摘要:2022 年 9 月,英国邓迪大学药物研发部门在伦敦威康收藏馆组织了一次国际会议,探讨当前的临床情况和治疗血吸虫病的挑战。本次会议的目的是讨论鉴于临床情况对新疗法的需求,并确定任何潜在的新型抗血吸虫药物的关键要求是什么。这些信息对于正在进行的血吸虫病药物研发工作至关重要。我们还讨论了潜在的药物研发途径和将化合物推向临床的相关标准。迄今为止,吡喹酮 (PZQ) 是唯一可用于治疗所有引起血吸虫病的物种的药物,但它通常无法完全清除感染患者体内的寄生虫,部分原因是它对幼虫无效。在血吸虫病流行地区(例如,撒哈拉以南非洲,血吸虫病的主要流行地区)开展的 PZQ 介导的大规模药物管理活动有助于减轻疾病负担,但不会消除该疾病作为公共卫生问题。血吸虫对 PZQ(唯一可用的治疗方法)产生耐药性的可能性可能成为一个问题。因此,迫切需要新的驱虫药物,本期观点旨在从我们对新治疗方法的关键标准的讨论中获取一些经验。关键词:血吸虫病、血吸虫、被忽视的热带病、传染病、药物发现、治疗学、驱虫药、目标产品概况 ■ 简介
DSchang科学系生物化学系的分子寄生虫学和昆虫学部Maroua,喀麦隆E兽医医学院,动物资源与生物安全学院,马克雷雷大学,坎帕拉,乌干达,乌干达研究所,de recherche pourche pourche for le d evelopement(ird) Guinea h Parasitology and Ecology Laboratory, Department of Animal Biology and Physiology, Faculty of Science, University of Yaound ´ e I, Yaound ´ e, Cameroon i Centre for Research in Infectious Diseases, Yaound ´ e, Cameroon j Unit ´ e de Recherche de Biochimie, des plantes M ´ edicinales, des Sciences alimentaires et Nutrition, University of Dschang,Dschang,Cameroon K生物多样性研究所,动物健康与比较医学,格拉斯哥大学,Garscube Estate,Garscube庄园,格拉斯哥,英国,
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2023 年 1 月 4 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.09.02.506379 doi:bioRxiv preprint
CRISPR 基因驱动可以通过加速限制野生种群中寄生虫传播的工程性状的传播,彻底改变传染病的控制。尽管淡水蜗牛作为寄生吸虫的宿主,每年导致 2 亿例血吸虫病,但软体动物的基因驱动技术却很少受到关注。蜗牛中成功的驱动必须克服自体受精,这是宿主蜗牛的一个共同特征,可以阻止驱动的传播。在这里,我们开发了一个新颖的群体遗传模型,该模型考虑了蜗牛的混合交配和种群动态、受多个等位基因调控的对寄生虫感染的易感性、基因型之间的适应度差异以及一系列驱动特征。我们将该模型与血吸虫病传播的流行病学模型相结合,以表明针对感染免疫的蜗牛种群改造驱动可能受到多种生物和生态因素的阻碍;然而,在一系列条件下,人类通过化疗实现的疾病减少可以通过驱动来维持。单独使用改变蜗牛免疫力的驱动可以在释放几年后显著减少人类疾病。这些结果表明,基因驱动与现有的公共卫生措施相协调,可能成为在选定的传播环境中通过有效的 CRISPR 构建体设计和对遗传和生态景观的评估来减少血吸虫病负担的有用工具。
我们制作了一种基于人工智能的数字病理学 (AI-DP) 设备的原型,以探索自动扫描和检测用 Kato-Katz (KK) 技术制备的粪便中的蠕虫卵,该技术是诊断土源性蠕虫 (STH;蛔虫、鞭虫和钩虫) 和曼氏血吸虫 (SCH) 感染的现行诊断标准。首先,我们将原型全玻片成像扫描仪嵌入到柬埔寨、埃塞俄比亚、肯尼亚和坦桑尼亚的实地研究中。使用该扫描仪,扫描了超过 300 KK 厚的粪便涂片,总共得到 7,780 张视场 (FOV) 图像,包含 16,990 个带注释的蠕虫卵(蛔虫:8,600 个;鞭虫:4,083 个;钩虫:3,623 个;SCH:684 个)。约 90% 的带注释卵用于训练基于深度学习的物体检测模型。从 752 张 FOV 图像的未见过的测试集中,其中包含 1,671 个手动验证的 STH 和 SCH 卵(剩余 10% 的带注释卵),我们训练的物体检测模型从 KK 的共感染 FOV 图像中提取并分类了蠕虫卵
