基因深潜研究打消杂交蠕虫威胁疑虑

十多年来，有证据表明感染人类和牛的血吸虫物种——埃及血吸虫（Schistosoma haematobium）和牛血吸虫（Schistosoma bovis）——频繁交换基因，这一过程称为杂交。这引起了致力于防治血吸虫病人士的担忧，因为它可能显著扩大感染的可能性。

但是，德克萨斯生物医学研究所（Texas Biomed）进行的一项详细遗传分析表明，就此次情况而言，动物病原体不太可能传播给人类。

德克萨斯生物医学研究所的蒂姆·安德森（Tim Anderson）教授（博士）表示：“已有100多篇论文讨论这些不同物种之间猖獗的杂交现象。这是我职业生涯中罕见的例子之一，我实验室的一名成员发表了一篇彻底改变了一个领域方向的论文。”

很久以前

这篇发表在Nature Communications（《自然·通讯》）上的论文揭示，人类寄生虫埃及血吸虫确实含有一些牛寄生虫的基因——但这次杂交发生在数百代之前。它既不新也不频繁。

德克萨斯生物医学研究所的罗伊·尼尔·普拉特二世（Roy Neal Platt II）博士（科学家）解释道：“这类似于人类体内含有来自数万年前杂交的低水平尼安德特人DNA。残留在人类寄生虫中的牛寄生虫基因可能为血吸虫提供了一些适应性优势，但我们尚不清楚这些优势是什么。”

大陆分界线

此外，研究人员发现了一个意想不到的分化：来自北非的人类寄生虫样本含有牛的基因，但来自南非的样本却没有。

普拉特博士说：“如果你在赤道处画一条线，就会看到一条清晰的分界线。”

目前尚不清楚为何在非洲存在两个互不交融的独立人类寄生虫种群。这可能与北部非洲和南部非洲发现的螺类差异有关。血吸虫寄生虫具有复杂的生命周期，其部分发育在螺体内进行，然后释放在淡水中，继而穿透人类皮肤，在血管中发育成熟为扁形虫。了解螺类宿主的差异可能有助于找到控制寄生虫的新方法。

被忽视的热带疾病

血吸虫病是一种被忽视的热带疾病（Neglected Tropical Disease），常见于世界热带和亚热带地区。人们在受寄生虫幼虫侵染的淡水水体中进行日常活动（如洗涤、游泳、捕鱼）时会被感染。

一旦进入人体，寄生虫会发育成熟为蠕虫并产卵，引起疼痛和出血。在儿童中，它可能导致贫血、学习问题和发育迟缓。慢性感染可导致血尿、肾衰竭、膀胱癌和死亡。药物吡喹酮（praziquantel）虽然有效，但高达30%的人在治疗后仍会被感染。

安德森博士说：“我们希望这项研究有助于指导如何在继续努力消灭这种广泛传播疾病的过程中，更有效地配置有限的医疗和教育资源。”

全球协作

该团队能够取得这些发现，得益于对来自非洲18个国家的160份寄生虫样本进行了全基因组测序（而非仅测序一两个基因）。他们评估了超过3400万个单核苷酸变异（single nucleotide variations），以确定物种间的遗传关系。该项目需要“数十年的计算时间”，但在德克萨斯生物医学研究所的高性能计算中心（High Performance Computing Center）仅用数周便完成。

在进行首次测序之前，需要付出巨大努力从非洲各地收集人畜寄生虫样本。作为这项工作的一部分，德克萨斯生物医学研究所前博士后科学家艾吉·埃纳布勒（Egie Enabulele）博士曾前往尼日利亚收集人类和牲畜样本。其他样本由博物馆提供，包括伦敦自然历史博物馆，其样本是纸片上的微小干燥幼虫斑点。安德森博士实验室的其他成员进行了大量工作来制备样本并提取足够用于测序的DNA。

普拉特博士强调道：“我坐在电脑前运行分析、展示漂亮图表很容易，但这背后需要大量的实地工作和实验室工作。没有全球协作，这项研究是不可能完成的。”