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三种致命寄生虫的遗传密码被破解

科学家破解了三种寄生虫的全部遗传密码,这些寄生虫引发了在发展中国家最为致命的三种疾病——利什曼病(leishmaniasis,又称黑热病)、昏睡症(sleeping sickness)和南美锥虫病(Chagas disease)。在7月14日的《科学》杂志发表了对这些寄生虫基因的排序结果。

这项研究的首席研究者之一、美国基因组研究所的尼贾布·埃尔—萨耶德(Najib El-Sayed)在7月13日于伦敦召开的一次新闻发布会上表示,完成这些昆虫的基因组排序是“基因组学领域的里程碑,”它会带来对这些严重疾病的更好的诊断方法、新的治疗手段及疫苗。

通过对比三种寄生虫的基因排序,研究者发现它们有大约6,200个相同基因。识别药靶的工作将集中于这6200个基因上。

埃尔—萨耶德在接受本网记者采访时指出,由于防治这些疾病的资源有限,开发出同时针对这三种寄生虫的药物非常重要。

每年,这三种被人们忽略的疾病让15万人死亡,而对它们的研究却相当有限。目前没有针对它们的疫苗,医生采用着过时的诊断方法,治疗被感染者的药物经常毒性很大。例如,在治疗由布鲁西锥体寄生虫(Trypanosoma brucei)引发的昏睡病时,医生们使用含砷的药物硫胂密胺﹝melarsoprol﹞,它在治疗每20位患者时,会导致一人死亡。

在安哥拉研究昏睡病的桑杰弗·克里什纳(Sanjeev Krishna)在新闻发布会上表示,这种病“噩梦般的性质”会导致昏厥,经常致人死命,即使是那些康复者也有很高的脑部受损的风险。

由库鲁兹锥体寄生虫(Trypanosoma cruzi)引发的南美锥虫病在拉丁美洲广为传播,它可能潜伏在患者体内达数十年,然后重新出现,引发严重的内部破坏。

第三种寄生虫病利什曼病也交黑热病,由利什曼虫引发(Leishmania major),会引起严重的皮肤病,让感染者皮肤布满疤痕。

种名为Lutzomyia longipalpis
的白蛉是利什曼寄生虫病的主要载体。
这种白蛉正在叮咬人体,享受它的美餐。
图片来源:
世界卫生组织/热带疾病特别研究培训项目
/ Stammers组织

埃尔—萨耶德告诉本网记者,比较这几种寄生虫的基因顺序,让人非常吃惊。例如,引发昏睡病的寄生虫通过在其表面创造一种由数百万个分子组成的“烟幕”来躲过人体免疫系统。研究者发现,这种烟幕的许多组成部分是结合了一种所谓的“准基因”、也就是功能不完全、但是仍然能制造蛋白质片断的基因。

这些蛋白质片断具有众多组合,这样这种寄生虫就能够不断变换出现在其表面的分子类型。这就让这种寄生虫持续躲避免疫系统的侦查和破坏。

位于英国剑桥的维尔康姆基金会桑格研究所的马特·贝里曼(Matt Berriman)认为,这些表面蛋白质以一种非常复杂的方式组合在一起,以至于科学家看来难以找到一种单一的寄生虫抗体来开发疫苗。

贝里曼表示,在基因组测序完成后,下一步的工作是发现所有这三种寄生虫共有的基因的功能,通过阻断其中一些基因,观察这如何影响寄生虫,从而可以发现这些共有功能。

这次的基因组测序也为开发新的疗法带来希望。

现在治疗昏睡病的方法之一可以上溯到18世纪,克里什纳表示,这意味着目前大家认为的5万患者这一数目可能严重低估了这种疾病的实际患者人数。

然而,尽管这些基因测序在研究上带来了突破,制药公司缺乏动力投入相应的新药研发意味着发展新的疗法并不容易。

埃尔—萨耶德告诉本网记者,因此,公私合营体系可能是进一步推进研究的唯一途径。例如,在公布资料前一天,为被忽略疾病开发药物项目就与日本的北里研究所(Kitasato Institute)签订了协作条款,两个机构将共同努力找出治疗昏睡病的方法来。

北里研究所将测试300到400种天然产物,包括传统的中药和日本草药以及植物提取物,测试它们抵御库鲁兹锥体寄生虫的效率。

这次破解寄生虫遗传密码的项目投资3200万美元,涉及了来自桑格研究所、美国西雅图生物制药研究所、基因组研究所和瑞典斯德哥尔摩的卡洛林斯卡研究所(Karolinska Institute)。

西雅图生物制药研究所的彼得·麦勒表示,最重要的是,来自这些疾病肆虐的发展中国家的科学家参与了这次研究的大量工作。例如,巴西为测序做出了重大贡献。测序的数据将在美国基因组研究所和维尔康姆基金会桑格研究所的网站上公布。

链接到埃尔—萨耶德及其同事在《科学》(Science)上发表的比较三种寄生虫基因组的论文全文(Full-text paper)