Nature：深入解析绦虫基因组
第一次研究人员绘制出了绦虫(tapeworm)的基因组图谱，揭示出了一些现有药物可能发挥作用的潜在药物靶点。这一基因组为我们提供了一个新的资源，为开发出针对这些致人衰弱的疾病急需的有效治疗提供了更快捷的途径。这一研究发表在《自然》(Nature)杂志上。
在世界卫生组织标注的17种遭受忽视的热带疾病中，绦虫是导致其中两种疾病：包虫病(echinococcosis)和囊虫病(cysticercosis)的病因。研究小组对四个绦虫物种基因组进行了测序，以探究这一不同寻常的寄生虫的遗传和基础生物学。绦虫的成虫可以相对无害地生活在肠道中，但其幼虫会散播至全身导致破坏性影响。幼虫可在人类或其他动物的内脏器官或组织中形成囊肿。这些囊肿就像癌症一样，在身体内增生或生长。在一些物种中，这会导致如失明和癫痫等并发症，甚至有可能导致死亡。
论文的资深作者、英国剑桥大学Wellcome Trust Sanger研究所Matthew Berriman 博士说：“绦虫感染在全世界普遍流行，这一破坏性疾病所造成的负担比得上多发性硬化症或恶性黑色素瘤。这些基因组序列正帮助我们直接鉴别急需药物治疗的新靶点。此外，探索这种寄生虫的全部DNA序列，促进了我们了解它的复杂生物学，帮助研究团体将焦点放在最有效的候选药物上。”
通常情况下，研究人员是通过比较病原体基因组序列和人类宿主DNA，寻找两者之间的差异，来鉴别对抗疾病的新药物靶点。然而此次，研究小组特意检测了人类和这一寄生虫之间的相似之处，这是因为两者均是多细胞生物，且绦虫在进化上与人类相似。通过寻找相似性，科学家们发现了一些现有药物活性作用靶点。鉴别已放置到药房货架上或批准用于其他用途的治疗，应该可以节约时间和金钱。
这些绦虫相关疾病的许多过程都类似于癌性肿瘤，表明绦虫有可能对癌症治疗敏感，例如抑制细胞分裂和阻止DNA复制。当研究小组编写出一份最有可能的药物治疗靶点清单时，发现其中许多是已有癌症化疗药物的靶点。
将生物学知识和全基因组相结合，还揭示出了现有药物其他一些有前景的靶点。随着时间推移，绦虫会丧失合成对幼虫发育至关重要的必需脂肪和胆固醇的能力。转而，它们从宿主处获取这些物质。绦虫中最活跃的基因对于这一获取过程至关重要，因为它们生成了结合脂肪的蛋白质，或是脂肪酸结合蛋白前体。用现有药物破坏这些蛋白有可能被证实是一种有效的治疗。
“我们已经开发了新的方法在实验室中培育绦虫细胞，我们正在针对许多从基因组中鉴别的潜在药物治疗筛查这些细胞。考虑到当前可用的成功治疗方案如此之少，我们希望我们将能够发现并验证现有的候选药物，减轻这种致人虚弱、遭受忽视的疾病的负担，”德国维尔茨堡大学共同作者Klaus Brehm教授说。
除发现一些现有药物可能起作用的靶点，研究小组还揭示了其他治疗一直以来失败的原因。例如，靶向乙酰胆碱酯酶(存在于中枢神经系统的酶)已成功用于治疗疟疾和吸虫，但却无法有效治疗绦虫
分析基因活性表明，绦虫囊肿中胰腺胆碱酯酶生成水平惊人低下，说明了破坏它们无效的原因。
研究小组针对一个绦虫物种，设法组装出了基本完整的染色体。令人惊讶的是，其揭示出与亲缘关系较远的吸虫有相似的染色体组织。这一基因组序列的质量和高水平使得研究小组能够检测绦虫进化遗传缺失和获得，为他们提供了数百个潜在的药物靶点，并清除了一些不太可能对绦虫感染起作用的靶点。
“我们需要利用这一遗传序列数据来寻找新的改进方法，应对这一导致发达和发展中世界许多地区遭受破坏的问题。开放获取这些完整基因组，将加速我们寻找对抗绦虫感染的替代工具和治疗的步伐，”Baylor医学院国立热带医学院院长Peter Hotez教授说。
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