喀麦隆恶性疟原虫msp1与msp2基因多态性研究揭示高比例单克隆感染的遗传多样性特征及其疫苗研发意义

本研究深入探讨了喀麦隆地区恶性疟原虫裂殖子表面蛋白（msp1和msp2）的基因多态性特征，发现尽管单克隆感染（MI）占主导（msp1: 68.4%；msp2: 67.1%），但其基因型呈现高度多样性。K1（76.3%）和IC/3D7（83.3%）分别为优势等位基因类型。研究强调了地域差异（如Pette地区msp1单克隆感染率显著低于Douala）和基因型分布对疟疾疫苗设计的指导意义，为靶向疫苗开发提供了关键分子流行病学依据。

　　

Highlight

Ethical statements

本研究经ICMR-国家疟疾研究所机构审查委员会批准（批准号：PHB/NIMR/EC/2020/55），并在各样本采集卫生机构获得了伦理授权（批准号：2596/AS/MINSANTE/DRSPL/BCASS、1623/MINSANTE/DRSPN/PNLP/CR和0887/MINSANTE/DRSPEN/CR/PNLP/CR）。在采血前，所有参与者或21岁以下受试者的父母/监护人均签署了书面知情同意书。

Study sites

[内容缺省]

Characteristics of patients included in the study

在纳入的119份样本中，96例经PCR检测为恶性疟原虫阳性，并用于msp1/2基因分析。患者平均年龄为18.4岁，以女性为主（58.9%）。疟原虫血症范围介于250至1,958,860 parasites/μL之间（表1）。

Frequency of msp1/msp2 allelic families and polyclonal infections

从119份样本中提取疟原虫DNA，经PCR扩增后，98例为疟原虫属阳性，其中96例为恶性疟原虫。msp1和msp2的总体基因分型成功率分别为84.2%和79.2%。共鉴定出24种msp1基因型（11种K1、8种Mad20、5种RO33）和43种msp2基因型（29种IC/3D7、14种FC27）。单克隆感染（MI）占主导地位：msp1为68.4% [K1（46.1%）、Mad20（18.4%）、RO33（3.9%）]，msp2为67.1% [IC/3D7（50.0%）、FC27（17.1%）]。与Douala相比，Pette地区居民发生msp1相关单克隆感染的概率更低（OR=0.22，p=0.01）。在msp2中，MI中发现的IC/3D7和FC27基因型分别占其总基因型的58.6%和100%。未发现MOI（感染复数）与年龄、寄生虫密度和地理区域之间存在显著统计学关联。

Discussion

抗疟免疫的发展深受特定地区疟原虫种群遗传结构的调控。因此，理解这一结构是设计疫苗及评估其对抗疟疾负担影响的重要前提。鉴于疟原虫种群遗传结构高度不稳定，持续开展监测研究尤为必要。本研究通过分析喀麦隆不同生态流行病学背景下的恶性疟原虫msp1和msp2基因，揭示了其遗传多样性模式。结果显示喀麦隆的恶性疟原虫种群具有高度遗传多样性，且以单克隆感染为主，这一发现与喀麦隆西南部地区既往研究一致，但等位基因家族分布存在差异，凸显了地域特异性。高比例的MI（>65%）可能与研究人群的免疫状态或采样时间点有关。值得注意的是，尽管MI占主导，但其基因型多样性极高（msp1和msp2的基因型中≥40%来自MI），表明即使是在单克隆感染中，寄生虫种群仍呈现高度异质性。喀麦隆的疟疾传播强度（MOI均值：msp1为1.4，msp2为1.5）与撒哈拉以南非洲其他中高传播区相当。未发现MOI与年龄或寄生虫密度间的显著关联，可能与样本量较小或人群免疫背景有关。地域分析显示Pette的msp1-MI风险显著低于Douala，提示局部传播动态或宿主遗传因素可能影响感染克隆性。

Conclusion

本研究证实了喀麦隆恶性疟原虫种群存在高度遗传多样性，且以单克隆感染为主。这些单克隆感染在基因型上高度多样，代表了本研究中所发现总基因型的≥40%。高的MOI值表明，尽管近年来防控措施不断加强，喀麦隆的疟疾传播依然活跃。此外，MI占主导但仍高度多样化的现象进一步表明，开发高效（疟疾）疫苗需充分考虑当地寄生虫种群的遗传背景。