科学家们已经创建了第一份详细的疟疾寄生虫行为的详细地图，该地图涉及其复杂生命周期的每个阶段。Wellcome Sanger研究所的研究人员及其合作者使用先进的单细胞技术分离单个寄生虫并测量其基因活性。结果是疟疾细胞图谱，它提供了迄今为止疟疾寄生虫基因表达的最高分辨率视图，并监测个体寄生虫在蚊子和人类宿主中发育时如何变化。

该研究小组今天(8月22日)在“科学”杂志上报道，该小组还指出了生命周期中的特定阶段，每个疟疾寄生虫基因可能在寄生虫发育中发挥关键作用。了解基因活跃的时间和地点是疟疾生命周期中可能的目标，对于开发急需的抗疟疾药物，疫苗和传播阻断策略非常重要。

疟疾影响全球2亿多人，2017年造成近450,000人死亡，其中大多数是5岁以下的儿童*。疟疾寄生虫对多种前线药物产生抗药性的能力对疟疾控制构成了巨大威胁。虽然疫苗开发正在取得进展，但发现新疟疾药物的障碍是近一半寄生虫基因的功能未知。

现在可以通过Wellcome Sanger研究所的科学家们免费获得的Malaria Cell Atlas数据资源来了解疟疾寄生虫在其复杂生命周期中的不同行为和基因活动。

来自Wellcome Sanger研究所的第一作者Virginia Howick博士说：“我们已经创建了一个跨越疟疾寄生虫完整生命周期的基因活动图谱。这是单细胞生物体的第一个同类图谱地图集。疟疾寄生虫的生命周期是研究这种疾病的关键，疟疾细胞地图集将帮助我们真正了解寄生虫，以便有效控制疟疾。“

为了创建地图，该团队分离并测量了整个生命周期中跨越人类和蚊子的10个阶段的1,787个疟疾寄生虫的基因活动。例如，研究人员给感染疟疾的蚊子提供假血粉，以捕获他们在吐痰中释放的寄生虫，以便将它们与留在唾液腺中的寄生虫进行比较。

然后，研究小组测量了在整个生命周期中哪些基因在个体寄生虫中有活性。了解哪些基因在寄生虫生命周期的每个阶段都至关重要，这是一个弱点和未来的药物靶点。

通过观察先前研究的基因的活性，该基因显示出与目前没有已知功能的40%基因相似的活动模式，该团队可以推断这些未知基因的潜在功能。

Wellcome Sanger研究所的第一作者和博士生Andrew Russell说：“使用疟疾细胞图谱，我们已经推断出寄生虫基因的作用，直到现在还完全未知。我们通过'内疚 - 来做协会'：通过观察以前研究的基因的功能，我们可以预测未知基因的作用，如果它们显示出与已知基因相似的活动模式。这为寻找新的药物靶标提供了新的机会。

该团队通过使用另一种单细胞技术扩展疟疾细胞图谱，从疟疾的血液阶段检测另外16,000个寄生虫，感染小鼠，猴子和人类。这表明三种疟疾寄生虫物种的基因活动行为相似，即使它们感染了这些不同的寄主。鉴定多种疟疾中必不可少的基因有助于建立新的候选药物靶标，因为这些靶标可能对感染人类的​​所有五种疟疾物种都有效。

然后研究人员收集了三名感染疟疾的肯尼亚人的血液中存在的寄生虫，正如他们正在为这种疾病接受治疗一样。使用疟疾细胞图谱作为参考，该团队首次能够检测来自两种不同人类疟疾寄生虫物种的个体“野生”寄生虫。这为了解现实世界中哪些基因对自然感染有活性，以及​​这些基因如何与实验室培养的疟疾寄生虫有所不同打开了大门。

来自Wellcome Sanger研究所的主要作者Mara Lawniczak博士说：“为了战胜疟疾，我们需要了解寄生虫在其整个生命周期中使用的所有技巧。疟疾细胞图谱是第一个让我们深入了解疟疾的详细地图寄生虫来自另一个，即使它们在遗传上是相同的。我们面临着疟疾对现有疟疾药物的抵抗力越来越大的问题，并且随着新药物的推出，我们希望疟疾细胞地图集将作为参考来了解寄生虫如何改变它们回应我们控制它们的努力的行为。了解这将有助于揭示如何转移寄生虫并最终消除它们。“