최근 복잡성이 낮은 다유전체 감염과 시알산의 증가

기생충 및 벡터 16권, 기사 번호: 309(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

말라리아 기생충 Plasmodium falciparum은 인간 적혈구 침입을 위해 다양한 대체 수용체-리간드 상호작용을 활용합니다. 일부 P. falciparum 클론은 인간 글리코포린 수용체 표면의 시알산(SA) 잔기를 사용하여 적혈구를 침범하는 반면, 다른 일부는 시알산 잔기와 독립적인 대체 수용체를 사용합니다. 우리는 수년에 걸쳐 말라리아 통제 개입이 강화되고 감비아에서 유병률이 감소하여 지배적인 침입 경로와 리간드 발현 프로필을 가진 기생충이 선택되었다는 가설을 세웠습니다.

3년(2015년, 2016년, 2021년)에 걸쳐 합병증이 없는 말라리아를 앓고 있는 말라리아에 감염된 참가자 65명으로부터 혈액 샘플을 수집했습니다. 유전적 다양성은 P. falciparum의 merozoite 표면 단백질 2(msp2) 다형성 유전자를 유전형 분석하여 결정되었습니다. 적혈구 침입 표현형은 적혈구 표면에서 다양한 수용체를 절단하는 것으로 알려진 뉴라미니다제, 트립신 및 키모트립신 효소를 사용하여 결정되었습니다. 48개의 성공적으로 배양된 분리주를 사용하여 6개의 P. falciparum 침입 리간드 유전자(eba175, eba181, Rh2b, Rh4, Rh5 및 clag2) 패널에 대해 Schizont 단계 전사 수준을 얻었습니다.

msp2 반복 영역의 대립형질 이형접합성은 전달 감소로 예상대로 감소했지만 2015년부터 2021년까지 단일 msp2 대립형질 이상의 감염이 증가했습니다. 이들 분리주의 침입 표현형은 대부분 SA 독립적이었으며 2015년부터 2021년까지 지속적으로 증가했습니다. 2021. 2021년의 분리주는 2015년과 2016년의 분리주에 비해 키모트립신 처리에 의해 고도로 억제되었습니다. 키모트립신과 트립신을 함께 사용하여 적혈구를 처리한 후 2021년 분리주에 대한 더 높은 침입 억제가 추가로 얻어졌습니다. 침입 리간드 유전자의 전사 수준은 수년에 걸쳐 다양했습니다. 그러나 rhoptry 관련 단백질인 clag2의 수준은 2021년 분리주보다 2015년과 2016년 분리주에서 더 높았고, Rh5 수준은 다른 연도에 비해 2021년에 더 높았습니다.

전반적으로, 이러한 발견은 감비아 서부 지역에서 P. falciparum 임상 분리주에 의한 시알산 독립적 침입 경로의 사용이 증가함에 따라 혼합 감염이 증가한다는 것을 시사합니다.

열대열 말라리아 기생충은 수명주기의 전체 적혈구 단계 동안 인간 적혈구(RBC)에 침입하여 증식합니다. P. falciparum merozoite 단계에 의한 적혈구 침입은 여러 대체 수용체-리간드 상호작용이 필요한 중요하고 복잡하며 다단계 과정입니다[1]. Plasmodium falciparum 리간드는 적혈구 결합 항원(EBA-175, EBA-140, EBA-165, EBL1 및 EBA-181)[2,3,4,5]과 망상적혈구 결합 단백질의 두 가지 단백질 계열로 구성됩니다. 상동체(Rh1, RH2A, Rh2B, Rh4 및 Rh5)와 유사합니다[6,7,8,9]. 이러한 리간드는 P. falciparum 침입 표현형을 결정하며, 이는 주로 그들이 결합하는 수용체 레퍼토리의 일부를 절단하는 것으로 알려진 효소로 적혈구를 처리하는 것을 특징으로 합니다. 일반적으로 사용되는 효소에는 글리코포린(Gly) 수용체(GlyA, B 및 C)에서 시알산을 절단하는 뉴라미니다제가 포함되며, 트립신은 글리코포린 A, C 및 보체 수용체 1(CR1)을 절단하는 반면, 키모트립신은 GlyB, 밴드 3 및 밴드 3을 절단합니다. 다른 침입 관련 단백질 [10, 11]. 따라서 글리코포린 수용체의 시알산(SA) 잔기에 기초하여 P. falciparum 침입 경로는 SA 의존성 또는 SA 독립성으로 설명됩니다. 이러한 리간드-수용체 상호 작용은 다양한 말라리아 개체군에서 P. falciparum 분리물에 의해 다양하게 사용되며 일부 기생충 계통은 시험관 내 수명 주기 동안 대체 경로를 활성화하거나 침입 표현형을 전환합니다[12,13,14,15].

감비아의 이전 연구에서는 말라리아 전염이 상대적으로 높은 기간 동안 SA 의존 경로의 주된 사용을 보고했습니다[16, 17]. 지난 20년 동안 말라리아 전염은 강화되고 지속적인 말라리아 통제 개입으로 인해 급격히 감소했습니다. 현재 감비아는 국가 전체 유병률 0.2%, 서부 지역 인구 1000명당 25~100건의 발병률로 말라리아 퇴치(사전 퇴치 단계)를 향해 나아가고 있습니다[18]. 따라서 말라리아 전염률이 높음에서 낮음으로의 전환이 백신 개발을 목표로 하는 리간드를 포함하는 적혈구 침입 메커니즘에 어떻게 영향을 미치는지는 알려져 있지 않습니다.

37.5 °C, or a history of fever in the previous 48 h, and a positive RDT test for malaria. For each consenting qualified case, approximately 2 ml venous blood was collected into EDTA anticoagulant tubes and further confirmed for malaria by light microscopy. Plasma was removed and infected erythrocytes separated from lymphocytes and buffy coat by NycoPrep gradient centrifugation. The infected erythrocytes of samples collected in 2015 were cryopreserved in glycerolyte and stored in liquid nitrogen until use while those collected in 2016 and 2021 were directly resuspended at 2% hematocrit in Roswell Park Memorial Institute 1640 complete medium (RPMI 1640) (incorporating 25 mmol/l HEPES, 2 mmol/l, l glutamine, 25 mmol/l glucose, 25 mg of Gentamicin per litre, 10 mg of hypoxanthine per litre, and 10% human AB serum or 5000 mg/l of Albumax) and used for invasion assays./p>