丹土血型如何预防疟疾——全人类如何从中受益

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资料来源:CC0 Public Domain

剑桥大学威康桑格研究所和肯尼亚kemri -威康信托研究项目的科学家首次揭示了Dantu遗传血液变体如何帮助预防疟疾的秘密。研究小组发现,携带罕见丹土血变体的人的红细胞具有更高的表面张力,从而防止它们被世界上最致命的疟原虫恶性疟原虫入侵。

这项研究结果发表在今天的自然在更广泛的抗击疟疾的斗争中也可能发挥重要作用。因为人红的表面张力大随着年龄的增长而增加,也许有可能设计出类似的药物为了防止或者减轻它的严重性。

疟疾仍然是一个主要的全球健康问题,每年造成约43.5万人死亡,其中61%发生在5岁以下儿童身上。恶性疟原虫是最致命的疟疾,在非洲尤其流行,占2017年非洲疟疾病例的99.7%,占全球疟疾死亡人数的93%。

2017年,研究人员发现罕见的丹图血变体,这种只在东非部分地区经常发现的血液变体,在一定程度上提供了对严重疟疾的保护。这项新研究的目的是解释其中的原因。

研究人员从肯尼亚基利菲的42名健康儿童身上采集了红细胞样本,这些儿童有1个、2个或0个Dantu基因副本。然后,研究人员在实验室中观察了寄生虫入侵细胞的能力,使用包括延时视频显微镜在内的多种工具来确定入侵受损的具体步骤。

对红细胞样本特征的分析表明,丹土变异产生的细胞具有更高的表面张力,就像皮肤更紧的鼓。在一定的压力下,疟疾寄生虫不再能够进入细胞,停止它们的生命周期,并阻止它们在血液中繁殖的能力。

肯尼亚KEMRI-Wellcome信托基金会研究项目的Silvia Kariuki博士说:“疟疾寄生虫利用一种特定的‘锁-钥匙’机制渗透到人类红细胞中。当我们开始解释丹徒变种如何抵御这些寄生虫时,我们期望在这种分子机制的工作方式中找到微妙的变化,但结果证明答案要根本得多。丹土变体实际上略微增加了红细胞表面的张力。这就像寄生虫仍然有锁的钥匙,但门太重了,它打不开。”

丹土血型有一种新的“嵌合”蛋白,它表达在红细胞表面,并改变了其他表面蛋白的平衡。在肯尼亚海岸的基利菲镇,10%的人口拥有一份Dantu基因副本,这种基因可提供高达40%的抗疟疾保护。1%的人口拥有两个副本,可提供高达70%的保护。相比之下,目前最好的疟疾疫苗只能提供35%的保护。

由于人类与疟疾一起进化了数万年,在受影响最严重地区的一些人已经产生了对这种疾病的基因抗性。最著名的例子是镰状细胞特征,它能使人对疟疾有80%的抵抗力,但如果有两个基因副本,就会导致严重的疾病。目前没有证据表明丹徒变种伴有其他健康并发症。

威康桑格研究所的亚历杭德罗·马林-梅嫩德斯博士说:“我们在疟疾最流行的地区看到了最具保护性的适应,这一事实告诉我们,这些寄生虫是如何影响人类进化的。疟疾仍然是一种令人难以置信的破坏性疾病,但进化适应就像丹徒变种可能部分解释了为什么死亡率远低于感染率。自人类诞生以来,我们就一直在与疟疾寄生虫作斗争,所以可能还有其他适应性和机制有待发现。”

研究人员认为,这项研究最重要的意义之一源于这样一个事实:人类红细胞的表面张力自然变化,通常在大约90天的生命周期内增加。这意味着我们所有的它们天生就能抵抗疟疾寄生虫的感染,也许有可能开发出利用这一过程的药物。

剑桥大学的Viola Introini博士说:“对丹图如何预防疟疾的解释可能非常重要。红细胞膜只需要比平常稍微紧张一点就能阻止疟疾进入。开发一种模拟这种紧张加剧的药物可能是一种简单而有效的预防或治疗方法.当然,这取决于细胞张力的增加不会产生意想不到的后果。但在丹徒人身上已经看到的自然保护的证据是有希望的,他们似乎没有负面的副作用。”


进一步探索

对疟疾的自然抵抗力与人类红细胞受体的变异有关

更多信息:红血球张力可以防止丹土血型的人患严重疟疾,自然(2020)。DOI: 10.1038 / s41586 - 020 - 2726 - 6www.nature.com/articles/s41586 - 020 - 2726 - 6
期刊信息: 自然

引用:丹土血型如何预防疟疾——以及所有人类如何受益(2020年9月16日),检索于2022年6月4日//www.pyrotek-europe.com/news/2020-09-dantu-blood-group-malariaand-humans.html
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