大湄公河次流域间日疟原虫裂殖子表面蛋白MSP142和MSP7基因的遗传多样性

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目的:明确大湄公河次流域间日疟原虫红内期候选抗原Pvmsp142和Pvmsp7基因的遗传多样性,充分了解潜在疫苗基因特点,为研发有效疟疾疫苗提供信息。方法:在征求病人同意后采取间日疟原虫镜检阳性患者指尖血制成滤纸血片晾干保存。样本按照干血斑试剂说明书提取gDNA,以提取的gDNA为模板经巢式PCR鉴定间日疟原虫阳性样本,扩增Msp3α片段并进行酶切鉴定,确保寄生虫虫株是单克隆。共得到143例样本,其中包括中国安徽45例,中缅边境50例以及泰国样本48例。采用巢式PCR扩增Pvmsp142和八个Pvmsp7基因并测序。采用MEGA7.0,DnaSP6.10.1对本研究中测序基因序列以及从GenBank中下载的其他流行区的相应基因序列进行多态性分析,中性检验以及FST检验;Network5.0和PHYLOVIZ 2.0软件用于单倍体型分析。MEGA7.0和在线软件iTOL用于进化树分析,STRUCTURE v2.3.4软件用于群体遗传结构分析。结果:1、Pvmsp142:中缅边境、泰国和柬埔寨三个疟疾流行区Pvmsp142基因π值分别为0.01416、0.02405和0.02306;中性检验显示三地区均处于平衡选择且泰国和柬埔寨株Pvmsp142基因的中间片段差异有统计学意义(P<0.05);中缅边境地区Pvmsp142基因与其他两个地区比较分化程度较高;三地区间单倍体型无明显的地理聚类。2、Pvmsp7:八个基因中Pvmsp7C、Pvmsp7E、Pvmsp7H和Pvmsp7I四个基因的多态性明显高于Pvmsp7A、Pvmsp7F、Pvmsp7K和Pvmsp7L,并且在C端区域相对保守;不同基因存在不同程度的中性选择,对同义突变和非同义突变位点分析的Z检验结果显示Pvmsp7A正选择假设为1.883,存在统计学意义(P<0.05);Pvmsp7E,Pvmsp7H和Pvmsp7I纯化选择假设值为2.855,2.264和3.631,存在统计学意(P<0.01,P<0.05,P<0.001);对包括哥伦比亚在内的四个地区中八个基因系统发育树分析没有明显的聚类,群体结构分析显示四个地区的寄生虫均具有混合单倍型,其中多态性较低的四个基因地区之间无明显差异,多态性较高的基因在不同国家存在着明显的优势虫株;从三个地区的单倍体型网络结构图可以看出,多态性高的Pvmsp7C、Pvmsp7E、Pvmsp7H和Pvmsp7I泰国地区相对来说有一定的聚集,Pvmsp7A、Pvmsp7F、Pvmsp7K和Pvmsp7L在三个地区中存在着共同的单倍体型。结论:1、Pvmsp142基因具有多态性并处于平衡选择;中间区域显著的平衡选择可能与人体免疫相关,可作为疫苗研制的靶点,也为Pvmsp142基因作为间日疟红内期疫苗候选研究提供相应的遗传信息。2、由于Pvmsp7A多态性低且在不同地区分化差异低的原因,可以看作候选疫苗靶点;其他基因的C端保守区域也可以根据不同地区流行株的不同,制定相应的保护疫苗。
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