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不同疟疾株之间的竞争

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布基纳法索最近的一项研究表明,疟疾菌株的遗传多样性导致不同程度的疾病严重程度,并显示了菌株之间的竞争。

已知感染人类的五种疟原虫中,恶性疟原虫的毒力最强,但这种毒力是可变的。决定恶性疟临床症状变异性很大的一个因素是,在许多疟原虫菌株中,哪一种感染了患者。

恶性疟原虫产生的许多编码蛋白质的基因以各种形式或等位基因出现,不同的疟原虫株表达这些蛋白质的不同形式。其中一个蛋白质家族被称为裂殖子表面蛋白,与疾病临床结局的差异有关,如轻度或重度贫血或脑疟疾。

裂殖子表面蛋白

裂殖子表面蛋白(MSPs)是疟原虫裂殖子侵入红细胞过程中必需的一类蛋白质。顾名思义,它们位于裂殖子的表面。不同的寄生虫菌株表达不同形式的MSPs。

MSP1是这些蛋白质中含量最丰富的。它是一个大的GPI锚定蛋白,在红细胞入侵之前经历破碎,似乎参与了寄生虫与细胞的最初结合。

第二个最丰富的MSP是MSP2,一个功能未知的小分子。

由于疟疾流行地区的人经常被不止一种被感染的蚊子叮咬,他们可能同时感染一种以上的寄生虫。加蓬的一项研究表明,疟疾的严重程度增加与患者体内寄生虫表达的MSP1形式的多样性增加有关。

患者中存在的疟疾菌株

最近在布基纳法索进行的一项研究集中在感染了表达不同形式MSP1和MSP2的菌株的患者身上。研究人员观察了与不同菌株相关的症状,并调查了菌株是否在宿主体内竞争,以及混合感染是否会导致更多或更少的疾病严重程度。

从参加单独药物评价试验的患者中抽取血液,并用显微镜评估是否存在疟原虫和测量的血红蛋白水平。干血样用于检测msp1和msp2基因家族是否存在等位基因。根据高温、贫血和寄生虫密度三个参数确定病情严重程度。

这项研究在两个地点进行了两年多,在此期间,1010名患者被诊断为疟疾阳性。血样中检测到3个msp1等位基因家系和msp2家系,且有多个msp1等位基因家系循环。155名患者的三个msp1等位基因家族均存在。这些基因家族在这两个位点的流行率相似,表明它们之间存在着种群流动。

菌株及毒力因子

msp1等位基因家族MAD20的存在与最高的寄生虫密度相关,尽管这不是最常见的家族。我想知道这种特殊形式的蛋白质的结构是否增强了与红细胞的结合。

令人惊讶的是,当存在多个菌株的寄生虫混合感染时,与单菌株感染相比,寄生虫的数量并没有增加,事实上,混合感染中msp1-MAD20的密度实际上降低了。作者认为疟原虫株之间存在竞争,MAD20的生长被这种竞争所抑制,尽管他们没有提出如何竞争的建议。

相比之下,当与两个msp2等位基因家族的单次或混合感染进行比较时,没有发现菌株密度的差异。

患者体温随寄生虫密度(寄生虫血症)升高而升高,但不受不同寄生虫株的影响,无论是单一感染还是混合感染。

血红蛋白水平(贫血的一种测量方法)也不受msp1菌株的影响,但msp2等位基因家族FC27在单一和混合感染中的血红蛋白水平最低,因此更具致病性。

菌株与严重疟疾

寄生虫密度、发热和贫血都是严重疟疾感染的特征。这项研究确实表明,患者感染的疟原虫菌株在一定程度上会影响临床结果,特别是msp2-FC27等位基因的存在。

作者指出,他们的研究中没有脑疟疾患者,因此不能排除这些特殊的MSP菌株与极重度疟疾患者之间的联系。

在疟疾流行人群中,疟疾免疫力的发展取决于暴露于随着年龄增长而出现的各种疟疾菌株。这可能是研究人员发现寄生虫密度随患者年龄而降低的原因。然而,这不是同时感染所有三种msp1菌株的情况。这些三重感染是在年轻患者身上发现的,他们可能还没有接触到所有的菌株,这可能是原因。

这将有助于确定与毒力因子相关的寄生虫的早期检测是否确实作为感染临床进展的指标,从而为患者管理提供信息。

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