制定的方法,以实现患者血液样本的疟疾寄生虫基因组的大规模分析
研究人员开发了一种新技术,以比以往任何时候都更快、更有效地识别疟疾寄生虫的进化热点,并跟踪疟疾耐药性的上升。
首次,研究人员有能力分析疟疾基因组直接从患者血液样本使用新测序技术和信息学方法。作为一种原则证明,该小组对6个国家的临床样本进行了首次分析,发现了非洲、亚洲和大洋洲疟疾发展的独特差异。这项研究发表在自然2012年6月13日
严重的形式的疟疾感染是由寄生虫引起的疟原虫疟原虫,它是由蚊子传播的。疟疾每年感染2亿多人,并导致约60万人死亡,主要是撒哈拉以南非洲的5岁以下儿童。
“最引人注目的功能之一P. falciparum.它是进化的能力,克服抗疟疾药物。氯喹对疟疾无效,对其他前线毒品的抵抗力是新兴的,“霍尔康斯特桑德斯研究所和牛津大学的研究教授教授教授的高级作者。”如果我们想要控制抵抗,我们首先需要能够监测遗传多样性P. falciparum.并识别出现潜在阻力的热点。来自感染人群的血液的寄生虫基因组的快速测序是检测寄生虫种群的变化的强大方法,并且可能是一个重要的新方法监测工具在控制疟疾的武器中。“
该团队开发了一种新技术,直接从血液中提取寄生虫DNA,尽可能多地从样本中提取人类DNA。这种新方法克服了在测序之前需要在血液中培养寄生虫的需要,加快了过程并将复制错误降至最低。
P. falciparum.基因组特别难以序列,因为人类DNA,大部分DNA序列重复。因此,使用当前的DNA测序方法重建整个寄生虫基因组DNA序列是缓慢的、昂贵的和容易出错的。为了避免这些问题,该团队使用序列数据创建了一个单DNA字母变化的列表,即SNPs,可以在基因组的基因丰富区域可靠地识别出来。这些SNPs允许发现和测量自然寄生虫种群的变异。
“我们在寄生虫基因组中编目了大约86,000个SNP,允许我们确定之间的差异寄生物桑格研究所的共同第一作者马格努斯·曼斯克博士说。
来自Sanger Institute和牛津大学的Olivo Miotto博士,也是一首Co-First作者,补充说:“许多疟疾患者,特别是在非洲,不断感染疟疾寄生虫,我们创造了一个研究的新工具遗传多样性在一个患者内,并将其与其环境中的多样性进行比较。“
该团队使用这些技术来分析来自布基纳法索,柬埔寨,肯尼亚,马里,巴布亚新几内亚和泰国的样本。他们发现一个受感染者可以含有许多基因不同的疟疾寄生虫,允许寄生虫群交换DNA以创造新形式。因此,寄生虫进化的步伐受到人类因素的大大影响,以及地理。
来自邻近非洲国家的人的人在布基纳法索和马里的人员中取出的样本,在那里有很高的疟疾传播水平,表现出强烈的混合P. falciparum.基因组。
与之形成鲜明对比的是,亚洲人P. falciparum.泰国缅甸边境收集的寄生虫与非洲的寄生虫不同,而且与柬埔寨泰国边境附近的人不同。这种缺乏混合可能是泰国有效疟疾控制的结果,结合泰国和柬埔寨之间的限制人们的历史。
“抗疟疾药物的出现和传播耐药性对目前对控制和消除疟疾的全球举措的重大威胁是牛津大学和泰国玛哈迪尔大学的尼克怀特教授。“本研究为人口结构和疟原虫的演变提供了基本的洞察,这是必要的,如果我们要识别,这是必不可少的,映射,然后含有散布电阻。作为全球社区工作,我们现在可以建立在这种技术上,以识别世界各地的抗疟药热点并有效地包含它们。“
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