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相关预警信号十分隐匿——它们是散在分布于寄生虫庞大基因组中的遗传变异,但集合后呈现的特征是疾病防控与消除计划不可忽视的关键信息。发表于《科学·进展》(Science Advances)的一项题为《流行区曼氏血吸虫广泛传播及耐药相关功能受体变异》的最新研究,揭示了血吸虫病致病原的基因组变异特征,这类变异可能降低虫体对吡喹酮的敏感性,而吡喹酮是目前唯一可用于血吸虫病治疗的药物。
由惠康桑格研究所、皇家兽医学院、威斯康星医学院研究人员领衔的国际团队,分析了采集自非洲及加勒比地区的570株曼氏血吸虫(Schistosoma mansoni)全基因组测序数据。正如论文所述:“基于吡喹酮的大规模药物投放(MDA, mass drug administration)是血吸虫病防控与消除工作的核心支柱。”但经过20年的大规模治疗行动后,该寄生虫基因组已开始出现耐药性迹象。
本研究发现曼氏血吸虫存在广泛的长距离传播现象,且各流行区虫株具有极高的遗传多样性。但最具临床意义的发现是Sm.TRPMpzQ——近期被鉴定为吡喹酮分子靶点的瞬时受体电位M型(TRPM)离子通道。研究人员在该受体中发现了4种可降低吡喹酮敏感性的天然变异体。
部分情况下,即使经过治疗,寄生虫仍可在宿主体内存活。论文指出:“对吡喹酮治疗前后人群体内的血吸虫感染种群分析,进一步发现了治疗失败案例,佐证了吡喹酮耐药发生的潜在可能性。”
对于完全依赖吡喹酮开展防控的全球公共卫生项目而言,这些发现是一项早期但至关重要的风险信号。
惠康桑格研究所课题组负责人、英国研究与创新署(UKRI)未来领袖研究员、共同通讯作者Stephen Doyle博士强调了这一基因组发现带来的防控策略转变:“全基因组测序为我们了解非洲范围内血吸虫种群的结构与演化规律提供了前所未有的视角,通过大规模表征药物分子靶点的变异特征,我们可实现从被动监测到主动预警的转变。”
皇家兽医学院教授、全球被忽视热带病研究中心主任Joanne Webster博士强调了该研究的警示意义:“尽管目前吡喹酮整体仍保持极高的有效性,但我们的研究结果为依赖单一药物的血吸虫病防控策略敲响了警钟,同时凸显了开展全面监测、追踪耐药性潜在发生风险的必要性。”
全球范围内血吸虫病感染人数超过2.5亿,其中90%的感染病例发生在撒哈拉以南非洲。目前全球已设定2030年消除血吸虫病的目标,吡喹酮耐药性的出现可能会破坏数十年来的防控进展。
论文作者提出,基因组监测应成为血吸虫病防控的常规工作内容。本次研究的数据集是迄今为止最大规模的人类感染源曼氏血吸虫基因组分析资源,可为大规模药物投放项目持续推进过程中追踪耐药相关变异提供基线参考。
专业注释
- TRPM通道:非选择性阳离子跨膜通道,为吡喹酮作用靶点
- 大规模药物投放(MDA):血吸虫病防控核心公共卫生策略