乌干达恶性疟原虫 PX1 多态性出现与扩散,与常用抗疟药敏感性下降相关
Emergence and spread of Plasmodium falciparum PX1 polymorphisms associated with decreased susceptibility to antimalarials in Uganda
Nature Medicine 发表的一项研究通过对乌干达恶性疟原虫临床分离株进行全基因组测序,发现与常用抗疟药敏感性下降相关的 PX1 相关单倍型正被快速选择。DOI: 10.1038/s41591-026-04590-5
青蒿素类联合疗法(ACT)是非洲恶性疟治疗的核心,但正面临双重侵蚀:一方面,青蒿素部分耐药(ART-R)已从东南亚扩散至非洲,在卢旺达、乌干达和非洲之角由 K13 突变独立介导 [1, 2, 4, 5, 6];另一方面,乌干达苯芔醇的体外敏感性在北部与东部持续下降,此前对配伍药物耐药遗传基础的认识局限于 mdr1、crt 等已知位点 [3]。乌干达是 K13 A675V 和 C469Y 突变的起源地,两者在 2016 年报告后已向全国扩散 [3, 4],并已出现 ACT 治疗失败的输入病例 [7]。在此背景下,单凭 K13 已难以解释 ACT 疗效下降的全貌。
研究者从乌干达北部和东部采集的 190 份样本中筛选低复杂度感染进行全基因组测序,最终 158 份获得高质量数据,其中 118 份为单基因组。通过 isoRelate 与 iHS 扫描,最强选择信号落在 7 号染色体 px1 基因(PF3D7_0720700)所在的约 260 kb 区段,其中 PX1 L1222P 和 D1705N 的等位基因频率在 2017–2022 年间分别上升 14.5% 和 14.2%。研究将携带 L1222P、M1701I、D1705N 三个非同步突变的单倍型命名为 PIN:2004 年东部样本中尚未检出,至 2024 年其在东部和北部流行率分别升至 55% 与 84%(Mann–Kendall 检验 P=0.009)。作为对照,全球 Pf6 数据集中 PIN 仅见于 5/3,570 份样本,且全部来自刚果民主共和国和肯尼亚。
功能层面,PIN 与苯芔醇、双氢青蒿素(DHA)和甲氟喹的体外敏感性下降显著相关:在 K13 野生型背景下,PIN 携带者苯芔醇 IC50 中位数 14.3 nM(IQR 9.8–24.0),而 LMD 单倍型仅 6.2 nM(4.4–10.5);DHA IC50 为 3.7 nM 对 1.8 nM;混合效应模型显示 PIN 分别解释 DHA 与苯芔醇 IC50 12.3% 与 4.9% 的表型方差。进一步的 px1 敲除实验中,两个独立 3D7 敲除克隆对苯芔醇、DHA 与甲氟喹均呈超敏表型,苯芔醇 IC50 较亲本下降约 3.16–3.89 倍,直接证实 PX1 是这些药物抗性的功能性介质。
这项工作把配伍药物耐药的遗传基础从 mdr1/crt 拓展到 px1,并通过群体选择信号与基因敲除的组合提供了较完整的证据链。需要指出的是,PIN 对 RSA 环状体存活率无显著影响,且其与 K13 共存时对 DHA 敏感性可能存在的交互作用仅处于边缘显著水平(P=0.061),其分子机制以及对临床疗效的最终影响仍有待进一步研究。
- 1.Emergence, transmission dynamics and mechanisms of artemisinin partial resistance in malaria parasites in Africa · Nat Rev Microbiol 2024
- 2.Emergence and clonal expansion of in vitro artemisinin-resistant Plasmodium falciparum kelch13 R561H mutant parasites in Rwanda · Nat Med 2020
- 3.Decreased susceptibility of Plasmodium falciparum to both dihydroartemisinin and lumefantrine in northern Uganda · Nat Commun 2022
- 4.Evolution of Partial Resistance to Artemisinins in Malaria Parasites in Uganda · N Engl J Med 2023
- 5.Plasmodium falciparum resistant to artemisinin and diagnostics have emerged in Ethiopia · Nat Microbiol 2023
- 6.Increasing Prevalence of Artemisinin-Resistant HRP2-Negative Malaria in Eritrea · N Engl J Med 2023
- 7.Treatment Failure in a UK Malaria Patient Harboring Genetically Variant Plasmodium falciparum From Uganda With Reduced In Vitro Susceptibility to Artemisinin and Lumefantrine · Clin Infect Dis 2024
来源:文献与产业新闻 · nature.com