Nature-蛔虫病治疗新视野
Nature：蛔虫病治疗新视野
2011/10/29 15:31:07
2011年10月26日，由澳大利亚墨尔本大学和华大基因主导完成的猪蛔虫(Ascaris suum)基因组研究成果在国际顶尖杂志《自然》（Nature）上在线发表。该研究成果将有助于科学家从基因水平了解蛔虫病遗传特性及致病机理，为蛔虫病治疗药物和疫苗的研发奠定了重要的科研基础。
寄生虫病是世界上分布广、种类多、危害严重的一类疾病，其中蛔虫病是寄生虫病中最常见的一种疾病，给人类造成严重危害。猪蛔虫病是生产中常见的危害严重的猪寄生虫病，轻则引起仔猪消化不良，降低饲料报酬率，增加养殖成本；重则因大量虫体堵塞肠管导致死亡，给养殖户带来巨大损失。人蛔虫病也是世界上流行最广的人类蠕虫病，据WHO估计全球有13亿患者，尤其是在亚洲，非洲和拉丁美洲等发展中国家感染者更多。蛔虫的寄生可引起肠粘膜的损伤，导致消化和吸收障碍，或引起其它并发症，严重甚至会导致死亡，给人类健康造成巨大的威胁。该研究中的A. suum虽然只是主要感染猪，但是它与另外一种人类寄生虫Ascaris lumbricoides（人蛔虫）具有十分近的亲缘关系，因此该研究对于防治此类疾病将具有非常重要的参考意义。
在本研究中，研究人员采用新一代高通量测序技术对A. suum进行了全基因组测序，测序深度高达80X。研究表明，A. suum基因组由2.73亿个碱基对组成，大约含有18,500个蛋白质编码基因。通过对猪组织中的蛔虫成虫和幼虫进行了转录组测序及分析后，研究人员还发现了164,000个单核苷酸多态性位点（SNPs）。这些数据为研究A. suum在不同发育阶段和不同宿主组织中侵入宿主体内的转录模式提供了重要线索。研究还发现，与目前已测序的其它动物相比，A. suum的基因组中的重复序列较少，只占整个基因组的4.4％，还发现了24个反转录转座子家族和8个DNA转座子家族。
通过与其它寄生和非寄生蛔虫以及模式生物秀丽隐杆线虫进行比较基因组学分析发现，A. suum与其它寄生虫具有高度同源性，其中与动物寄生虫——马来丝虫（Brugia malayi）具有最高的共线性；研究人员还发现了A. suum和人蛔虫与其寄生相关的遗传特征，如猪寄生虫能够分泌一些物质帮助其侵入动物机体或抵御宿主的免疫系统。
“从A. suum的基因组序列中，我们已经确定了5个新的药物靶点，这些靶点可能与其他许多寄生虫有关，通过基因组分析发现，这些药物靶点具有特异性，它们可以选择性地杀死寄生虫，但并不会给宿主带来损害。因此，目前我们迫切需要开发新的治疗蛔虫病的方法。” 文章的第一作者、墨尔本大学的Aaron R. Jex教授说。
文章的第一作者、华大基因该项目负责人李波说：“猪蛔虫是一种与感染人数极多的人蛔虫亲缘关系很近的寄生虫，目前也是作为寄生虫研究的一个理想模型。我们通过对猪蛔虫进行全基因组测序、组装、注释及分析，试图从基因组水平了解其遗传特性以及一些致病的机制，这对于防治蛔虫病具有十分重要的意义。通过进一步挖掘基因组信息，我们希望能够为猪蛔虫病和人蛔虫病的诊断，预防和治疗等提供更多有价值的信息。”
Parasitic diseases have a devastating, long-term impact on human health, welfare and food production worldwide. More than two billion people are infected with geohelminths, including the roundworms Ascaris (common roundworm), Necator and Ancylostoma (hookworms), and Trichuris (whipworm), mainly in developing or impoverished nations of Asia, Africa and Latin America. In humans, the diseases caused by these parasites result in about 135,000 deaths annually, with a global burden comparable with that of malaria or tuberculosis in disability-adjusted life years. Ascaris alone infects around 1.2 billion people and, in children, causes nutritional deficiency, impaired physical and cognitive development and, in severe cases, death. Ascaris also causes major production losses in pigs owing to reduced growth, failure to thrive and mortality. The Ascaris–swine model makes it possible to study the parasite, its relationship with the host, and ascariasis at the molecular level. To enable such molecular studies, we report the 273 megabase draft genome of Ascaris suum and compare it with other nematode genomes. This genome has low repeat content (4.4%) and encodes about 18,500 protein-coding genes. Notably, the A. suum secretome (about 750 molecules) is rich in peptidases linked to the penetration and degradation of host tissues, and an assemblage of molecules likely to modulate or evade host immune responses. This genome provides a comprehensive resource to the scientific community and underpins the development of new and urgently needed interventions (drugs, vaccines and diagnostic tests) against ascariasis and other nematodiases.