瘧疾寄生蟲(chóng)如何改變?nèi)肭謶?zhàn)略
時(shí)間：2006-12-05
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了瘧原蟲(chóng)如何改變?nèi)肭滞緩降臋C(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)瘧疾疫苗以及發(fā)展瘧疾治療方法也許有重要意義。在感染人類紅血細(xì)胞的過(guò)程中，瘧疾原蟲(chóng)有從紅血細(xì)胞的含有唾液酸的受體轉(zhuǎn)換到同一細(xì)胞上不含唾液酸的受體的能力。盡管人們知道瘧原蟲(chóng)的這個(gè)性質(zhì)已經(jīng)10多年了，但是一直不知道其機(jī)制和牽涉到的基因。Janine Stubbs和同事用微陣列和基因敲除確定出PfRh4基因在受體的轉(zhuǎn)換上起作用。這個(gè)受體轉(zhuǎn)換看起來(lái)幫助了瘧原蟲(chóng)種群躲避寄主免疫響應(yīng)，以及幫助其入侵血紅細(xì)胞，盡管這些細(xì)胞之間有遺傳變異。
瘧疾是由瘧原蟲(chóng)引發(fā)的一種傳染疾病。今年的5月3日，世衛(wèi)組織發(fā)表的《2005年世界瘧疾報(bào)告》顯示全世界約40%的人口有患瘧疾的危險(xiǎn)。在問(wèn)題最嚴(yán)重的撒哈拉以南非洲，每年有3000名5歲以下兒童死于瘧疾。
瘧瘧原蟲(chóng)利用不同的途徑入侵紅血球從而避開(kāi)身體的免疫系統(tǒng)。而且，研制抵御這種傳染病的有效的疫苗是相當(dāng)艱難、復(fù)雜的工作。現(xiàn)在，由澳大利亞的Alan F. Cowman（霍華德休斯醫(yī)學(xué)院的國(guó)際研究學(xué)者）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究組確定出了一個(gè)特殊的基因——瘧原蟲(chóng)用它來(lái)切換入侵途徑。
美國(guó)加州斯克里普斯研究院和Novartis研究基金會(huì)基因組研究所的研究人員也參與了這項(xiàng)研究。研究的結(jié)果公布在8月26日的Science上。
惡性瘧原蟲(chóng)（P. falciparum）株通過(guò)細(xì)胞表面上的唾液酸蛋白受體入侵紅血球。如果用一種能夠?qū)⑼僖核嵋瞥拿柑幚硌?xì)胞，這種寄生蟲(chóng)就無(wú)法繼續(xù)入侵。其他的一些包括W2mef在內(nèi)的寄生蟲(chóng)株不但能夠利用這種唾液酸受體入侵，而且還能夠在必要的時(shí)候轉(zhuǎn)換成其他的途徑入侵。
為了研究這種寄生蟲(chóng)如何切換不同的血細(xì)胞入侵模式，Cowman和同事培養(yǎng)了能利用唾液酸入侵的W2mef寄生蟲(chóng)系和能夠不依靠唾液酸受體入侵的寄生蟲(chóng)系。接著，他們比較了兩個(gè)組之間基因活動(dòng)的差異并確定出了兩個(gè)值得進(jìn)一步研究的基因。
第一個(gè)基因是P. falciparum reticulocyte-binding like homolog 4（PfRh4），它與其他一些已知在瘧原蟲(chóng)入侵紅血球過(guò)程中起到一定作用的基因相似。第二個(gè)基因是EBA165，它似乎不能產(chǎn)生一種功能性的蛋白質(zhì)，因此研究人員推測(cè)它只有在毗鄰PfRh4時(shí)被活化。利用更精確的定量方法，研究組發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)基因在不依賴唾液酸的寄生蟲(chóng)中的活性比那些需要唾液酸才能進(jìn)入細(xì)胞的寄生蟲(chóng)高60到80倍。
這些結(jié)果表明PfRh4基因的活化是寄生蟲(chóng)切換到不依賴唾液酸的入侵模式所必須的。事實(shí)上，研究組在不依賴唾液酸的寄生蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了PfRh4，而在唾液酸依賴寄生蟲(chóng)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種蛋白。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)顯示PfRh4基因的活化是從唾液酸依賴入侵方式轉(zhuǎn)換到非依賴性入侵方式所必須的。
這些結(jié)果對(duì)瘧疾疫苗的設(shè)計(jì)具有重要意義。寄生蟲(chóng)上能夠與寄主細(xì)胞上的唾液酸受體結(jié)合的分子有可能成為抗瘧疾藥物的一個(gè)靶標(biāo)。但是Cowman也指出如果只抑制一個(gè)基因，一些寄生蟲(chóng)仍然能夠利用PfRh4來(lái)轉(zhuǎn)換到其他的侵染模式；如果兩個(gè)基因都被破壞，那么寄生蟲(chóng)就沒(méi)門進(jìn)入血細(xì)胞中了。
