揭示利什曼原虫(Mundinia)martiniquensis 对两性霉素 B 耐药的基因组奥秘

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Research in Parasitology & Vector-Borne Diseases 2.6

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  为探究利什曼原虫(Leishmania)(Mundinia)martiniquensis对两性霉素 B(AmpB)耐药机制,研究人员对比分析敏感和耐药菌株基因组。结果发现 AmpB 耐药菌株中特定基因突变,或为耐药新标记。这对防控利什曼病意义重大。

  利什曼病是一种由利什曼原虫(Leishmania)引起的被忽视的热带疾病,严重威胁着全球公共卫生。两性霉素 B(AmpB)作为治疗利什曼病的一线药物,却出现了耐药现象,尤其是在泰国,由利什曼原虫(Mundiniamartiniquensis引发的利什曼病,患者在使用 AmpB 治疗后出现了复发情况。然而,目前对于耐药的L. martiniquensis菌株的基因组分析非常有限,这就像在黑暗中摸索,难以找到攻克耐药难题的方向。为了打破这一困境,深入了解耐药机制,研究人员开启了一场探索之旅。
来自多个研究机构的研究人员参与了这项重要研究。他们通过对实验筛选出的 AmpB 耐药的L. martiniquensis(AmpBRP2i)以及从患者分离出的对 AmpB 治疗反应不同的两个菌株 LSCM1-WT(敏感)和 LSCM1-6(耐药)进行比较基因组分析,发现了一些与 AmpB 耐药相关的重要线索。这一研究成果发表在《Current Research in Parasitology 》上,为后续研究提供了关键的方向。

在研究方法上,研究人员主要运用了以下关键技术:首先是全基因组测序(WGS)技术,它就像一把 “基因钥匙”,帮助研究人员打开了菌株基因的大门,获取了基因组的全部信息;其次是利用 Genome Instability Pipeline(GIP)和相关工具进行基因组分析,能够精准地识别出基因的各种变化,如染色体拷贝数变异、基因拷贝数变异以及单核苷酸变异(SNV)等;另外,通过药物敏感性试验,确定了不同菌株对 AmpB 的敏感性差异。

在研究结果方面:

  • 菌株对 AmpB 的敏感性:通过实验测定,LSCM1-WT 的 IC50值为 0.052 ± 0.01 μM,而耐药的 LSCM1-6 和 AmpBRP2i 的 IC50值分别为 0.165 ± 0.01 μM 和 0.204 ± 0.01 μM,后两者的 IC50值比 LSCM1-WT 高出近 4 倍,表明它们对 AmpB 具有明显的耐药性。
  • 基因组特征:所有L. martiniquensis样本的基因组都由 36 条染色体组成,大小约为 32.4 Mbp,包含 7967 个基因。研究人员对测序数据进行详细分析,了解了每个样本的基因组特征。
  • 染色体拷贝数变异:研究发现,不同菌株的染色体非整倍体状态存在差异。比如,染色体 31 在所有样本中都呈现四体状态,而其他染色体在不同菌株中的状态各不相同,有的呈三体,有的呈二体,还有的呈单体,但这些变化与 AmpB 耐药性并没有直接关联。
  • 基因拷贝数变异:通过比较归一化测序覆盖度来检测基因 CNV,然而并未发现 “耐 AmpB” 组存在特定的基因 CNV。
  • 单核苷酸变异分析:在耐药菌株中发现了一些关键的 SNV。在LSCM1_02556基因(注释为推定的甾醇 C - 24 还原酶基因,C24R)中,出现了提前终止密码子的 SNV,这意味着该基因可能无法表达出有功能的蛋白质,进而影响了 ergosterol 的生物合成途径,导致 AmpB 与 ergosterol 的结合减少,可能是菌株产生耐药性的重要原因。此外,在注释为 “ABC 转运蛋白样 / ABC 转运蛋白家族” 的LSCM1_01856基因中,发现了两个错义 SNV,这暗示该基因可能参与了药物外排机制,与耐药性相关。

在结论和讨论部分,研究表明,在L. martiniquensis对 AmpB 的耐药机制中,C24R基因的突变以及LSCM1_01856基因的变异可能起着关键作用。这一发现意义重大,一方面为进一步研究L. martiniquensis的 AmpB 耐药机制提供了重要的方向,有助于开发更有效的治疗方法;另一方面,这些潜在的耐药标记可以用于分子监测,帮助临床医生及时发现耐药寄生虫,从而调整治疗方案,减少治疗失败和复发的情况,对于利什曼病的防控具有重要的公共卫生意义。但目前的研究只是初步探索,还需要更多的研究和大量的样本验证,才能更深入地了解这些基因变异与耐药性之间的关系,为战胜利什曼病提供更坚实的理论基础和实践指导。

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