Science:研究解析东南亚抗药性疟疾的根源

2012-04-10 07:00 · buttermilk

以青蒿素为基础的组合疗法几乎代表了所有疟疾流行国家中的第一线的治疗方法。但是,对这些治疗的抗药性的出现最近已经在柬埔寨西部和泰国西部得到证实。研究在恶性疟原虫的某个染色体上发现了一个特定区域,可解释这种在东南亚的寄生虫是如何对目前这一代的以青蒿素为基础的药物产生抗药性的。

导读:目前,以青蒿素为基础的组合疗法几乎代表了所有疟疾流行国家中的第一线的治疗方法。但是,对这些治疗的抗药性的出现最近已经在柬埔寨西部和泰国西部得到证实。研究人员在恶性疟原虫的某个染色体上发现了一个特定区域,该区域可帮助解释这种在东南亚的寄生虫是如何对目前这一代的以青蒿素为基础的药物产生抗药性的。

青蒿

4月6日,国际著名杂志Science在线刊登了国外研究人员的最新研究成果“A Major Genome Region Underlying Artemisinin Resistance in Malaria,”,在文章中,研究人员在恶性疟原虫(这是一种主要的疟疾寄生虫)的某个染色体上发现了一个特定区域,该区域可帮助解释这种在东南亚的寄生虫是如何对目前这一代的以青蒿素为基础的药物产生抗药性的。

目前,以青蒿素为基础的组合疗法几乎代表了所有疟疾流行国家中的第一线的治疗方法。但是,对这些治疗的抗药性的出现最近已经在柬埔寨西部和泰国西部得到证实。这一“治疗延迟”意味着在该地区的以青蒿素为基础的治疗从宿主体内清除疟原虫的速度要比其它地区缓慢。

因此,Ian Cheeseman及其同事们对取自那2个国家及老挝的91个恶性虐原虫的基因组进行了测序,在老挝,对最新的以青蒿素为基础的药物的抗药性还没有出现。在分析了结果之后,他们发现恶性虐原虫基因组的33个区域似乎受到了青蒿素耐药性的强力选择。在进行更为仔细的观察之后,研究人员能够将这一热点的范围缩窄至遍及35,000个碱基对的第13号染色体上的7个特定的基因。据Cheeseman及其同事们披露,这一特定的染色体部分可解释所观察到的恶性虐原虫在东南亚清除速率降低现象中的35%。研究人员还注意到,13号染色体上的这些基因中有3个基因会根据寄生虫进入何种生命周期的阶段而有不同的表达。

研究人员5日宣布,经过10年研究,发现一种致命性疟疾正在泰国、缅甸边境沿线蔓延,这种疟疾对最有效的药物抗药性持续增强,可能蔓延至非洲,令人担忧可能暴发无法控制的疫情。

■抗药

疟疾是由寄生于蚊虫体内的疟原虫进入人体引发的疾病,最主要特征为周期性冷热发作,症状包括发烧、头痛和呕吐。如果不经治疗,疟疾通过破坏对重要器官供血而致人死亡。

根据路透社播报的数据,疟疾2010年致死65.5万人,死者主要为非洲儿童。

世界上治疗疟疾的标准疗法是使用青蒿素及其衍生品。泰国玛希隆大学和英国牛津大学合办的热带医学研究所所长尼古拉斯•怀特教授说:“如果染上致命性疟疾,最好的治疗方法是使用青蒿琥酯,全世界都使用这种方法。与奎宁相比,它降低三分之一的致死率,但我们可能失去这种优势。”

研究人员说,对青蒿素产生抗药性的疟疾最初于2006年在柬埔寨被发现,但泰缅边境附近如今也有抗药性疟疾。

怀特教授说:“对青蒿素有抗药性的疟疾已经在泰国西部和缅甸东部发现。”

■上升

自2001年至2010年,怀特和他的研究小组成员对泰国西北部边境3202名患者跟踪研究,同时测量患者接受治疗后血液中清除疟疾感染的时间长度。

研究人员发现,这种疟疾的抗药性在持续增长。清除感染所需时间较长患者的比例从2001年的0.6%上升至2010年的20%。

2007年至2010年期间,在柬埔寨西部,42%疟疾病例呈现抗药性。研究人员认为,泰缅边境地区抗药性疟疾病例比例将在2年至6年内赶上柬埔寨水平。

怀特通过电话告诉路透社记者,抗药性疟疾可能从外地蔓延至泰缅边境,也可能在当地原发。

《科学》上刊登的文章着重研究这种疟原虫的不同之处,研究人员发现,疟原虫13号染色体的一个部分与治疗缓慢关系紧密。

研究人员为柬埔寨、泰国西部的疟原虫基因排序,并与尚未呈现对青蒿素抗药性的老挝疟原虫对比,发现7种基因可能与疟原虫产生抗药性有关。

■担忧

在泰缅边境地区治疗和研究疟疾的索洛疟疾研究所所长弗朗索瓦•诺斯唐说:“我们已经看到,疟疾对我们最好的药物产生抗药性,它们没有被限制在柬埔寨……这真令人焦虑,我们在和时间赛跑,需要在其抗药性增强、发展和向更广范围蔓延之前控制这些地区的疟疾。”

法新社报道,非洲曾是世界上受疟疾困扰最为严重的地区,但近年来疟疾致死率已经下降,主要归功于增加使用青蒿素和经杀虫剂处理的蚊帐。

但专家担心,如果抗青蒿素疟疾蔓延,非洲有可能发生抗药性疟疾疫情。研究人员说,新型治疗疟疾药物从研发到投放市场的时间超过10年。

抗药性疟疾的蔓延曾被归咎于对青蒿素及其仿制品、不合格药品的不当使用。怀特说,各国政府和国际卫生机构需要采取强力行动予以制止。

怀特还说:“我们需要资金支持,以遏制这一地区疟疾发作,否则它可能蔓延至印度和非洲,感染更多人。”

 

A Major Genome Region Underlying Artemisinin Resistance in Malaria

Ian H. Cheeseman, Becky A. Miller, Shalini Nair, Standwell Nkhoma, Asako Tan, John C. Tan, Salma Al Saai, Aung Pyae Phyo, Carit Ler Moo, Khin Maung Lwin, Rose McGready, Elizabeth Ashley, Mallika Imwong, Kasia Stepniewska, Poravuth Yi, Arjen M. Dondorp, Mayfong Mayxay, Paul N. Newton, Nicholas J. White, François Nosten, Michael T. Ferdig, Timothy J. C. Anderson

Evolving resistance to artemisinin-based compounds threatens to derail attempts to control malaria. Resistance has been confirmed in western Cambodia and has recently emerged in western Thailand, but is absent from neighboring Laos. Artemisinin resistance results in reduced parasite clearance rates (CRs) after treatment. We used a two-phase strategy to identify genome region(s) underlying this ongoing selective event. Geographical differentiation and haplotype structure at 6969 polymorphic single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in 91 parasites from Cambodia, Thailand, and Laos identified 33 genome regions under strong selection. We screened SNPs and microsatellites within these regions in 715 parasites from Thailand, identifying a selective sweep on chromosome 13 that shows strong association (P = 10−6 to 10−12) with slow CRs, illustrating the efficacy of targeted association for identifying the genetic basis of adaptive traits.

文献链接:https://www.sciencemag.org/content/336/6077/79