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疟疾防治的新突破

2017-04-03

首都食品与医药 2017年11期
关键词:疟原虫疟疾基因组

2017年4月26日是我国第10个“全国疟疾日”,以“消除疟疾,谨防境外输入”为主题。为了深入贯彻和落实《全国消除疟疾工作方案(2016-2020)》和提高人们防治疟疾的意识,相关部门组织开展了疟疾日宣传活动。疟疾从何而来?有哪些症状?最新科研进展如何?记者针对这些问题采访了相关专家。

任务艰巨

疟原虫遍及全球,主要分布在热带、亚热带和温带地区。有专家认为,寄生人体的疟原虫有四种,即间日疟原虫、恶性疟原虫、三日疟原虫和卵形疟原虫。可是有专家表示,实际上存在五种疟原虫寄生于人体,即在四种基础上再增加诺氏疟原虫。但无一例外,疟原虫主要通过蚊子叮咬寄生于人体肝脏中增殖,然后侵入人体红细胞,且具有蓝色的细胞质和红色的细胞核。此外,经胎盘感染和输血感染也易传播疟疾。疟疾表现为周期性规律发作,其典型的发作过程为打寒战、发热、出汗热退。疟疾长期多次发作后,会导致贫血和脾肿大。据统计,2015年疟疾感染了2亿多人,导致43.8万多人死亡。虽此数目庞大,不过相对2000年,疟疾发病率降低了22%,死亡率也降了50%。世界卫生组织力求在2020年前在流行疟疾的国家将发病率降低40%,并实现至少有10个国家彻底远离疟疾。由此可见,防治疟疾行动任重而道远。

重在攻防

二环吖丁啶小分子可抵御疟疾目前,抗疟疾的药物主要来源于天然产物和人造的类药复合物。但现有的药物存在一些缺陷,它不能有效地针对疟疾生命周期中的所有时期,且效果不明显。为此,来自荷兰、美国和日本的科学家组成一个团队,第一阶段采用新的技术方式,化学合成了超过10万种化学小分子。第二阶段测试这些化学合成小分子对疟原虫的生命周期的影响。研究员将化学合成的小分子添加到不同生长状体下的疟原虫生存环境中,进一步筛选出潜在的高效抗疟疾的小分子。通过此方法发现了四大类不同的分子骨架,分别是钠离子调节分子、双氢乳清酸酯脱氢酶抑制剂、氨基酸tRNA连接酶的抑制剂和磷酸激酶PI4K抑制剂。其中,氨基酸tRNA连接酶的抑制剂是新出现的抗疟疾分子,属于二环吖丁啶类化合物。它能控制苯基丙氨酸tRNA连接酶,是抵抗疟疾的靶向药物。为了进一步证明论断的正确性,研究人员将其作用于患了疟疾感染的小鼠。实验结果表明,一次性低剂量服用二环吖丁啶能够治愈各阶段的疟原虫感染,甚至肝期疟疾的人源化小鼠模型也可得以康复。如化学合成的二环吖丁啶小分子应用于人类疟疾患者,将具有非凡的意义。

破译疟原虫基因组英国韦尔科姆基金会桑格研究所成员Thomas Dan Otto表示,通过研究疟原虫的基因组能够帮助人类研究疟疾传播和扩散的工具,甚至是根除疟疾的必经之路。对此,澳大利亚昆士兰医学研究所研究员James McCarthy和研究成员分别对疟疾患者血液中的卵形疟原虫wallikeri亚种和其curtisi亚种以及三日疟原虫的基因组展开了测序。在三日疟原虫和卵形疟原虫基因组大小分别为3.36千万个碱基对和3.35千万个碱基对的基础上,将这三种基因组与其他疟原虫基因组进行比较。研究发现,三日疟原虫含有与恶性疟原虫中的RH5蛋白编码基因相似的基因群,而且RH5蛋白是帮助疟原虫侵入红细胞的重要原因。此外,研究人员还发现感染人类的三日疟原虫的核苷酸多样性比感染黑猩猩的相应疟原虫更小,这表明疟原虫有物种之别,也为将来的深入研究提供了突破口。最后,James McCarthy表示,研究员对疟原虫基因测序主要致力于开发出新一代诊断工具,确保将来有药物抵抗疟原虫并有助于开发疫苗。

着力研发疫苗疟疾的广泛传播造成每年大量人群死亡,因此开发廉价且有效的疫苗显得意义非常重大。近日,一项Ⅱ期临床试验结果表明,新研发的一类疟疾疫苗有100%的保护作用。研究人员通过在67名健康志愿者身上导入存活的疟原虫,同时大量注射能够杀伤疟原虫的药物“chloroquine”进行共同刺激。试验结果表明,通过注射最高剂量的疫苗,志愿者在4周内没有任何感染迹象。长达10周后,这9名志愿者虽感染了疟原虫,但疫苗对其实现了100%的保护作用。下一步,研究人员将检测和探求疫苗能否达到长久的防护作用。

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