人类主要传染病原与媒介害虫的分子生物学研究简史

陈上午 陈尚文

[摘要]本文综述鼠疫、斑疹伤寒、疟疾、乙型脑炎、登革热、霍乱等人类主要传染病的病原与媒介害虫蚤类、体虱、蚊、蚋、家蝇的分子生物学研究简史。

[关键词]人类主要传染病原；媒介害虫；分子生物学；研究简史

人类传染病约有三分之二是以昆虫为媒介的，如跳蚤、体虱等传播鼠疫、斑疹伤寒等。1985年Mullis等发明了聚合酶链反应，最早的医学报道是Saiki等1985年将PCR技术应用于β-珠蛋白基因扩增和镰刀状红细胞贫血的产前诊断。中国人类主要传染病原与媒介害虫的分子生物学研究从20世纪90年代初开始。

1.鼠疫耶尔森菌与蚤类1347年以来曾记载过3次世界性人间鼠疫流行，2亿多人死亡，是最具破坏性的急性传染病，90年代起疫情又呈抬头趋势。1894年细菌学家，法国人Alexandre Yersin在香港的病人身上分离出鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis，简称鼠疫菌)。2005年戴二黑以260株鼠疫菌的差异片段(DFRs)谱等为基础建立了中国鼠疫菌基因分型系统，进一步证实鼠疫菌由假结核菌进化而来。2006年王虹进行小鼠吸人性鼠疫模型的组织病理学和鼠疫耶尔森氏菌重要毒力相关基因体内转录水平的研究。2007年邱业峰进行OxyR蛋白调控鼠疫耶尔森氏菌抗氧化杀伤作用的研究。2007年刘海洪进行了鼠疫耶尔森氏菌和宿主相互作用的体内转录谱研究。

2008年美国的布鲁贝克指出“鼠疫菌的一个单独基因突变导致它无法合成天门冬氨酸酶会产生远远超过人体需要的天门冬氨酸，导致宿主的氨基酸失衡进而死亡，也许能通过减少额外的天门冬氨酸来降低鼠疫的死亡率”。2009年张洪英等报道鼠疫菌pVc质粒标识基因在动物及蚤检测中的应用。近年来利用分子生物学技术对尸体牙髓中保存的DNA研究证明鼠疫菌是引起1347年欧洲黑死病以及在1590和1722年在法国南部流行的肺鼠疫的病因学致病因子。

1898年法国的Paul Louis Simond在印度孟买首次证明鼠及跳蚤传播鼠疫。1992年王善青介绍了一种简便的蚤类DNA分离制备方法，1995年陈景龙进行了福建三种家鼠寄生蚤基因组DNA限制性内切酶酶切初步分析。1995张景林，等进行鼠疫菌PCR检测方法的研究，2000年李宏伟应用聚合酶链反应检测蚤体中鼠疫菌，2002年张洪英等用感染鼠疫菌的4 0只印鼠客蚤试验显示双重式聚合酶链反应适用于蚤类等微小标本染带鼠疫菌的检测。

2.立克次体与体虱我国较常见的立克次体病有流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、恙虫病和Q热等。1916年罗恰·利马首先从斑疹伤寒病人的体虱(Pediculus humanus)中找到普氏立克次体(Rickettsia prowazekii)，以纪念从事流行性斑疹伤寒(又称虱传斑疹伤寒(10use-borne typhus))研究而牺牲的立克次和捷克科学家普若瓦帅克。鼠型(地方性)斑疹伤寒(murinetyphus)是由莫氏立克次体经鼠蚤传播的急性传染病。第一次世界大战期间，流行性斑疹伤寒造成的数以百万人死亡，中国目前流行性斑疹伤寒已得到有效控制，地方性斑疹伤寒在广大农村地区仍持续流行。自然界已发现立克次体属有20余种对人类致病。近年新病种和新疫区不断被发现，立克次体病已成为世界性关注的疾病。

2007年栾明春建立立克次体分子生物学检测方法及对云南红塔立克次体感染情况调查，从蚤提取的DNA中扩增到斑疹伤寒片段。2007年杨晓建立检测斑疹伤寒病原体实时荧光定量的PCR方法。

人体虱能传播流行性斑疹伤寒、流行性回归热、战壕热和巴尔通体病(革兰阴性菌，主要表现为奥罗亚热和秘鲁疣、猫抓病、五日热、杆菌性血管瘤等)，体虱携带HBsAg，可能传播乙型肝炎。有关体虱的分子生物学研究很少，2005年万香波、王江峰指出Mumcuoglu等从2只体虱中成功扩增出与其所寄生宿主相符的混合DNA，体虱在吸食血液后的20h内，用于个体识别的基因座d16s539、d7s820、d13s317均可同时扩增，并发现，欲从虱消化道中提取宿主DNA至少需要2只体虱。

3.疟原虫与媒介蚊疟原虫通过媒介蚊传播疟疾，每年全世界约有5亿人感染疟疾，近200万人因其死亡，其中75％为非洲儿童及妊娠妇女。寄生于人类的疟原虫有4种，即间日疟原虫[Plasmodium vivax(Grassi and Felletti，1890)Labbe，1899]、恶性疟原虫[Plasmodium falciparum(Welch，1897)Schandinn，1902]、三日疟原虫[Plasmodium malariae(Laveran，1881)Grassi and FeHetfi，1890]和卵形疟原虫[Plasmo.dium ovale Stephens，1922]。在我国主要有间日疟原虫和恶性疟原虫。2009年5月9日报道日本名古屋大学副教授川本文彦最近发现一种寄生能力很强的引发“四日热疟疾”的新型疟原虫。

