醫學界首次完成多細胞人體寄生蟲全基因組測序

新華網上海7月16日電（記者 仇逸）以我國科學家主導的協作團隊經過5年多的努力，完成了日本血吸蟲基因組測序和基因功能分析工作；相關論文被國際著名學術雜誌《自然》（《Ｎature》）於16日全文發表。

　　這是國際生物醫學界首次對一個多細胞人體寄生蟲進行全基因組測序和功能解析；也是我國科學家繼水稻、家蠶之後在基因組測序和研究領域取得的又一重大成果。日本血吸蟲基因組和功能分析的相關數據，同時在國際公共資料庫公開並免費使用，將有力地促進血吸蟲病及其他寄生蟲病的相關研究。

　　據介紹，血吸蟲病是世界衛生組織重點控制的寄生蟲病之一，目前仍在包括我國在內的76個國家中流行，尤其在一些發展中國家還有蔓延的趨勢。我國是受血吸蟲病危害非常嚴重的國家之一，黨和政府高度重視控制血吸蟲病工作。

　　為了早日實現依靠科技進步遏制血吸蟲病疫情回升勢頭的目標，在國家863計劃、973計劃以及中國科學院、上海市科委和國家自然基金委的共同支持下，由國家人類基因組南方研究中心／上海市－科技部共建疾病與健康基因組學重點實驗室主持，協同中國疾病預防和控制中心寄生蟲病預防控制所、中科院上海生命科學研究院、復旦大學、上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院、上海生物信息中心、生物晶元上海國家工程研究中心、中科院北京基因組研究所、北京華大基因研究中心、上海超級計算中心等單位以及澳大利亞、美國、新加坡、加拿大等國家科學家，成立了「日本血吸蟲基因組和功能分析協作組」，圍繞「血吸蟲病和宿主的相互關係」等命題共同展開攻關。

　　研究顯示，血吸蟲基因組由近4億個鹼基組成，含有40.1％的重複序列，包括新發現的具有轉錄活性的反轉座子25個。研究工作識別編碼基因13469個，其中有首次發現的與血吸蟲感染宿主密切相關的彈力蛋白酶（Elastase）。有趣的是，血吸蟲與具有同等大小基因組的非寄生生物比較，雖然基因數量相似，但功能基因的組成卻有較大差別。一方面它丟失了很多與營養代謝相關的基因，如脂肪酸、氨基酸、膽固醇和性激素合成基因等，這些營養物質必須從哺乳動物宿主獲得；另一方面，擴充了許多有利於蛋白消化的酶類基因家族的成員。這一變化充分體現了血吸蟲適應寄生生活，與宿主協同進化的重要特性。

　　研究還揭示，血吸蟲像其他多細胞生物一樣，具有與發育密切相關的多條重要分子信號途徑；血吸蟲有原始的中樞神經系統和較為完善的外周感覺神經系統，能接受周圍環境發出的聲、光、機械振動等信號，有助於攻擊宿主併到達營養豐富的器官，如肝臟門靜脈、腸靜脈等處寄生。血吸蟲雖然不像高級哺乳動物那樣有下丘腦、垂體、甲狀腺、性腺等神經內分泌器官，但是它有類似功能的細胞，編碼一些與生長、發育和成熟相關的內分泌激素受體，除了接受本身合成的內分泌激素外，還可以接受宿主的激素作用，甚至形成依賴宿主內分泌激素的寄生狀態。

　　血吸蟲能編碼並分泌彈力蛋白酶消化宿主如人、牛等皮膚組織而進入體內形成危害。血吸蟲在致病過程中，除了編碼蛋白酶消化宿主皮膚和血液外，還分泌一些炎症相關分子如前列腺素、聚糖、脂質、自身抗原樣蛋白等，這些因子可誘導宿主免疫反應，形成肉芽腫等免疫損傷，導致嚴重的血吸蟲病。

　　相關研究成果從基因組進化的高度，為認識血吸蟲生物學特徵、理解宿主與寄生蟲的相互關係、拓寬分子寄生蟲學和分子進化等研究領域提供了系統的創新知識和分析工具。血吸蟲除了有大量與其他物種同源的基因外，還有許多血吸蟲特有基因。這也為生物醫學界認識血吸蟲生物學特徵、開發抗血吸蟲藥物以及研製血吸蟲疫苗奠定了理論基礎。

　　參與評審的專家表示：「該論文代表了第一個扁形動物基因組序列，是寄生蟲研究史上的里程碑。」研究人員認為，血吸蟲基因組學研究將有力促進與血吸蟲病這一重要傳染病相關的診斷、治療和預防工作，為實現我國乃至世界範圍控制和消除血吸蟲病的戰略目標提供重要的生物信息資源和平台。這一在我國科學界主導下、為維護人類健康開展的國際合作攻關，也將進一步提高我國寄生蟲學研究在世界的地位。