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为探究圣多美普林西比（STP）疟疾病例增加的原因，研究人员分析 980 份样本的基因数据。发现平均感染复数（MOI）为 1.3，存在克隆替换与耐药单倍型变化，部分样本与非洲中西部基因相似。为消除疟疾提供了策略依据。
疟疾曾长期威胁人类健康，在全球范围内造成巨大的公共卫生负担。尽管圣多美普林西比（STP）作为位于非洲几内亚湾的岛国，在疟疾防控方面取得了显著进展，并被世界卫生组织纳入 E-2025 倡议，旨在 2025 年前消除疟疾，但近年来却面临着新的挑战。2012 年左右疟疾病例有所上升，之后虽维持在较低水平，但始终未能实现消除目标。更棘手的是，2022 年报告的病例数增加了 46%，这无疑给 STP 实现疟疾消除目标蒙上了一层阴影。
在疟疾防控的关键阶段，深入了解残留传播的结构至关重要。传统的流行病学监测方法虽然能提供病例数量等信息，但难以揭示病原体种群的遗传动态和传播机制。而基因监测作为一种新兴的技术手段，能够从基因层面解析疟原虫的种群结构、传播模式以及抗药性演变等关键信息，为制定精准的消除策略提供依据。
为了填补这一研究空白，来自美国加州大学旧金山分校、台湾清华大学生命科学与医学学院等机构的研究人员开展了一项具有重要意义的研究。他们收集了 2010 年至 2016 年间 STP 的 7482 份疟疾干血斑（DBS）样本，并从中随机选取了 1629 份进行分析，旨在通过基因监测揭示 STP 残留疟疾传播的遗传结构。该研究成果发表在《Communications Medicine》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，运用 Tween-Chelex 法从干血斑样本中提取 DNA，并通过 varATS qPCR 协议测量疟原虫密度，以此确定阳性样本并进行定量。接着，利用 MAD4HatTeR 和 CleanPlex 文库制备试剂盒进行扩增子测序，覆盖 165 个多样性扩增子、38 个耐药性扩增子等，获取疟原虫的全基因组遗传数据。然后，借助 MOIRE V3.1.0 R 包和 Dcifer V1.2.0 R 包等生物信息学工具，对感染复数（MOI）、有效 MOI（eMOI）、宿主内相关性（r^w）和宿主间相关性（r^b）等遗传指标进行估计，并分析基因簇和耐药单倍型的变化。此外，还通过主成分分析（PCA）比较 STP 样本与非洲其他国家样本的遗传相似性，以探究疟原虫的输入可能性。
遗传指标与传播强度的关系
研究发现，STP 的疟原虫平均感染复数（MOI）为 1.3，有效 MOI 为 1.08，多克隆感染仅占 11%，宿主内相关性（r^w）高达 0.7，有效种群大小始终低于 100。这些数据表明，研究期间 STP 的疟疾传播强度较低。然而，令人意外的是，这些遗传指标的时间趋势与发病率并不一致，例如 2012 年发病率最高，而 MOI 在 2011 年和 2014 年较高。这说明在低传播环境中，遗传漂变和输入可能对遗传指标产生显著影响，仅通过遗传指标难以直接反映传播强度的变化。
遗传相关性与克隆替换
研究表明，88% 的样本感染的疟原虫与至少一个其他样本密切相关（宿主间相关性r^b≥0.9），形成了 62 个高度相关的基因簇。尽管传播水平较低且具有季节性，但 63% 的基因簇在多个年份中持续存在，表明存在持续的本地传播。然而，基因簇的组成随时间发生了明显变化，旧的基因簇逐渐消失，新的基因簇不断出现。例如，两个主要基因簇 C61 和 C62 分别在 2014 年前后占主导地位，这可能与疟原虫种群的克隆替换有关。同时，耐药单倍型也呈现出时间趋势，磺胺多辛 - 乙胺嘧啶（SP）耐药性水平下降，而蒿甲醚 - 苯芴醇（AL）耐药性水平上升。
输入的作用与遗传多样性的变化
主成分分析（PCA）显示，STP 的样本与非洲中西部国家的样本遗传相似性较高，提示疟原虫可能从这些地区输入到 STP。此外，每年新检测到的基因簇比例较高，且重组证据有限，进一步支持了输入在疟原虫种群动态中的重要作用。在研究后期，观察到疟原虫多样性下降，基因簇数量减少，有效种群大小降低，这可能与 2015 年和 2016 年加强疟疾防控干预措施有关，如改善病例管理和使用新的病媒控制方法。
这项研究通过整合基因组和流行病学数据，深入揭示了 STP 在消除前阶段疟原虫种群的精细动态。研究结果表明，尽管 STP 的疟疾传播强度较低，但存在持续的本地传播和克隆替换，输入的新疟原虫株可能导致进一步的本地传播和耐药性扩散。因此，为了实现疟疾消除目标，STP 需要采取有针对性的干预措施，如针对传播热点的靶向干预、反应性病例检测以及减少新疟原虫输入的策略。同时，该研究也为低传播环境中的基因监测应用提供了案例研究，强调了基因监测在追踪传播动态、评估干预效果和指导消除策略方面的重要性。随着越来越多的国家进入低传播阶段，这种整合基因组和流行病学数据的方法将为全球疟疾消除工作提供宝贵的参考。
