中国 - 缅甸边境恶性疟原虫抗疟药敏感性相关遗传标记的全基因组扫描研究

研究人员评估抗疟药体外敏感性并开展全基因组关联研究，发现多个相关遗传标记，意义重大。

　　# 探秘抗疟药耐药谜题：中国 - 缅甸边境的科研突破
疟疾，这个古老而又致命的疾病，长期以来一直是全球公共卫生的重大威胁。据世界疟疾报告显示，2022 年全球新增疟疾病例高达 2.49 亿，死亡人数达 60.8 万 ，疟疾的防治形势极为严峻。在疟疾治疗中，抗疟药耐药性问题日益凸显，尤其是恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）对多种药物产生耐药性，如氯喹（CQ）、磺胺多辛 - 乙胺嘧啶（SP）等，这严重阻碍了疟疾的治疗和药物研发。

青蒿素联合疗法（ACT）曾在疟疾治疗中取得显著成效，从 2000 年到 2015 年，全球疟疾负担因此降低了 37% 。然而，令人担忧的是，恶性疟原虫对一线 ACT 的耐药性已在东南亚出现并扩散，如今正威胁着撒哈拉以南非洲地区。东南亚的大湄公河次区域（GMS）更是抗疟药耐药性的高发地，寄生虫在这里最初对氯喹、甲氟喹和磺胺多辛 - 乙胺嘧啶产生耐药，随后又出现了对 ACT 的耐药。

中国 - 缅甸边境地区的疟疾防治情况也不容乐观。自 1960 年起，该地区使用氯喹治疗恶性疟，20 年后因疟原虫对氯喹产生耐药，逐渐被青蒿素类药物替代。20 世纪 70 年代起，乙胺嘧啶和磺胺多辛联合使用（抗疟 2 号片），但在 90 年代末停用。目前，该地区的恶性疟原虫对 CQ 和 SP 仍表现出较高的耐药性。

为了深入了解抗疟药耐药性的产生和传播机制，寻找新的药物靶点，海军军医大学的研究人员开展了一项关于中国 - 缅甸边境地区恶性疟原虫对常见抗疟药敏感性的研究。该研究成果发表在《Malaria Journal》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，从 2007 年到 2010 年，在中缅边境的拉咱山谷采集了 34 例恶性疟原虫样本（样本来自经显微镜检查确诊的有症状疟疾患者），并进行体外培养和基因组 DNA 提取，随后进行全基因组测序。其次，运用标准的 SYBR Green I 荧光分析法和环孢子率（RSA）检测法，评估疟原虫对 5 种常用抗疟药（CQ、SP、哌喹（PPQ）、奎宁（QN）和咯萘啶（PND））的体外敏感性。最后，利用 Plink v1.90 软件进行全基因组关联研究（GWAS），探究全基因组单核苷酸多态性（SNPs）与抗疟药体外敏感性之间的关联。

研究结果

1. 体外敏感性研究：研究发现，大部分受试分离株对 CQ 和 SP 具有较高的半数抑制浓度（IC₅₀），其中对 CQ 和 SP 表现出敏感性降低的分离株比例分别为 88.24% 和 92.59%。而对 QN、PPQ 和 PND 敏感性降低的分离株比例相对较低，分别为 8.82%、8.82% 和 5.88%。通过 Spearman 相关性分析还发现，CQ 与 QN、QN 与 PPQ 之间的敏感性存在显著正相关。此外，疟原虫对 CQ、SP 和 QN 的体外 IC₅₀在 2007 - 2010 年间呈上升趋势，而 PPQ 和 PND 的 IC₅₀值在 2009 - 2010 年间无显著变化，对 DHA 的 RSA 值虽变化不显著，但呈逐年上升趋势。
2. 耐药基因相关性研究：分析耐药基因发现，pfcrt 基因的 M74I、N75E、K76T 和 A220S 突变，pfdhfr 基因的 S108N、C59R 和 I164L 突变等在该地区疟原虫群体中较为普遍。同时，具有 pfcrt CIETS 单倍型的分离株对 CQ 的 IC₅₀值较高，而具有 pfdhfr IRNI、NRNL 和 IRNL 突变的分离株对 SP 的 IC₅₀值较高，这表明分离株对 CQ 和 SP 的敏感性与这些耐药基因突变相关。然而，QN 的 IC₅₀值与 pfmdr1、pfmrp1 和 pfnhe 的单倍型之间未发现显著关联。
3. 遗传标记研究：通过 GWAS 分析，研究人员发现了多个与抗疟药敏感性相关的遗传标记。对于 CQ，除了 pfcrt 基因外，pfcg1、pfcg2、PF3D7_0708400（pfhsp90）和 PF3D70410000（pfevp1）基因上的 SNP 也与 CQ 的 IC₅₀值显著相关。对于 SP，一个位于 dhfr 基因的 SNP 与 SP 敏感性降低显著相关。对于 PND，有 3 个 SNP 与之显著相关，其中一个位于 sf1 基因。此外，与 DHA 的 RSA 值显著相关的 30 个 SNP 中，有 3 个位于 kelch13 附近区域，其中一个位于内膜复合蛋白基因 imc1f，还有 2 个分别位于 myod 和 ccp4 基因，ApiAP2 转录因子家族的一个成员（PF3D7_0613800）也与寄生虫的 RSA 值密切相关。

研究结论与意义

该研究成功识别出多个与抗疟药敏感性相关的遗传标记，尤其是与 CQ 和青蒿素耐药相关的标记，这为进一步研究氧化应激介导的活性与抗疟药敏感性之间的关系提供了重要参考。尽管研究存在样本量较小和样本采集时间较早的局限性，但这些历史数据仍为当前的耐药性监测提供了有价值的基础，有助于深入了解耐药机制的演变轨迹和传播途径，为耐药性监测和管理提供了初步的科学依据，对全球疟疾防治工作具有重要意义。未来的研究可考虑扩大样本量和延长样本采集时间，以更全面地揭示抗疟药耐药性的奥秘，为开发更有效的抗疟策略提供支持。