基于P47/P47Rec互作机制的疟疾暴发溯源研究：入侵性斯氏按蚊传播非洲疟原虫的分子证据

本研究针对埃塞俄比亚Dire Dawa地区2022年由入侵性斯氏按蚊(An. stephensi)引发的疟疾暴发事件，通过分析疟原虫P47基因(Pfs47/Pv47)及其蚊媒受体(P47Rec)的分子特征，首次证实暴发中的恶性疟原虫(P. falciparum)为非洲本土株系，揭示该入侵蚊种与非洲疟原虫的兼容性机制。研究采用PCR扩增和Sanger测序技术，发现6.25%蚊虫携带Pfs47(非洲单倍型)，4.37%携带Pv47，并鉴定出P47Rec第53位组氨酸/谷氨酰胺多态性可能作为暴发倾向的分子标记，为预测蚊媒疾病暴发提供新思路。

　　

在非洲疟疾防控取得显著进展的背景下，2022年埃塞俄比亚Dire Dawa地区却突发大规模疫情，约2400例病例持续至旱季，这种现象与传统疟疾传播规律相悖。罪魁祸首很快锁定为入侵性斯氏按蚊(Anopheles stephensi)——这种原产南亚的蚊种自2016年首次在埃塞俄比亚发现后迅速扩散，其城市适应性和干旱耐受性彻底改变了非洲疟疾传播格局。更令人担忧的是，这种入侵蚊种是否携带亚洲疟原虫株系？其传播效率背后是否存在特殊的分子机制？这些问题直接关系到疫情防控策略的制定。

为解开这些谜团，Elizabeth Waymire等研究团队在《Parasites 》发表的研究中，创新性地从疟原虫-蚊媒互作的分子基础入手。研究聚焦疟原虫配子体表面抗原P47——这个在配子体和动合子阶段表达的关键蛋白，能帮助疟原虫逃逸蚊虫免疫攻击。特别值得注意的是，恶性疟原虫P47(Pfs47)在707和725位的单核苷酸多态性(SNP)具有显著地理特征，可作为疟原虫来源的"分子护照"。通过分析这些分子标记，不仅能追溯病原体来源，更能揭示蚊媒特异性传播的潜在机制。

研究人员采用多学科交叉方法开展研究：首先在暴发核心区Dire Dawa大学采集160只斯氏按蚊，通过形态学和分子标记(ITS2和COI基因)确认物种；随后采用巢式PCR技术特异性扩增Pfs47/Pv47基因片段，结合Sanger测序获取序列信息；针对蚊虫P47受体(P47Rec)设计引物进行群体遗传分析；利用最小生成网络(MSN)将获得序列与全球数据库比对；最后通过生物信息学工具分析氨基酸变异与功能关联。

疟原虫在野生斯氏按蚊中的检测

在160只检测蚊虫中，6.25%携带P. falciparum DNA，4.37%携带P. vivax DNA，部分样本甚至存在共感染现象。这种高携带率与暴发流行病学特征高度吻合，首次从分子层面证实斯氏按蚊在疫情中的关键作用。

Pfs47多样性及其与非洲/亚洲序列的相似性

对Pfs47基因707和725位点的地理信息SNP分析显示，所有样本均为C-C单倍型(对应非洲型236T/242S)，排除亚洲疟原虫输入的可能。最小生成网络分析进一步显示，Dire Dawa序列与非洲主要单倍型(Hap11/Hap12)紧密关联，同时存在独特变异型(Hap25等)。值得注意的是，虽然非洲和亚洲Pfs47总体分化明显，但苏丹-印度共享的Hap13揭示了两大陆间的基因交流历史。

Pv47的跨大陆共享特征

与Pfs47不同，Pv47在非洲和亚洲间表现出高度共享性，主要单倍型Hap3覆盖两大洲样本。Dire Dawa样本虽主要归属Hap3，但也鉴定出独特本地单倍型(Hap4/Hap11)，反映当地P. vivax的微进化动态。这种格局支持非洲P. vivax可能源自亚洲的假说，也暗示两种疟原虫在蚊媒适应机制上存在根本差异。

P47Rec受体多态性与暴发关联

在蚊虫P47受体基因中发现第53位氨基酸存在组氨酸(H)与谷氨酰胺(Q)多态性。惊人发现是：所有P. falciparum阳性样本均为H纯合型，而历史样本(2018年)和印度种群则呈现多态平衡。这种选择模式提示H53可能与非洲疟原虫传播效率存在关联，可作为暴发风险的潜在分子标记。

结论与展望

该研究通过创新性地整合分子流行病学与进化遗传学方法，获得三项突破性发现：(1)入侵斯氏按蚊传播的是非洲本土疟原虫株系，排除亚洲疟原虫输入可能；(2)首次揭示斯氏按蚊P47受体存在功能多态性，其中H53型可能与暴发风险相关；(3)证实Pv47在非洲-亚洲间广泛共享，而Pfs47保持大陆特异性，反映两种疟原虫不同的进化轨迹。

这些发现彻底改变了我们对入侵蚊种传播潜力的认知：与传统"锁-钥"理论不同，斯氏按蚊表现出惊人的适应性，能高效传播遗传多样的非洲疟原虫。研究中建立的P47/P47Rec分子监测体系，为预测未来暴发提供全新工具。更深远的意义在于，该研究为理解生物入侵如何重塑传染病传播格局提供了典范案例，提示全球气候变化背景下的疾病防控需要更加关注媒介生物的地理扩散动态。