非洲地区首例疟原虫SSU rRNA基因变异导致巢式PCR扩增效率降低的病例报告

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Tropical Medicine and Health 3.5

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  本研究报道了一例来自非洲的日本患者感染携带SSU rRNA基因变异的疟原虫(Plasmodium malariae)病例,通过显微镜检查、巢式PCR(nested PCR)和细胞色素b(cytochrome b)基因测序证实,该变异株在物种特异性引物结合区存在4个碱基缺失,导致巢式PCR二级扩增效率显著降低。这一发现揭示了当前基于SSU rRNA的分子诊断技术存在潜在漏检风险,强调了基因测序验证对疟原虫变异株监测的重要性,为热带病精准诊断提供了关键案例依据。

  

在热带医学领域,疟原虫的精准分型始终是防控工作的核心挑战。传统显微镜检查虽能观察到特征性的"带状滋养体",但2004年马来西亚曾发生将恶性疟原虫(P. knowlesi)误判为三日疟原虫(P. malariae)的教训,凸显了形态学鉴定的局限性。更棘手的是,随着人畜共患疟原虫在非洲灵长类动物中的发现,基因变异株的跨物种传播风险正在悄然升级。

日本国立国际医疗研究中心的研究团队在《Tropical Medicine and Health》发表了一项警示性发现:一名从塞拉利昂归国的56岁男性患者,其感染的P. malariae株系表现出反常的巢式PCR扩增模式——使用物种特异性引物的二级PCR条带反而比通用引物的初级PCR更微弱。通过SSU rRNA(小亚基核糖体RNA)全序列分析,研究人员在GenBank登录号LC859598的序列中锁定关键变异:位于物种特异性反向引物结合区的4个碱基(ATAT)缺失。这一变异虽未完全阻断扩增,但显著降低了检测灵敏度。而细胞色素b基因(登录号LC859864)的100%同源性验证,则排除了其他疟原虫种属的可能性。

关键技术方法包括:1)基于Giemsa染色的薄血涂片镜检确定寄生虫形态;2)使用通用引物(P1/P2)和物种特异性引物的巢式PCR检测;3)SSU rRNA(317bp)和细胞色素b(357bp)基因测序;4)与国际数据库(如NCBI)中P. malariae参考序列(XR_003751927.1和LT594637.1)的比对分析。

案例特征

患者呈现典型的四日热型体温波动,外周血涂片显示0.059%感染率(27.8×102/μL)的带状滋养体。值得注意的是,快速诊断试纸(BinaxNow Malaria)仅提示非恶性疟感染,凸显了混合感染筛查的复杂性。

分子诊断异常

巢式PCR结果打破常规认知:初级扩增产物(约372bp)条带强度反常地超过二级扩增产物。序列比对揭示,变异区域恰好位于Kimura等人1997年设计的物种特异性引物结合位点,这种"引物结合障碍"现象在巴西(KJ619942.1)和缅甸(AF487999.1)分离株中也有迹可循。

进化溯源启示

细胞色素b基因的绝对保守性表明,SSU rRNA变异属于区域性基因多态性而非新发种系。但值得警惕的是,该变异株可能已在人-非人灵长类宿主间形成跨物种传播循环,这与Plenderleith等2022年在《自然·通讯》报道的非洲猿类疟原虫人畜共患病风险相呼应。

这项研究为热带传染病监测敲响警钟:当巢式PCR出现异常条带模式时,应结合多基因位点测序验证。目前全球疟疾分子监测网络主要依赖标准化引物,该案例揭示的"引物逃逸"变异可能仅是冰山一角。研究者建议建立SSU rRNA变异数据库,并开发针对保守区(如细胞色素b)的补充检测方案,以应对日益复杂的疟原虫基因多样性挑战。随着国际旅行和生态接触增加,这类诊断"盲区"变异株的早期识别,将成为遏制热带病跨境传播的关键防线。

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