日本血吸虫基因组及功能分析获突破

　　目前，血吸虫病仍在包括中国在内的76个国家流行，尤其在一些发展中国家还有蔓延的趋势。在我国流行的血吸虫病是日本血吸虫病，它严重危害了疫区人民的健康，困扰这些地区的经济发展。党和国家领导高度重视控制血吸虫病的工作，提出了“要抓住源头，综合治理，依靠科技进步，坚决遏制血吸虫病疫情回升势头”的要求。

　　为早日实现这一目标，在国家“863”计划、“973”计划以及中国科学院、上海市科委和国家自然科学基金委的共同支持下，由国家人类基因组南方研究中心/上海市一科技部共建疾病与健康基因组学重点实验室主持，协同中国疾病预防和控制中心寄生虫病预防控制所、中科院上海生命科学研究院、复旦大学、上海交通大学医学院附属瑞金医院、上海生物信息中心、生物芯片上海国家工程研究中心、中科院北京基因组研究所、北京华大基因研究中心、上海超级计算机中心等单位，以及澳大利亚、美国、新加坡、加拿大等国家科学家，成立“日本血吸虫基因组和功能分析协作组”。经过5年多的艰苦奋战，完成了日本血吸虫基因组测序和基因功能分析工作;相关论文被国际学术期刊《自然》接受，并于7月16日全文发表。

　　这是国际生物医学界首次对一个多细胞人体寄生虫进行全基因组测序和功能解析，也是我国科学家继日本血吸虫转录组和蛋白质组研究之后取得的又一阶段性重大成果。日本血吸虫基因组和功能分析相关数据同时在国际公共数据库公开并免费使用，将有力地促进血吸虫病及其他寄生虫病的相关研究。

　　这一研究成果从基因组进化的高度，对认识血吸虫生物学特征、理解宿主与寄生虫的相互关系、拓宽分子寄生虫学和分子进化等研究领域提供了系统的信息、创新的知识和相关分析工具。

　　研究显示，血吸虫基因组由近4亿个碱基组成，含有40.1%的重复序列，包括新发现的具有转录活性的反转座子25个。研究工作识别编码基因13469个，其中有首次发现的与血吸虫感染宿主密切相关的弹力蛋白酶(Elastase)。有趣的是，与具有同等大小基因组的非寄生生物比较，虽然基因数量相似，但其功能基因的组成却有较大差别。一方面丢失了很多与营养代谢相关的基因，如脂肪酸、氨基酸、胆固醇和性激素合成基因等，这些营养物质必须从哺乳动物宿主获得;另一方面，扩充了许多有利于蛋白消化的酶类基因家族的成员。这一变化充分体现了血吸虫适应寄生生活，与宿主协同进化的重要特性。

　　研究还揭示，血吸虫像其他多细胞生物一样，具有与发育密切相关的多条重要分子信号途径;血吸虫有原始的中枢神经系统和较为完善的外周感觉神经系统，能接受周围环境发出的声、光、机械振动等信号，有助于攻击宿主并到达营养丰富的器官，如肝脏门静脉、肠静脉等处寄生。有意义的是，血吸虫虽然不像高级哺乳动物那样有下丘脑、垂体、甲状腺、性腺等神经内分泌器官，但它有类似功能的细胞，编码一些与生长、发育和成熟相关的内分泌激素受体，除了接受本身合成的内分泌激素外，还可以接受宿主的激素作用，甚至形成依赖宿主内分泌激素的寄生状态。

　　研究发现，血吸虫能编码并分泌弹力蛋白酶消化宿主如人、牛等的皮肤组织而进入体内形成危害。血吸虫在致病过程中，除了编码蛋白酶消化宿主皮肤和血液外，还分泌一些炎症相关分子如前列腺素、聚糖、脂质、自身抗原样蛋白等，这些因子可诱导宿主免疫反应，形成肉芽肿等免疫损伤，导致严重的血吸虫病。

　　血吸虫除了有大量与其他物种同源的基因外，还有许多血吸虫特有基因。这为认识血吸虫生物学特征、开发抗血吸虫药物以及研制血吸虫疫苗奠定了理论基础。

　　正如参与评审的同行所说：“该论文代表了第一个扁形动物基因组序列，是寄生虫研究史上的里程碑。”研究人员相信，血吸虫基因组学研究，将有力地促进与这一重要传染病相关的诊断、治疗和预防的研究，为实现我国乃至世界范围控制和消除血吸虫病的战略目标提供前所未有的生物信息资源和平台。这一成果也将进一步提高我国寄生虫研究在世界的地位，成为我国科技界主导的国际合作为维护人类健康所作出的努力和贡献的范例之一。

（实习编辑：陈战锋）