恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的基因表达特征及抗体谱分析表明，fikk、phist和surf多基因家族与重症疟疾综合征的发生密切相关

《Journal of Infection》：Plasmodium falciparum gene expression signatures and antibody profiling implicate the fikk, phist, and surf multigene families in severe malaria syndromes

疟疾严重综合征中寄生虫基因表达与免疫应答研究，比较了CM、SMA及并发病例与 uncomplicated疟疾的转录组数据，发现Fikk、Phist、Surf基因家族在CM及并发病例中显著上调，而抗体微阵列分析显示并发病例恢复期抗体反应较弱。

　　本研究旨在探讨恶性疟疾（由恶性疟原虫 *Plasmodium falciparum* 引起）在不同严重临床表现中的基因表达模式。恶性疟原虫是导致人类疟疾的五种疟原虫中最致命的一种，其引起的严重疟疾症状包括脑型疟疾（Cerebral Malaria, CM）和严重疟疾性贫血（Severe Malarial Anemia, SMA）。这两种严重症状可能单独出现，也可能同时发生，后者在马里地区的儿童中观察到最高死亡率。然而，由于研究方法的限制，SMA 的分子机制尚未完全阐明。本研究通过比较严重疟疾病例与无并发症疟疾对照组的基因表达数据，探索了这些症状背后的潜在机制，并试图揭示其在疫苗和治疗开发中的重要性。

研究采用了全转录组分析方法，结合 RNA 测序技术和蛋白质微阵列分析，评估了恶性疟原虫在不同临床表型中的基因表达变化。研究人员从马里三个地区（Bandiagara、Sikasso 和 Bamako）招募了 6 个月至 6 岁的受试者，其中包括 14 例脑型疟疾病例和 22 例无并发症疟疾对照组。此外，研究人员还分析了 10 例严重疟疾性贫血病例与 9 例无脑型疟疾病史的无并发症对照组，以及 6 例有脑型疟疾病史的无并发症对照组。对于并发脑型疟疾和严重疟疾性贫血的病例，共有 8 例，并与 8 例无脑型疟疾病史的无并发症对照组以及 4 例有病史的对照组进行了比较。

在分析中，研究人员发现，与无并发症对照组相比，脑型疟疾病例在基因表达上显示出更显著的变化。具体而言，在比较脑型疟疾病例与无脑型疟疾病史的对照组时，共有 16 个基因表现出显著差异表达。其中，有 5 个基因的功能尚不明确，而其他基因则与寄生虫的运动、入侵宿主细胞以及调控 PfEMP1 等变体表面抗原有关。相比之下，严重疟疾性贫血病例的基因表达差异较为有限，仅发现一个基因（PF3D7_0826100）在病例与对照组之间存在显著差异。这表明 SMA 可能更多受到宿主因素的影响，而非寄生虫本身的基因表达。

并发脑型疟疾和严重疟疾性贫血的病例在基因表达上表现出最显著的变化。研究人员共检测到 524 个显著差异表达的基因，其中 342 个基因在病例中上调，182 个下调。这些基因包括多个属于 *phist*、*surf* 和 *fikk* 基因家族的成员，这些家族在寄生虫感染中可能影响宿主细胞重塑、寄生虫-宿主相互作用以及疾病严重程度的调节。此外，研究还发现，这些并发病例在恢复期没有表现出显著的抗体反应，而单独的脑型疟疾或严重疟疾性贫血病例则在恢复期对某些寄生虫蛋白产生了更强的免疫反应。这提示并发疾病可能引发独特的免疫反应模式，从而影响其病程和预后。

研究人员还通过蛋白质微阵列分析了这些病例与对照组的免疫反应情况。结果显示，脑型疟疾病例在恢复期对 *phist* 和 *surf* 家族的某些蛋白产生了增强的抗体反应，而严重疟疾性贫血病例则对 *phist* 和 *resa* 等蛋白表现出类似的增强反应。并发病例则表现出对多种蛋白的免疫反应减弱，这可能与免疫系统未能有效应对并发疾病有关。此外，对照组中某些具有脑型疟疾病史的个体对特定蛋白（如 SURFIN）的抗体反应较强，这可能表明这些蛋白在脑型疟疾的病理过程中起着重要作用，并可能作为疫苗开发的潜在靶点。

研究还指出，由于使用了 3D7 参考基因组进行基因表达分析，一些高度变异的基因（如 *var*、*rif* 和 *stevor* 家族）未被纳入分析，这可能影响了对这些基因在严重疟疾中的作用的理解。因此，未来的研究应采用更精确的方法，如 *de novo* 转录组组装，以识别实际感染中表达的特定基因变体。此外，研究样本量较小，可能限制了分析的统计效力和结果的普遍适用性。研究人员建议未来的研究应扩大样本规模，并纳入更多具有严重疟疾病史的对照组，以更准确地评估不同疟疾表型的基因表达差异。

本研究的意义在于，揭示了恶性疟原虫在不同严重疟疾表型中的基因表达模式，为开发针对这些表型的疫苗和治疗策略提供了新的视角。例如，研究发现 *fikk* 家族的某些成员在严重疟疾中表现出上调或下调，这可能与寄生虫诱导的宿主细胞重塑有关。此外，研究还指出，某些蛋白质（如 SEA-1 和 PHISTs）可能在免疫保护中起关键作用，因此这些蛋白可能成为疫苗开发的重要候选。同时，研究强调了在严重疟疾病例中，除了寄生虫自身的基因表达，宿主的免疫反应和炎症过程也可能在疾病进展中发挥重要作用。

研究还探讨了免疫记忆的形成与疟疾严重程度之间的关系。例如，研究人员发现，具有脑型疟疾病史的个体在恢复期对某些寄生虫蛋白（如 SURFIN）的抗体反应更强，这可能表明这些个体已经建立了部分免疫保护，从而降低了再次发生脑型疟疾的风险。然而，对于并发病例，其免疫反应似乎未能有效形成，这可能与疾病本身的复杂性有关。因此，未来的研究应进一步探索并发疾病的免疫机制，并评估不同抗原的免疫交叉反应性。

此外，研究还讨论了未来在疟疾研究中的方向。例如，建议使用单细胞技术来更精确地分析不同生命周期阶段的寄生虫基因表达差异，以及通过更广泛的抗原变异分析来更好地理解宿主免疫反应。同时，研究指出，由于寄生虫在宿主细胞内的复杂相互作用，未来的研究还应关注宿主-寄生虫相互作用的分子机制，包括寄生虫如何通过调控宿主细胞功能来增强其在宿主体内的生存和传播能力。

综上所述，本研究为理解恶性疟原虫在不同严重疟疾表型中的基因表达模式提供了重要的数据支持，并强调了多基因家族在疾病严重程度中的潜在作用。同时，研究也指出了当前研究方法的局限性，并提出了未来研究的方向和建议。这些发现不仅有助于揭示疟疾的发病机制，也为开发新的疫苗和治疗策略提供了理论依据。