知敌之可击 基因体研究让寄生虫无所遁形

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寄生虫(parasitic worm)会引起一些被轻忽的热带疾病,包括河盲症、血吸虫病和钩虫病,约影响超过 10 亿人。该类型疾病通常会持续数年甚至数十年,导致严重的疼痛、大量的身体残疾、儿童的发育迟缓以及与畸形相关的社会羞耻感,而且还会使畜牧业和作物产业损失数十亿美元的产量。尽管世界上许多最贫穷的国家面临如此巨大的健康负担,但对寄生虫研究的投入却很少。

近日,由 Wellcome Sanger 研究所,圣路易斯华盛顿大学、爱丁堡大学所组成的研究团队完成寄生虫的最大基因组研究,并且确定了八十多万个新基因,以及预测了许多新的潜在药物标靶位点和其对应药物,该研究刊登于《Nature Genetics》。

该研究团队对 81 种蛔虫(roundworms)和扁虫(flatworms)的基因组进行了比较,其中 45 种从未进行过定序,以了解寄生虫如何感染和生活在人体内。他们的分析揭露近一百万个从未见过的新基因,属于数千个的新基因家族,并且它们在物种之间的分布方式有很大差异。其中,某些寄生虫具有巨大的基因家族,因此帮助它们能定殖宿主肠道,透过宿主组织迁移或消化食物。其他物种也有许多基因家族会影响宿主免疫系统,以帮助寄生虫躲过免疫细胞的攻击。

多年来,抗寄生虫治疗仍然寥寥无几,往往不足,过度依赖少数现有药物可能会导致抗药性。为了寻找新的治疗措施,该研究团队整理了 80 万个寄生虫基因序列的数据集,以预测新的药物标靶位点和其药物。利用现有药物和化学品的 ChEMBL 数据库,他们将该名单缩小到了寄生虫中的 40 个高优先级药物标靶,以及数百种可能的现有药物或化合物。

除了发现新基因和潜在的抗寄生虫药物可能性之外,他们也透过 81 种寄生虫的基因组序列置于生命演化树中,以了解其如何演化。对此,该研究作者 Mark Blaxter 教授表示,所有的寄生虫都是从自由生活的祖先演化而来的,比较它们的基因组已经显示了物种变成寄生虫时发生的变化。寄生虫影响大多数自然界,而该基因组记录了它们如何形成的,以及如何影响动物。

该研究也提供了寄生虫如何逃避人体的免疫系统攻击的重要线索,进而帮助人们了解免疫系统本身,以至于最终让人们能利用免疫系统的自然力量来改善健康。该研究资深作者 Makedonka Mitreva 副教授表示,寄生虫是人们最古老的敌人之一,已经进化了数百万年,成为人体免疫系统的专家操纵者。

延伸阅读:优先审核凭证(PRV)加速热带疾病药物审查

参考资料:
1. Nature Genetics, 2018; DOI: 10.1038/s41588-018-0262-1
2. https://www.sanger.ac.uk/news/view/largest-parasitic-worm-genetic-study-hatches-novel-treatment-possibilities

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