在一項新的研究中，來(lái)自英國韋爾科姆基金會(huì )桑格研究所和劍橋大學(xué)等研究機構的研究人員首次揭示了Dantu血型如何幫助預防瘧疾的秘密。他們發(fā)現具有罕見(jiàn)Dantu血型的人的紅細胞具有較高的表面張力，可以防止世界上最致命的瘧原蟲(chóng)---惡性瘧原蟲(chóng)（Plasmodium falciparum）---入侵它們。相關(guān)研究結果于2020年9月16日在線(xiàn)發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Red blood cell tension protects against severe malaria in the Dantu blood group”。

這些發(fā)現在更廣泛的抗擊瘧疾的斗爭中也可能具有重要意義。鑒于人類(lèi)紅細胞的表面張力會(huì )隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而增加，因此有可能設計出模仿這一自然過(guò)程的藥物來(lái)預防瘧疾感染或減輕它的嚴重程度。

瘧疾仍然是一個(gè)主要的全球健康問(wèn)題，每年造成約435000人死亡，其中61%發(fā)生在5歲以下的兒童身上。惡性瘧原蟲(chóng)可導致最致命的瘧疾形式，在非洲特別流行，占2017年非洲瘧疾病例的99.7%，占全球瘧疾死亡人數的93%。

2017年，科學(xué)家們已發(fā)現，僅在東非部分地區經(jīng)常發(fā)現的罕見(jiàn)Dantu血型，可以在一定程度上保護人們免受?chē)乐氐寞懠?。這項新研究的目的就是要解釋其中的原因。

從肯尼亞基利菲（Kilifi）小鎮的42名健康兒童身上收集了紅細胞樣本，這些兒童具有一個(gè)、兩個(gè)或零個(gè)Dantu基因拷貝。隨后，這些研究人員在實(shí)驗室中觀(guān)察了瘧原蟲(chóng)入侵這些紅細胞的能力，他們使用包括延時(shí)視頻顯微鏡在內的多種工具來(lái)確定入侵受損的具體步驟。

對紅細胞樣本特征的分析表明，Dantu血型讓紅細胞具有較高的表面張力。在一定的張力下，瘧原蟲(chóng)無(wú)法再進(jìn)入紅細胞，從而停止了它們的生命周期和阻止了它們在血液中的繁殖能力。

論文共同第一作者Silvia Kariuki博士說(shuō)，“瘧原蟲(chóng)利用一種特殊的‘鎖-鑰’機制侵入到人紅細胞中。當我們著(zhù)手解釋Dantu血型如何保護紅細胞免受這些瘧原蟲(chóng)的侵害時(shí)，我們原本期待會(huì )發(fā)現這種分子機制的工作方式發(fā)生了微妙的變化，但事實(shí)證明答案更為基本。Dantu血型實(shí)際上略微增加了紅細胞表面的張力。這就像瘧原蟲(chóng)仍然有鎖的鑰匙，但門(mén)太重了，它打不開(kāi)?！?

Dantu血型有一種新型的在紅細胞表面上表達的“嵌合”蛋白，并改變其他表面蛋白的平衡。在肯尼亞海岸的基利菲小鎮，10%的人口有一個(gè)Dantu基因拷貝，它賦予了高達40%的瘧疾保護。1%的人口有兩個(gè)Dantu基因拷貝，可提供高達70%的保護。相比之下，目前最好的瘧疾疫苗僅能提供35%的保護。

鑒于人類(lèi)與瘧疾一起進(jìn)化了數萬(wàn)年，重災區的一些人對這種疾病產(chǎn)生了基因抗性。最著(zhù)名的例子是鐮狀細胞性狀，它賦予了80%的瘧疾抵抗力，但對于那些有兩個(gè)基因拷貝的人來(lái)說(shuō)，會(huì )導致嚴重的疾病。目前沒(méi)有證據表明Dantu基因會(huì )伴隨著(zhù)其他的健康并發(fā)癥。

論文共同第一作者Alejandro Marin-Menendez博士說(shuō)，“我們在瘧疾最流行的地區看到了最具保護性的適應性，這一事實(shí)告訴我們這些瘧原蟲(chóng)是如何影響人類(lèi)進(jìn)化的。瘧疾仍然是一種極具破壞性的疾病，但是像鐮狀細胞性狀和Dantu基因這樣的進(jìn)化適應性可能部分解釋了為什么死亡率比感染率低得多。我們與瘧原蟲(chóng)作斗爭的時(shí)間和人類(lèi)存在的時(shí)間一樣長(cháng)，因此可能還有其他適應性和機制有待發(fā)現?！?

這些研究人員認為，這項研究最重要的意義之一源于人類(lèi)紅細胞的表面張力會(huì )自然地發(fā)生變化，一般在它們的大約90天的壽命內會(huì )增加。這意味著(zhù)在我們所有的紅細胞中，有一部分對瘧原蟲(chóng)感染具有天然的抵抗力，也許可以開(kāi)發(fā)出利用這一過(guò)程的藥物。

論文共同第一作者Viola Introini博士說(shuō)，“對Dantu基因如何防止瘧疾的解釋可能非常重要。紅細胞膜只需要比平時(shí)稍微張得更緊一點(diǎn)，就能阻止瘧原蟲(chóng)入侵。開(kāi)發(fā)一種能夠模擬這種張力增加的藥物可能是預防或治療瘧疾的一種簡(jiǎn)單而有效的方法。當然，這取決于細胞張力的增加不會(huì )產(chǎn)生意想不到的后果。但是，已在具有Dantu基因的人身上觀(guān)察到的天然保護的證據表明似乎沒(méi)有負面的副作用，因此這一方法是有前景的?！?