向中国女科学家、诺奖得主屠呦呦致敬之疟疾专题

后基因组时代的疟疾研究

    2012年9月,英国伦敦卫生和热带医药学院的Brian Greenwood和Kintampo健康研究中心的Seth Owusu-Agyei在《Science》杂志Perspectives专栏发表题为“Malaria in the Post-Genome Era”的共同署名文章,对后基因组时代的疟疾防控工作进行了展望。文章指出,与疟疾基因组研究取得的巨大进展相比,疟疾防控措施还相当原始,绝大多数基因组研究成果并未在疟疾防控工作中得到应用;文章呼吁在以后的疟疾防控工作中加入一些基因组信息和技术,更多地关注疟疾基因组相关转化医学研究。

    十年前,科学家们获得了冈比亚按蚊——非洲最重要的疟原虫传播宿主和恶性疟原虫——对人类危害最大的疟原虫的全基因组序列信息;这一重大科学研究进展,让当时的科学家们欢欣鼓舞,这些遗传学信息必将对今后的疟疾防控工作带来极大的帮助。但是,实际情况却令人失望。十年来,科学家们的确根据这些研究成果开发出了一些疟疾防控产品,比如得到了一些候选的疟疾疫苗,但是十年的时间对于转化科学研究工作来说还是太短了。随着对相关治疗新药、疫苗和灭蚊剂的开发工作的不断深入,这些基因组学研究成果的真正价值,可能需等到几十年之后才能真正地被我们所了解和认识。

    虽然在具体的统计数字方面还存在一点争议,但不可否认的是,在过去的十年时间里,疟疾的致死率已经有了大幅度的下降。据世界卫生组织(WHO)估计,每年全世界大约有65.5万人(95%CI:53.7万人至90.7万人之间)死于疟疾;其中,90%(2010年)的疟疾死亡患者来自非洲。而美国西雅图华盛顿大学卫生计量评估研究所(Institute of Health Metrics and Evaluation)给出的数据却大得多,该机构估算出的每年全世界因为疟疾而死亡人数大约是123.8万人(95%CI:92.9万人至168.5万人);上述统计数字包含了大量非洲之外的疟疾死亡患者和非洲的成年疟疾死亡患者。问题是,为什么会出现这么巨大的数据统计差异呢?

    在发展中国家,很多人都是死在自己的家里,其死因相关信息通常只能通过对其家属的口头调查问卷来获得,得出的结果可以说是很不可靠。事实上,由于缺乏相应的诊断设备和技术,在医院里鉴定的死亡原因也同样不够准确。即便是采用最复杂的统计分析方式,疟疾的全球死亡人数仍然会存在相当大的可信区间。遗憾的是,这一问题经常被忽视,所以我们在总结环境改善或者疟疾防控工作的成绩时,基于这些数据,总是不能得出最真实的结论。面对这种非常“危险”的境地,我们急需更好的方法来监测并评判疟疾防控工作的成效,这也是WHO最近成立的疟疾防控政策咨询委员会(Malaria Policy Advisory Committee)目前正在着手开展的工作。

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    很多国家自己的统计数据也都显示疟疾的死亡人数有大幅度下降,但并非所有国家都是如此。在非洲大陆,疟疾死亡人数在周边沿海地区国家的确明显减少,但在中部国家却没有太大的变化,这些国家的疟疾传染率还是相当高。非洲大陆周边沿海地区国家疟疾防控取得的成就,主要归功于国家政策的影响。这些国家与“疟疾滚蛋(Roll Back Malaria)”之类的组织开展合作,同时也从国际社会和慈善组织那里募集了大量的疟疾防控资金(每年大约有20亿美元)。

    不过在这些成就背后,其所采用的疟疾防控措施还非常“原始”,都是在基因组测序工作开展之前就已经被证明是行之有效的疟疾防控措施,如简单的快速诊断技术(rapid diagnostic tests)、以青蒿素为基础的联合抗疟疗法(artemisinin-based combination therapies)、对重症病例使用青蒿酯(artesunate)进行治疗、使用长效灭蚊剂以及室内喷洒DDT或拟除虫菊酯类灭蚊剂(某些国家采用)等方法。此外,大量经验丰富的疟疾防控科学家参加了抗疟战役,也是这些国家抗疟工作取得成效的另外一个重要原因。

