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本文是关于自然历史博物馆血吸虫病收藏（SCAN）的综述。SCAN 为血吸虫病研究提供了大量样本和数据，在物种多样性、杂交、耐药性研究等方面成果显著。但也面临资金、法规等挑战。文章还探讨了未来方向，值得相关领域研究者一读。
一、血吸虫病与 SCAN 收藏背景
血吸虫病是一种广泛传播的被忽视的热带病（NTDs），由血吸虫属的寄生扁虫引起，主要感染人类的有曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）、日本血吸虫（S. japonicum）和埃及血吸虫（S. haematobium）等。血吸虫病在 78 个低收入和中等收入国家流行，影响着全球超过 2.5 亿人。
传统研究中使用的寄生虫菌株多为长期实验室传代产物，如美国国立卫生研究院（NIH-NIAID）血吸虫病资源中心提供的曼氏血吸虫 NMRI 株，这些菌株无法用于研究野外寄生虫的进化和多样性。
自然历史博物馆血吸虫病收藏（Schistosomiasis Collection at the Natural History Museum，SCAN）于 2010 年创立，部分资金由惠康信托基金（Wellcome Trust）提供。它位于伦敦自然历史博物馆，该馆拥有约 8000 万件标本。SCAN 将收藏管理原则应用于研究收藏，使样本可被更广泛的研究社区使用。其样本包括近期野外采集的标本（主要是血吸虫幼虫和中间淡水螺宿主）以及遗留材料（短期实验室传代的血吸虫和野外采集的螺）。
二、研究方法
通过谷歌学术（Google Scholar）和 Scopus 进行文献检索，检索词包括 “SCAN”“the schistosomiasis collection at the NHM” 和 “schistosomiasis”，并单独检索最初阐述 SCAN 收藏范围的出版物的引用。纳入标准为引用了 SCAN 相关出版物和 / 或在研究中使用了 SCAN 收藏的研究，排除重复研究，如同一研究的预印本和正式发表版本。
从研究中提取的数据包括出版年份、作者、是否使用 SCAN 收藏及如何使用、样本类型（遗留或近期采集）等。对所有出版物按主题领域分类，收集出版商 / 期刊、出版类型等细节，通过出版物的总引用次数和期刊四分位数排名（来自 Clarivate Web of Science）评估整体质量。对 SCAN 收藏的关键应用进行定性评估，汇总收藏数据和材料使用情况，使用 R 语言和 Microsoft Excel 365 进行数据分析，在 Quantum GIS（QGIS）中进行绘图。
三、研究结果
- 文献计量结果：共检索到 88 篇论文，其中 81 篇为同行评审文章，4 篇为论文，2 篇为预印本，1 篇为野外指南。这些文章发表在 37 种不同期刊上，主要是寄生虫学或公共卫生期刊。四分之三的出版物使用了 SCAN 收藏，文章类别包括流行病学 / 运筹学、野外指南、血吸虫 / 中间宿主螺的基因组学 / 遗传学 / 系统发育学、分子诊断、综述、中间宿主螺生态学 / 绘图 / 建模等。这些出版物共被引用 3625 次，多数期刊出版物发表在 Q1（66%）或 Q2（30%）四分位数的期刊上，2012 - 2024 年期间每年平均发表 7 篇。
- 收藏数据概述
- 样本构成：SCAN 涵盖近期野外采集的血吸虫幼虫（主要存储在 FTA 卡上）和淡水螺中间宿主（存储在乙醇中），以及遗留的实验室传代后冷冻保存于液氮中的成虫。近期采集的血吸虫幼虫接近 50 万个个体生命阶段，存于约 10000 张 FTA 卡上；遗留收藏有 3000 多批成虫，存储在液氮中。螺类收藏包括近期采集的 80000 多个标本和遗留的 130000 多个标本。此外，还包括 14000 多个 DNA 样本（主要是曼氏血吸虫和埃及血吸虫的），存储在 - 80°C。
- 物种覆盖：收藏中的吸虫大多是血吸虫，尤其是埃及血吸虫和曼氏血吸虫，已知血吸虫物种的一半有代表。非血吸虫吸虫如片形吸虫（Paramphistomum）、姜片吸虫（Fasciola）等也有存在。淡水螺收藏中，近期采集的有 26 个属，主要是血吸虫中间宿主螺，如小泡螺属（Bulinus）和双脐螺属（Biomphalaria）；遗留收藏的分类覆盖更广，有 110 个属。
- 时空覆盖：近期和遗留收藏在空间和时间上覆盖范围广泛，涉及 17 个采集血吸虫样本的国家，若包括螺类样本则涉及 27 个国家。样本采集地主要在撒哈拉以南非洲，也有部分来自东南亚，如中国的日本血吸虫。近期采集的样本时间跨度为 1997 - 2020 年，遗留样本为 1933 - 2007 年，存在时间重叠。
- 对血吸虫研究关键议题的贡献
