科学家发现现有疟疾诊断过程存在"令人担忧"的缺陷

2023-08-21 03:23:21 来源：cnBeta 小 中

一份新的报告表明，目前的方法可能大大高估了疟疾寄生虫在人血液中的繁殖率。这种高估对于评估这些寄生虫对宿主可能造成的伤害具有重要影响。此外，研究结果还有助于理解导致抗药性的性状进化、寄生虫在群体中的传播速度以及评估新疫苗的有效性。

【资料图】

这项研究最近发表在《寄生虫学趋势》（Trends in Parasitology）杂志上。

研究人员创建了一个感染动态数学模型，以确定以往计算机模型中的血液采样偏差和错误推断导致了大量的高估。

论文通讯作者、农业与生命科学学院生态学与进化生物学助理教授梅根-格雷斯查尔（Megan Greischar）说："无法准确测量这些比率令人担忧。"

弗吉尼亚理工大学数学副教授 Lauren Childs 是该论文的共同作者，他介绍说："我们曾经有一个非常简单的模型来推断乘法率，但这个模型行不通，所以现在我们知道我们需要更强大的模型。她说，这项研究解释了精确测量繁殖率的问题是如何产生的。"

一些候选疟疾疫苗是在寄生虫在血液中复制的生命周期阶段发挥作用的，因此了解寄生虫的繁殖率是评估疫苗疗效的关键。

受感染的蚊子通过血餐将疟原虫传给人类宿主。寄生虫首先在肝细胞中繁殖，然后进入红细胞。在那里，寄生虫在红细胞内同步复制，并迸发到血液中，杀死红细胞。然后，子寄生虫继续下一个循环，侵入新的红细胞。这种循环大约每 48 小时重复一次。

在测量繁殖率时，临床医生会从受感染的病人身上采集血液样本，并计算观察到的寄生虫数量。时间选择很重要，因为从红细胞中迸发出来的幼小寄生虫处于生命周期的早期，很容易被发现。但随着年龄的增长，在生命周期的后期，寄生虫会变得粘稠，附着在血管壁上，无法循环。由于这种循环会不断重复，采样的时间就决定了血液中能观察到的数量是多是少。

在可观察到寄生虫数量较少的周期后期采集样本，与在幼寄生虫数量较多的周期早期采集样本相比，取样偏差会增加。

以前用于估算寄生虫繁殖率的模型试图通过推断寄生虫群生命周期后期可能存在的寄生虫数量来纠正这种取样偏差，因为这时无法直接观察到寄生虫。这项研究表明，这些方法不足以确定寄生虫的实际繁殖速度。

之前发表的研究测量了一种人类疟原虫（恶性疟原虫）在人工培养的一个 48 小时复制周期内产生的最大后代数量。格雷斯查尔说："它们最多只能繁殖32倍，这已经相当大了，这意味着单个寄生虫最多能产生32个子代寄生虫，中位数约为15到18个。"

利用数学模型，结合疟疾感染者的现代和历史数据，研究人员能够确定，以前的寄生虫数量模型所做的推断导致寄生虫繁殖率比可能的繁殖率高出几个数量级。

"我们看到了千倍的增长，"格雷斯查尔说。"这意味着寄生虫从一个红细胞中反复制造出超过 1000 个寄生虫，这不符合我们对这些寄生虫生物学的理解。"

现在，Greischar 和 Childs 已经发现了问题所在，接下来的工作可能包括开发推断寄生虫种群隐藏部分的技术，以便准确计算它们的繁殖率。

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