瘧疾寄生蟲的基因組蛋白研究

瘧疾是一種由小型真核生物引起的傳染病，這些生物通過蚊子叮咬傳播（一種稱為按蚊的特殊蚊子）。 主要癥狀是發燒和貧血，每年約有2.5億人被感染，60萬人死亡。 瘧疾是一種「蚊子寄生蟲」，在蚊子體內有性繁殖，人類就像「牧場」。。 瘧疾的生命週期如圖所示。 隨蚊子唾液進入人體的子孢子會感染肝臟，並作為裂殖子釋放到血液中，在大約 12 天內感染紅細胞。 在此期間，根本沒有主觀癥狀。 裂殖子感染紅細胞並在 48 小時內繁殖 20 倍。 這會破壞紅細胞，導致發燒和貧血。 生殖母親被蚊子吸吮，並在蚊子的腸道中進行有性繁殖。

化療藥物用於治療瘧疾，如果及早接受適當的治療，死亡病例並不多（儘管很困難）。 然而，耐藥性瘧疾寄生蟲正在出現，需要採取新的措施。 因此，需要開發新的「瘧疾疫苗」和“診斷方法”。

研究大綱

瘧疾在日本並不流行，所以你可能沒有被感染。 如果全球變暖加劇，瘧疾會在日本流行嗎？ 瘧疾有一種熱帶疾病的形象，但眾所周知，戰前日本北海道的通達士兵被感染了。 瘧疾在現代日本不流行的原因是按蚊在亞洲生活的地區僅限於山腳下的山間溪流。 出於同樣的原因，在泰國曼谷等城市地區幾乎沒有瘧疾流行。 因此，由於全球變暖的影響，瘧疾不太可能在日本流行。

那麼，為什麼日本的瘧疾風險如此之低，為什麼愛媛大學正在進行瘧疾研究呢？ 這是因為愛媛大學建立的“無小麥細胞蛋白質合成系統”與瘧疾研究非常相容。 瘧疾寄生蟲的蛋白質非常特殊，即使使用大腸桿菌或人體細胞也無法表達重組蛋白。 然而，在無小麥細胞系統中，在大多數情況下可以合成瘧疾重組蛋白。 因此，我充分利用了這一點，建立了世界上最大的生物資源，如“4000種瘧疾寄生蟲蛋白陣列”和“600種抗瘧寄生蟲兔鼠抗體庫”。 通過充分利用這一點，我們正在澄清只有我們才能解開的“瘧疾關鍵點”。

瘧疾疫苗

2021年10月6日星期三，世衛組織終於批准了有史以來第一種瘧疾疫苗。 它是在40多年的時間里開發的，但發現它只能有效預防約30%的瘧疾嚴重程度，並且有必要開發一種更有效的疫苗。 我認為這是一個很好的例子，說明開發瘧疾疫苗是多麼困難。 困難的原因是瘧疾寄生蟲中有5,500種基因（順便說一句，新型冠狀病毒只有大約10種）。 在由5,500個基因合成的蛋白質中，哪些是瘧疾疫苗的合適抗原？ 因此，我們進行了“蠻力”，以盡可能多地測試它們。 通過對“600種抗瘧寄生蟲兔抗體庫”的測試，我們成功找到了一種新的瘧疾疫苗抗原PfRipr，並充分利用蛋白質工程進一步優化為疫苗抗原，並將其命名為PfRipr5。 PfRipr5作為第二代瘧疾候選疫苗備受關注。

瘧疾診斷

如果流行國家的居民反覆感染和治療，即使感染瘧疾，他們也不會再出現癥狀。 這些人沒有意識到自己被感染了，他們成為瘧疾流行的原因。 為了有效地發現和治療此類無癥狀感染者，有必要建立一種新的抗體檢測方法。 目前，我們正在接收來自迦納、布吉納法索、肯亞、巴布亞紐幾內亞和泰國等世界各地疫區的血清。 使用我們專有的高速、高靈敏度抗體滴度測量系統，我們正在從“4,000種瘧疾寄生蟲蛋白”中尋找便於瘧疾診斷的抗原。 我們的測量系統在靈敏度和可重複性方面壓倒性地優於現有技術，我們計劃在未來以各種方式使用它。

研究的特點

瘧疾研究人員無法回答在病毒感染背景下很容易回答的問題。 例如，已知S蛋白抗體在新型冠狀病毒中很重要，但是瘧疾呢？ 當感染瘧疾時，哪種抗原產生的抗體最多？ 它是否有助於阻止瘧疾的傳播？ 我們是世界上唯一能回答這個問題的人。 進展如何，是不是很令人興奮？

研究的吸引力

在大約10年的時間里，我們完善了自己的生物資源和專門的實驗系統，以充分利用它們。 這終於結出了碩果，我們正在積極與世界各地的研究人員進行聯合研究。 我們幾乎每天晚上都會舉行在線會議，由不同語言和專業領域的多個小組參加，我們正在盡一切努力盡可能地向前邁進。 我認為這種「跨學科」的方面是我的「瘧疾研究」的吸引力。 你不想超越文化、語言和專業領域，與各種各樣的人互動嗎？ 如果您有興趣，請與我們聯繫。 順便說一句，malariology 不是我創造的術語。 這是一個古老的研究領域，於1900年左右開始使用。

未來展望

我們的研究揭示了瘧疾的關鍵點。 此外，我們與其他國家的關係也變得更加牢固。 從現在開始，我計劃充分利用分子寄生蟲學、蛋白質工程學、分子流行病學等，在社會上實施瘧疾疫苗和瘧疾診斷方法。

給那些希望做這項研究的人的資訊

我們的瘧疾研究不僅在日本，而且在世界範圍內都引起了關注。 你為什麼不欣賞只有我們才能打開的窗戶的景色呢？ 現在是向瘧疾開槍的時候了，瘧疾一直是人類的天敵。 讓我們共同努力，攻克瘧疾的臨界點。