1 墨尔本大学兽医学与农业科学学院,维多利亚州帕克维尔,澳大利亚,2 墨尔本大学 Bio21 分子科学与生物技术研究所生物化学与药理学系,帕克维尔,澳大利亚,3 美国马里兰州罗克维尔生物医学研究所 NIH-NIAID 血吸虫病资源中心,4 澳大利亚昆士兰州布里斯班 QIMR Berghofer 医学研究所免疫学系,5 喀麦隆雅温得第一大学科学学院,6 英国利物浦利物浦热带医学院寄生虫学系,7 西澳大利亚大学 UWA 农业与环境学院,西澳大利亚珀斯,澳大利亚,8 美国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院分子与人类遗传学系基因组结构中心,9 美国德克萨斯州休斯顿莱斯大学理论生物物理中心,10上海科技大学上海免疫化学研究所,中国浦东,11 麻省理工学院和哈佛大学研究所,美国马萨诸塞州剑桥,12 华大基因澳大利亚,大洋洲,华大基因集团,CBCRB 大楼,澳大利亚昆士兰州赫斯顿,13 深圳华大基因,中国深圳,14 深圳市未知病原体鉴定重点实验室,中国深圳,15 英国伦敦自然历史博物馆寄生虫和媒介生物部,16 英国伦敦被忽视热带病研究中心(LCNTDR),17 美国华盛顿特区乔治华盛顿大学医学与健康科学学院微生物学、免疫学和热带医学系
α -半乳糖苷酶 ( α -GAL) 和 α -N-乙酰半乳糖胺酶 ( α -NAGAL) 是两种糖基水解酶,通过调节蛋白质和脂质上的聚糖底物来维持细胞稳态。编码这两种酶的人类基因突变都会导致法布里病和 Schindler/Kanzaki 病中出现的神经和神经肌肉损伤。在这里,我们研究了导致被忽视的热带疾病血吸虫病的寄生血吸虫曼氏血吸虫是否也含有功能上重要的 α -GAL 和 α -NAGAL 蛋白。由于感染、寄生虫成熟和宿主相互作用都受精心调控的糖基化过程控制,抑制曼氏血吸虫的 α -GAL 和 α -NAGAL 活性可能导致开发新的化学疗法。推定的 α -GAL/α -NAGAL 蛋白类型的序列和系统发育分析表明,Smp_089290 是唯一含有 α -GAL/α -NAGAL 底物裂解所必需的功能性氨基酸残基的曼氏血吸虫蛋白。雌性血吸虫的 α -GAL 和 α - NAGAL 酶活性均高于雄性血吸虫(p < 0.05;α -NAGAL > α -GAL),这与 smp_089290 的雌性偏向表达一致。smp_089290 的空间定位表明其在成年血吸虫的实质细胞、神经元细胞以及卵黄囊和成熟卵黄细胞中积累。与对照线虫相比,siRNA 介导的 smp_089290 在成虫中的敲低(> 90%)显著抑制了 α -NAGAL 活性(siLuc 处理的雄性,p < 0.01;siLuc 处理的雌性,p < 0.05)。在相同的提取物中没有观察到 α -GAL 活性的显著降低。尽管如此,α -NAGAL 活性的降低与成虫运动能力和产卵量的显著抑制相关。对成虫中 smp_089290 进行 CRISPR/Cas9 编辑证实了卵子减少的表型。基于这些结果,确定 Smp_089290 主要作为 α -NAGAL(以下称为 SmNAGAL)在
转染的 Bge 细胞以评估 Cas9 的表达(图 1b)。使用两对引物进行 PCR,以对照或 pCas-BgAIFx4 转染的 Bge 细胞的 cDNA 作为模板,一对引物针对 Cas9,另一对针对 BgActin,后者是 B. glabrata 的肌动蛋白基因,用作参考基因(图 1b、c)。转染后 24 小时检测到瞬时 pCas-BgAIFx4 转染的 Bge 细胞中编码 Cas9 的转录本,并在测定的 9 天内保持表达。在 pCas-BgAIFx4 转染的细胞中观察到 Cas9 mRNA(277 bp)的特异性扩增子,但在未转染的细胞中没有观察到(图 1c)。我们的研究结果支持了先前的研究结果,即揭示了 Bge 细胞中由荧光素酶驱动的 CMV 启动子 [60]。对照参考 BgActin 的表达在 214
尽管预防性化疗在降低全球血吸虫病发病率方面发挥了重要作用,但仍然存在严峻挑战。这些问题包括某些群体被排除在大规模药物管理运动之外、存在持续的疾病热点以及复发感染的风险。这些挑战的核心是,目前用于确定感染负担的诊断工具不够灵敏,特别是在低流行环境中,这导致低估了活动性血吸虫感染的真实患病率。这一核心问题要求重新评估并可能调整世卫组织推荐的当前血吸虫病控制策略。更有针对性的干预措施和新方法已用于估计血吸虫病的患病率,例如通过使用精确制图来确定感染负担,精确制图提供高分辨率空间信息,描绘特定地理区域内的患病率变化。此类信息有助于指导有针对性的干预活动。然而,此类策略中对高度准确的诊断工具的需求是一个经常被忽视的关键因素。高灵敏度诊断测试的出现也为应用样本池策略以降低控制计划的成本提供了可能性。为了阻断血吸虫病的传播并最终消除血吸虫病,更好地针对局部进行预防性化疗,结合高灵敏度诊断工具,是至关重要的。
未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者(此版本于 2020 年 4 月 8 日发布。;https://doi.org/10.1101/2020.04.07.029629 doi:bioRxiv preprint