    尽管我们的抗疟工作已经取得了一定的成果,但是今后面临的挑战依然存在。技术层面的挑战主要来自疟原虫及其宿主冈比亚按蚊对现有药物的耐药。比如,东南亚地区已经出现了对青蒿素部分耐药的疟原虫,而这些病原体很有可能会“流窜”到非洲大陆,造成更大的危害;此外,越来越多的证据表明,疟原虫的宿主冈比亚按蚊也对拟除虫菊酯类灭蚊剂产生了耐药性,这很可能会轻易抹杀我们在非洲来之不易的抗疟成果。这些新的动向,也敦促我们必须继续加强研究,开发新的抗疟药物和灭蚊剂。截至目前,基因组研究并没有在疟疾防控工作中发挥应有的作用。在过去的十年间,新型抗疟药和疫苗的研究开发,实际上还是主要依赖非基因组时代的技术和基础。但是,基因组计划所获得的知识,必将在以后的抗疟研究中发挥重要作用,如帮助我们更好地理解抗疟药和灭蚊剂耐药的产生机制,在此基础上发现新的药物治疗靶点和开发新的疫苗。实际上,已有研究人员开始利用基因组学技术开发冈比亚按蚊疫苗,比如使用绝育的公蚊来控制整个蚊子种群的数量;使用转基因技术使蚊子抵抗疟原虫的感染;或者使用经人工遗传学改造的细菌感染蚊子,阻止疟原虫在蚊子体内发育等等。上述这些工作都是基于基因组学研究的成果和信息。疟疾新药研发公司(Medicines for Malaria Venture)、蚊虫控制创新组织(Innovative Vector Control Consortium)和很多独立院校研究组织都在从事这方面的研究工作。

    对疟疾防控工作来讲,最大希望是获得有效的疟疾疫苗。在这方面,一种名为RTS,S/AS01疟疾疫苗的表现非常不错,这种疫苗对5至17个月大婴儿的保护率可以达到50%,对预防普通疟疾和恶性疟疾都同样有效。另外几个非常有希望的疟疾疫苗新产品也都已经进入了临床试验工作阶段。与此同时,彻底消灭疟疾的声音也开始重新出现,我们在上世纪五六十年代曾经提出过这个目标,可惜没有实现。现在已有研究机构开始重新调整研究计划,旨在开发能够阻断疟原虫传播的药物或疫苗。但是绝大多数学者都认为,除非在技术上有所突破,出现一些新技术,比如可以干扰蚊子行为的技术,否则在几十年之内还是很难彻底消灭疟疾;目前最恰当的选择还是应该认清现实,依靠现有的技术来控制疟疾,在某个局部地区切断疟原虫的传播,局部消灭疟疾的目的还是有可能达成的。在疟疾肆虐的地区,比如非洲,可以通过这种局部消灭疟疾的方法不断缩小疟原虫的领地,即便不能彻底消灭,也可以通过这些措施尽可能地减少疟疾患者的人数。

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    现在,非洲有几个疟疾肆虐严重的国家正在进行声势浩大的经济建设,也取得了不错的成绩,我们应该鼓励这些国家加大对疟疾防控工作的经济投入,承担起国家的责任。鉴于国际金融危机、国际政治和金融的重点已经转移到了营养不良(malnutrition)或计划生育等其他更为紧迫的全球性健康问题上面,今后疟疾防控工作的投资可能会削减。以往的经验表明,只要我们稍一放松,疟疾就会卷土重来。所以,我们一定要尽快地利用基因组学研究成果拿出新的疟疾防控措施和对策。否则,耐药性更强、适应性更强的疟原虫和冈比亚按蚊一定会四处肆虐,并危及数百万人的生命安全。

后记:

    2012年12月17日,世界卫生组织发布的《2012年世界疟疾报告》称, 2010年至2012年,由于全球抗疟资金增长基本停滞,疟疾防控步伐减缓。报告显示,如果要在全球所有疟疾流行国家实施防控措施,预计2011年至2020年每年所需资金约为51亿美元,相比之下,2011年全球抗疟资金总额(包括一些国家的国内筹款)仅为23亿美元,资金缺口超过一半。此外,疟疾流行国家所获抗疟物品大量减少。报告还提及,2001年~2010年全球抗疟工作取得巨大进展,防控资金、项目稳步增长。在此期间,疟疾死亡率下降26%,共有2.7亿人免受感染,110万人免于死亡。资金短缺等因素或将威胁全球抗疟工作。

(作者:刘荣军、沈颖)

参考文献:《Science》2012;338:49

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