Science:首次绘制!超千只疟蚊全基因组图谱出炉,为精准防控提供关键依据

  • 2026-04-06 16:27
  • 来源:医药资讯网
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疟疾在南美洲是一个严重的公共卫生问题,主要由蚊子Anopheles darlingi所传播。然而,对该物种的基因研究目前还很有限,这使得关于其抗药性甚至种群结构等诸多问题仍不清楚。针对蚊子的疾病防控工作需要深入了解蚊子的种群动态和进化模式。

2026年3月26日,哈佛医学院Daniel E.Neafsey团队在Science 在线发表题为“Population genomics of Anopheles darlingi, the principal South American malaria vector mosquito”的研究论文,该研究对来自六个南美国家的 1094 只Anopheles darlingi(平均深度 18 倍)的全基因组进行了分析。

该研究观察到明显的地理种群结构、高遗传多样性(包括 13 个可能的分离倒位)以及尽管种群间差异很大但没有证据表明存在共栖隐存种。强烈的选择信号很可能是由杀虫剂引起的,尤其是在细胞色素 P450 基因上。总之,该研究结果将有助于有效的蚊子监测和控制,同时凸显出一种多样化的媒介对西半球疟疾消除所面临的持续挑战。


每年美洲地区约有 50 万例确诊的有症状的疟疾感染病例,导致数百人死亡。该疾病在该地区仍是一个顽固的严重健康危机。一些地区近期病例数量急剧上升,以至于整个美洲地区的病例总数在过去十年中几乎没有变化,这给一些国家即将消除疟疾的乐观预期泼了冷水。此外,南美洲一直是导致引起疟疾的疟原虫(即疟原虫属)产生抗药性的热点地区,这威胁到了全球范围内的控制工作。

成功消除新热带疟疾将需要更深入地了解其传播决定因素,包括其最广泛传播的蚊子媒介——Anopheles (Nyssorhynchus) darlingi的种群生物学和适应性。这种蚊子是整个圭亚那高原和亚马逊盆地的主要传播媒介,在拉丁美洲大部分热带地区也是重要的传播媒介,能够有效地传播间日疟原虫和三日疟原虫,并强烈影响它们高度多变的传播率。

种群结构(图源自Science

新热带地区疟疾传播媒介与世界其他地区的存在着显著的进化差异。包含An. darlingi在内的Nyssorhynchus亚属仅分布于新热带地区,并且可以说是一个独立的属。它在约 9000 万年前从包括非洲主要疟疾传播媒介(An. gambiae)在内的细胞亚属中分化出来。尽管对非洲和亚洲的疟疾传播媒介进行了广泛的群体基因组和生态学分析,但对新热带地区按蚊的类似研究仅限于相对较小的群体遗传数据集。其他按蚊显示出与数千年间人为人口扩张相关的极端遗传多样性,但An. darlingi的全基因组多态性模式及其导致的种群动态推断尚不清楚。

An. darlingi是否是由隐存种且形态完全相同的物种组成的群体,这一点在非洲按蚊中通过实验室杂交中的部分不育性以及随后对An. gambiae复合体和An. funestus复合体的基因组研究中的推测尚不明确。An. darlingi存在群体遗传分层。An. darlingi种群分布于安第斯山脉两侧,且位于亚马逊流域与南巴西之间,由此提出了这样一个假设:An. darlingi种群是一个隐存种复合体;然而,目前尚未进行过基因组研究以确定是否存在共存的隐存种(即在相同栖息地内形态相似但存在部分或完全生殖隔离的生物)。

该研究对美洲地区对公众健康影响最为显著的一种动物——An. darlingi蚊进行了群体基因组分析。除了描述基因多样性的总体模式外,本研究的一个主要目标是评估该物种是否具有非洲和亚洲按蚊所具有的那些特别困扰病媒控制目标的典型进化模式,包括显著的高多样性(表现为大规模的分离倒位)、部分杂交的隐存种以及通过靶点和代谢机制产生的抗药性等特征。

该研究对在六个南美国家采集的 1094 只蚊子的基因组进行了测序。该研究未发现隐存种分类群的证据,但确实发现了 13 个大的倒位区,其中一些区域显示出正选择的迹象。此外,该研究还发现,An. darlingi的抗药性可能更多地基于代谢基因,比如那些编码细胞色素 P450 酶的基因,而非在其他蚊子物种中常见的基因靶点。这些结果对公共卫生措施以及未来可能的基因驱动研究具有重要意义。

参考消息:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw9761


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