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疟原虫感染人类的手段层出不穷

科学家们最新研究了最令人恐惧的恶性疟原虫的遗传多样性,他们的研究表明,开发一种有效的疟疾疫苗可能比原来预期的还要困难。这些科学家们的三项研究发表在12月10日的《自然·遗传学》杂志上,它们探究了恶性疟的遗传结构,以发现最变化多端的基因,从而来鉴别出疟疾疫苗潜在的靶点。

过去,科学家们已经知道一些疟原虫基因以及它们表达产生的蛋白质更加多变,但是《自然·遗传学》杂志刚刚发表的这些新的研究显示,实际的基因变化比原来认为的多得多。

其中一项研究的第一作者、维尔康姆基金会桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的Emmanouil Dermitzakis说:"寄生虫的基因组极其变化多端。疟原虫靠着这一法宝对付它的三个主要对手—快速进化的人类免疫系统、蚊子的防范反应、以及我们用来对付疟疾的杀虫剂和药品。"

恶性疟每年大约导致100万到200万人死亡,死亡者大多数是非洲青少年和儿童。

与Dermitzakis共同领导其中一项研究的维尔康姆基金会桑格研究所的Matthew Berriman指出:"我们第一次有了一个广泛的图谱,勾勒出容易变化的部分,在这些地方,我们人体防御系统产生的效果,被刻画在疟原虫基因组上。" 他补充说,"当我们对疟原虫发起攻击时,疟原虫做出了反应,这种攻击就被疟原虫DNA的变化所标记了出来,我们观察到的就是这种变化。"

除了恶性疟外,这个课题组还第一次提供了与恶性疟相关的赖氏猩猩疟原虫的基因组序列,这种疟原虫感染黑猩猩。课题组的科学家们把赖氏猩猩疟原虫与恶性疟进行了比较,并检查了两者在遗传进化方面的差别。他们发现,疟原虫在其感染人类的战斗中,拥有多种武器,其中最显著的一种是能身穿伪装的细胞外衣来隐身。

如果恶性疟的一种变体被成功地诊断出来,另一种可能就会从人们没有注意的角落现身,这让开发疫苗来对付疟疾困难重重。文章的共同作者、同样来自维尔康姆基金会桑格研究所的Daniel Jeffares说:"我们发现在红细胞中很活跃的疟原虫基因、以及那些将与宿主细胞发生关系的基因,都是特别多变的基因。"

这项研究鉴别出一些基因,它们可望成为长效新疗法的有效靶点,这些基因是疟原虫基因组中变化不那么快的部分。Jeffares表示,"观察基因类别的演化能够指明那些对疟原虫生活至关重要的基因,这些基因相对来说比较稳定,因此对于新的疗法更有价值。"

伦敦热带卫生学院的临床医师和疟疾专家Brian Greenwood对这些研究表示欢迎,他认为,这些研究表明,开发非常有效的疫苗甚至比人们原来认识到的情况更加困难。

Greenwood说,"从一种疟原虫中开发的疫苗所引发的免疫反应,很可能无法很好防范另一种疟原虫,这与流感疫苗的情况类似。" 他对本网络记者表示,"就积极的方面来讲,这些研究给我们提供了一些有关疟原虫结构的更加重要的信息,长远而言,这些信息一定会有助于控制疟疾感染。"

链接到《自然·遗传学》杂志的三篇论文:

在恶性疟疾基因组中全基因组范围的变化和识别疫苗靶点

恶性疟全基因组遗传多样性

恶性疟全基因组变化与进化

参考资料:

Nature Genetics doi: 10.1038/ng1924 (2006)

Nature Genetics doi: 10.1038/ng1930 (2006)

Nature Genetics doi: 10.1038/ng1931 (2006)