- 物种多样性研究：利用 SCAN 样本的研究揭示了非洲主要血吸虫物种的遗传多样性。对曼氏血吸虫部分细胞色素 c 氧化酶 1（cox1）单倍型的研究发现，其在撒哈拉以南非洲地区个体宿主内和个体宿主间存在显著多样性，单倍型谱系沿地理区域聚集；而埃及血吸虫在非洲大部分地区多样性较低，仅在肯尼亚沿海、桑给巴尔 / 马菲亚群岛和毛里求斯发现了另一组单倍型。对 219 个埃及血吸虫和牛血吸虫（S. bovis）样本的基因组比较研究，明确了埃及血吸虫种群南北遗传分化情况。
- 杂交研究：血吸虫种间杂交现象常见，如埃及血吸虫与牛血吸虫之间。早期研究通过线粒体和核基因序列的不一致来识别可能的杂交体，但无法确定杂交是古代还是当代发生的，以及基因渗入的后果。利用 SCAN 样本，研究人员对坦桑尼亚采集并存储在 SCAN 的牛血吸虫进行基因组测序，与埃及分离的埃及血吸虫参考基因组对比，发现两者基因组有高度相似性，部分区域相似度接近 100%，表明埃及血吸虫可能在未知世代前整合并保留了牛血吸虫的部分基因组。对保存于 SCAN 的 FTA 卡上的埃及血吸虫毛蚴进行全基因组 / 外显子测序，比较桑给巴尔群岛和尼日尔的埃及血吸虫种群，证实了尼日尔种群与牛血吸虫存在古代杂交（估计在 108 - 613 代前），而桑给巴尔种群未发现杂交证据。此外，研究还发现了基因渗入对寄生虫的影响，如入侵溶素基因的选择。在喀麦隆卢姆地区，观察到埃及血吸虫通过基因渗入杂交取代了较罕见的几内亚血吸虫（S. guineensis），对该地区 1990 - 1998 年采集并保存于 SCAN 的血吸虫样本分析显示，当时的埃及血吸虫可能同时具有与牛血吸虫和几内亚血吸虫杂交的基因渗入。利用 SCAN 中保存的 1993 年的库氏血吸虫（S. curassoni）冷冻分离株，构建了该物种的参考基因组，对比塞内加尔采集的库氏血吸虫和牛血吸虫样本，发现这两个物种在当地存在当代杂交现象。
- 耐药性研究：吡喹酮（praziquantel）是血吸虫病控制项目的主要药物，但对其在血吸虫体内的精确靶点了解不足，限制了对耐药标记的遗传监测。对另一种药物奥沙尼喹（oxamniquine）的研究发现，其耐药机制与血吸虫磺基转移酶（SmSULT - OR）基因突变有关。利用 SCAN 中来自坦桑尼亚、尼日尔和塞内加尔的曼氏血吸虫毛蚴样本，以及来自阿曼和巴西的样本研究发现，耐药等位基因在非洲、阿曼和巴西都相对丰富，表明奥沙尼喹耐药是自然种群中耐药等位基因被选择的结果。近期研究确定了曼氏血吸虫瞬时受体电位通道（SmTRPM）是吡喹酮的靶点，在自然种群中发现了可能导致吡喹酮耐药的突变等位基因，尽管频率较低。在乌干达的研究中，对学校采集的血吸虫毛蚴样本分析未发现曼氏血吸虫耐药种群影响药物疗效，但对 SCAN 和其他收藏的存档毛蚴研究发现了影响吡喹酮敏感性的四个自然种群变异。
四、讨论
- SCAN 的重要性与局限性：SCAN 为血吸虫病研究提供了有价值的样本和数据，推动了对血吸虫生物学关键领域的研究，如物种多样性、杂交和耐药性等。它还支持了不同规模的研究项目，从大规模的群体遗传学研究到小规模的中间宿主螺系统发育学研究。然而，SCAN 也存在局限性。与典型的以人类为中心的生物样本库不同，它未将样本与参与者历史、临床结果数据大规模关联，不利于对疾病潜在相关性的回顾性研究。此外，SCAN 目前资金不足，仅能维持样本保存，无法支持新的采集计划，且缺乏开展功能研究所需的活螺和血吸虫资源。
- 可持续性与资金问题：生物样本库面临可持续性和长期资金问题，SCAN 在 2011 - 2021 年获得惠康信托基金资助得以建立和发展，但目前资金短缺。虽然自然历史博物馆有长期收藏管理经验，但缺乏资金仍可能影响非液氮收藏样本的长期保存，如无法按理想频率进行 FTA 卡重新包装和螺类重新浸泡乙醇等管理工作。
- 名古屋议定书的影响：《名古屋议定书》旨在规范遗传资源获取和利益共享，但在实施过程中存在问题，一些国家的执行过于严格，阻碍了研究，包括本国研究人员的工作。虽然近期出现了更多边、协调的利益共享趋势，但改善国内研究能力仍是实施该议定书目标的关键。引用 SCAN 的出版物显示，撒哈拉以南非洲 / 低收入和中等收入国家（LMIC）的作者参与度有待提高，尤其是在第一、最后或通讯作者位置。理想的未来基因组监测计划应位于非洲机构，在源头生成基因组数据。
五、未来方向
SCAN 样本的地理和时间跨度广，可用于评估大规模变异，也可作为进一步聚焦采集的起点。随着全基因组测序成本降低，应将重点从样本存储转向直接基因组监测，减少长期样本保存的需求。基因组监测应纳入控制干预监测和评估工作，通过对部分采集样本进行测序实现。SCAN 标准化方法和多站点部署团队的模式，为高效开展此类工作提供了范例。
六、结论
本综述聚焦 SCAN 相关文献，展示了其在血吸虫生物学研究中的重要作用。SCAN 提供的样本和数据为寄生虫遗传研究提供了稀缺的原材料，协助其他项目开展采集活动，推动了包括人畜共患病、杂交和耐药性等方面的研究。通过这些研究，揭示了血吸虫杂交的复杂性，但也凸显了对更复杂监测和评估方法的需求，以实现对寄生虫的基因组监测。资源限制和《名古屋议定书》相关的获取与利益共享（ABS）立法可能影响样本共享，需要更高层面的协调努力，确保 ABS 鼓励而非抑制合作，避免因未采样导致遗传资源的永久损失。