1994年詹斌等进行聚合酶链反应检测恶性疟原虫的研究。1995年张龙兴等采用滤纸干血滴抽提恶性疟原虫DNA用于PCR扩增。1995年万磊等进行套式PCR扩增特定SSUrDNA片段诊断恶性疟的研究。1996年蔡贤铮等将聚合酶链反应用于恶性疟疾诊断。1996年高琪等进行聚合酶链反应用于鉴别恶性疟原虫不同分离株的研究。2002年江晓玲进行疟疾荧光定量PCR诊断技术的研究。2002年王宪锋进行恶性疟原虫GBP130基因5，近端侧翼序列调控功能的研究。2002年张山鹰，进行复式PCR检测疟原虫的应用研究。2003年李林海进行恶性疟原虫谷氨酸脱氢酶基因的克隆、表达及产物抗原活性研究。2003年张青锋进行恶性疟疾多期多价疫苗的构建及免疫原性的研究。2004李妍进行恶性疟原虫谷氨酸脱氢酶的表达、纯化及单克隆抗体的制备。2006年王宪锋，缪军报道疟原虫基因转染的研究进展。

全世界能传播疟疾的媒介按蚊有60多种，如微小按蚊、中华按蚁、济南按蚁、环股按蚊、斯氏按蚊、大森按蚊、中华按蚊、埃及伊蚊、白纹伊蚊和淡色库蚊和芳蚊。2002年郑丽进行了疟原虫蚊阶段虫体表面蛋白P25和P21／P28与传播阻断疫苗研究。2003年郝宏兴进行大劣按蚊成蚊cDNA文库的构建和前酚氧化酶部分基因克隆及疟原虫感染对其表达影响的研究。2004年邱宗文进行大劣按蚊PPO基因的克隆与抗约氏疟原虫感染免疫防御反应的研究。2005年张健进行感染约氏疟原虫大劣按蚊消减文库的构建和差异表达基因的鉴定及分析。2004年杨松进行斯氏按蚊差异表达蛋白与约氏疟原虫卵囊黑化关系及信号调控机制研究。

1957年吴皎如，吴树吟由台湾蠛蠓分离出乙型脑炎病毒。2001朱礼华，等进行埃及伊蚊抗凝血因子xa基因片段的克隆测序。2001田海生用SSH结合cDNA芯片分离、鉴定淡色库蚊溴氰菊酯抗性相关基因。2002年吴明玮进行白纹伊蚊(传播登革热)乙酰胆碱酯酶基因片段简并引物PCR、克隆及鉴定，并指出媒介昆虫的抗药性问题已经成为防治虫媒传染病的一个突出问题。目前已知的蚊乙酰胆碱酯酶基因DNA序列只有斯氏按蚊一种。2002朱礼朱礼华，赵彤言，陆宝麟进行了埃及伊蚊(传播登革热)唾液腺激肽SialokininI基因的克隆。2009年姜晓梅，等综述TEP1分子在蚊天然免疫中的研究进展。

4.蚋、蝇毛足原蚋在北美传播蟠尾丝虫病；恶蚋和蟹蚋是在非洲传播人的蟠尾丝虫病的重要种类，2004年杨明等进行五条蚋(Simulium quinquestrlatum)和双齿蚋(s.bidentatum)nrDNA-ITS区序列分析，指出是我国常见吸血蚋种，在我国，东洋界和古北界均有分布。两蚋种因在我国分布的广泛性和具有吸血习性，在流行病学上具有重要意义。

家蝇(Musca domestica)约带有100多个可引起人类和动物疾病的病原体，包括伤寒、霍乱、杆菌性痢疾、肺结核、炭疽热、婴儿腹泻和一些寄生虫病等。2005曹晓梅研究了家蝇种群遗传结构对拟除虫菊酯抗性相关基因进化的影响。2006年聂文敏进行家蝇野外品系与溴氰菊酯敏感品系的蛋白表达差异研究。2006梁永利研究了家蝇抗菌肽基因的表达模式与重组表达。2008年张伟进行家蝇幼虫免疫刺激前后差异蛋白质组及差异表达基因的研究。

5.蜚蠊蜚蠊可通过体表和肠腔携带传播多种致病菌如霍乱、伤寒、痢疾、结核等。还可传播绿脓杆菌，以及蛔虫、钩虫、蛲虫等虫卵。德国小蠊、美洲大蠊体内外携带主要肠道致病菌。2008年兰州市蜚蠊的侵害情况呈上升趋势。

2001姚湧，在安徽省进行三种常见蜚蠊可溶性蛋白质和基因组多态性DNA的分析。应用十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和随机扩增多态性DNA(RAPD)技术获取安徽省三种常见蜚蠊的可溶性蛋白质区带和DNA指纹图谱，对三种常见蜚蠊的可溶性蛋白质和基因组DNA多态性进行分析研究，为蜚蠊分类提供科学依据。