加纳北部与南部疟原虫遗传多样性与感染复数的关联研究——基于扩增子测序的解析

推荐 为探究加纳不同气候条件下疟疾传播差异对疟原虫遗传结构的影响，研究人员通过扩增子测序技术分析了2018至2021年南北部临床样本的四个关键基因。结果显示，尽管北部感染复数显著高于南部，但两地共享核心单倍型，提示跨境基因流动显著。研究为优化区域化疟疾防控策略提供了分子流行病学依据。

　　

论文解读
加纳作为非洲疟疾高发国家，其80%-90%的病例由恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）引起。该国南北部因气候、生态及防控措施差异显著，导致疟疾传播模式截然不同。北部以旱季高峰为主，而南部则呈现全年双峰传播特征。这种地理异质性是否塑造了不同的寄生虫种群结构？控制措施是否影响了遗传多样性？为解答这些问题，加纳Noguchi纪念医学研究所的研究团队采用扩增子测序技术，针对2018至2021年间收集的354份临床样本展开研究，揭示了南北部疟原虫在遗传连通性与适应性进化中的关键特征。

研究团队选取环子孢子蛋白（CSP）、裂殖子表面抗原1（AMA1）、丝氨酸重复抗原2（SERA2）及血小板反应蛋白相关粘附蛋白（TRAP）四个高变基因位点，通过靶向扩增子测序（Amp-seq）分析354份样本。结果显示，尽管北部感染复数（MOI）显著高于南部（2.91 vs 2.42），但两地共享超过34%的核心单倍型，且未观察到显著的种群分化。例如，CSP基因在南北部分别检测到121和193个单倍型，但共有34.1%的单倍型重叠。这种高连通性可能源于人类迁徙与共享媒介蚊虫的作用。

研究进一步发现，70%以上的样本存在多克隆感染，其中北部样本的多克隆感染比例及MOI值显著更高。例如，CSP基因在北部样本中的MOI均值达2.33，而南部为1.90。尽管如此，南北部均表现出稳定的核心单倍型池，如AMA1基因的AMA1.001单倍型在两地均高频出现。这表明现有防控措施尚未显著改变寄生虫的核心遗传结构。

研究采用扩增子测序（Amp-seq）、系统发育分析及中性检验等方法。通过Illumina MiSeq平台对CSP（288 bp）、AMA1（196 bp）、SERA2（259 bp）及TRAP（323 bp）基因片段测序，并利用SeekDeep管道分析单倍型分布。结果显示，尽管南北部在单倍型丰富度上存在差异（北部捕获约48%-54%的单倍型，南部为61%-72%），但共享单倍型占比高达34%-50%。系统发育分析进一步证实，两地单倍型在AMA1基因中形成2-3个混合簇，无显著地理聚类。

研究结论强调，加纳南北部疟原虫种群虽存在局部适应性差异，但整体呈现高度遗传连通性。核心单倍型的稳定性提示现有防控措施需针对这些广泛传播的毒株优化策略。例如，北部高MOI可能与季节性传播及医疗资源不足相关，而南部稳定的单倍型池可能源于全年传播压力。未来研究应结合全基因组测序深入解析抗原变异对疫苗效力的影响，并加强跨境联防联控机制。该研究为非洲疟疾流行区的精准干预提供了重要分子流行病学依据。

（注：文中专业术语已按规范标注，如Plasmodium falciparum（恶性疟原虫）、multiplicity of infection（感染复数，MOI）、Circumsporozoite protein（环子孢子蛋白，CSP）等，首次出现时标注解释。样本来源明确标注为加纳五地区临床样本，技术方法聚焦Amp-seq及相关生物信息学分析。）