些問題并決定如何控制和消除瘧疾的人們提供更強大的監(jiān)測工具。“
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