Nature子刊解译鞭虫的基因组

　　

鞭虫(whipworm)是一种肠道寄生虫，每年在发展中国家造成数亿人感染。研究人员现从鞭虫的基因组序列中推导出了一些基本的生物学和遗传学信息。这些信息为开发出对抗这种寄生虫的新策略和治疗方法奠定了基础。研究结果发表在6月15日的《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上。

鞭虫是导致近20亿人感染的三大土源性寄生虫之一。尽管寄生虫感染往往只会造成轻微的疾病，但它们也可以导致长期严重的损伤如营养不良、发育迟缓及学习能力受损。当前对于寄生虫病的发病率状况以及它们对疾病流行国家社会经济发展的影响并不清楚（延伸阅读：Nature Genetics：利用寄生虫致病）。

这种不同寻常的寄生虫可在大肠中生存多年，在大肠壁上钻出微型孔道。研究发现了鞭虫利用来钻孔的一些分子，这一寄生虫是如何限制它所造成的损伤，以及免疫系统是如何响应感染的。

Wellcome Trust Sanger研究所资深作者Matthew Berriman博士说：“寄生虫感染是整个发展中世界一个巨大的公共健康问题，缺少有效的药物以及耐药性出现是时时存在的一种风险。我们的研究工作开始着手揭示出鞭虫与人类之间的亲密关系，为开发出新的方法来预防或清除鞭虫感染铺平了道路。”

“让人们能够免费获取这些基因组序列，将大大推动整个研究团体致力开发出新的干预措施预防或是治疗寄生虫相关的疾病。”

该研究小组对可分别感染人类和小鼠的鞭虫进行了基因组测序，检测了最为活化，且有可能对鞭虫生存至关重要的一些基因。利用这一信息，研究小组挖掘了可用来对抗鞭虫及其他寄生虫的药物靶点。

基因组序列和鞭虫生成的一系列蛋白质使得研究人员从生物学上了解了这种寄生虫进化至可以生存的奇特微环境。研究小组发现鞭虫分泌的一些特异的消化酶可以钻穿肠壁细胞。鞭虫分泌的另一些酶似乎可以控制消化酶造成的“继发损伤”，减轻炎症和对宿主细胞造成的损害。

论文作者、利物浦热带医学院临床医生Philip Cooper 教授说：“根据我对厄瓜多尔儿童的研究经验，这些寄生虫可以对健康造成深远的影响，尤其是它们大量存在于个体体内时。全球有超过8亿儿童需要接受治疗对抗这些特异寄生虫，由于我们只有一两种药物能够安全、有效地对抗这些寄生虫，并且我们都有机会对这些药物形成耐药，在此之前将我们的研究焦点放在寻找新的治疗方法上是有必要的。这项研究不仅为开发出新药打开了大门，还有可能使得我们能够鉴别出一些当前用于治疗其他疾病，但有可能能够有效对抗鞭虫和其他寄生虫类型的现有药物。”

“掌握这些基因组，以及鞭虫等寄生虫的潜在生物学，是我们解决这一日益严重的全球问题最好的选择。”

当前在一些临床实验中，鞭虫卵被当做对抗各种自身免疫性疾病的一种疗法正展开测试，人们认为鞭虫感染或许能够减轻多发性硬化症和炎性肠病等疾病相关的炎症。为了确定免疫系统是如何响应感染的，研究人员让小鼠接触鼠特异性的鞭虫类型。他们发现感染引起了与炎症性疾病如溃疡性结肠炎相关的许多小鼠基因活性发生了改变。

论文的资深作者、曼彻斯特大学Richard Grencis教授说：“尽管鞭虫对人类的健康以及某些地区的经济增长不利，它们或许可以在限定我们免疫系统的‘调定点’中发挥重要作用，确保疾病过程中我们生成适当水平的免疫反应。当前的研究在前所未有的水平上阐明了鞭虫和宿主如何对彼此产生反应，这将帮助我们确定鞭虫是如何利用一些途径来改变我们的身体的。”

“这种在进化过程中形成的微调互作，有可能促使我们利用寄生虫以及它们的产物设计出更好的药物疗法以及更有效的临床实验。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Whipworm genome and dual-species transcriptome analyses provide molecular insights into an intimate host-parasite interaction

Whipworms are common soil-transmitted helminths that cause debilitating chronic infections in man. These nematodes are only distantly related to Caenorhabditis elegans and have evolved to occupy an unusual niche, tunneling through epithelial cells of the large intestine. We report here the whole-genome sequences of the human-infective Trichuris trichiura and the mouse laboratory model Trichuris muris. On the basis of whole-transcriptome analyses, we identify many genes that are expressed in a sex- or life stage–specific manner and characterize the transcriptional landscape of a morphological region with unique biological adaptations, namely, bacillary band and stichosome, found only in whipworms and related parasites. Using RNA sequencing data from whipworm-infected mice, we describe the regulated T helper 1 (TH1)-like immune response of the chronically infected cecum in unprecedented detail. In silico screening identified numerous new potential drug targets against trichuriasis. Together, these genomes and associated functional data elucidate key aspects of the molecular host-parasite interactions that define chronic whipworm infection.