Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tỷ lệ đa hình gen K13-propeller trong Plasmodium falciparum ở khu vực biên giới Trung Quốc-Myanmar giai đoạn 2007–2012
Tóm tắt
Sự xuất hiện và lan rộng gần đây của hiện tượng kháng artemisinin tại Tiểu vùng Mekong Mở rộng là một thách thức lớn đối với công tác kiểm soát và loại trừ sốt rét. Gen K13-propeller (K13), PF3D7_1343700, đã được liên kết gần đây với hiện tượng kháng artemisinin cả trong ống nghiệm (in vitro) và trong cơ thể sống (in vivo). Nghiên cứu này nhằm điều tra các biến thể đa hình của K13 trong các ký sinh trùng Plasmodium falciparum từ khu vực biên giới Trung Quốc-Myanmar, nơi có lịch sử sử dụng artemisinin lâu dài nhất. Tổng cộng có 180 mẫu P. falciparum đã được lưu trữ, với 191 dòng ký sinh trùng được thu thập chủ yếu trong giai đoạn 2007–2012 từ khu vực này, đã được sử dụng để lấy trình tự gen K13 đầy đủ. Mười bảy đột biến điểm đã được phát hiện trong 46,1% (88/191) dòng ký sinh trùng, trong đó có bảy biến thể mới. Đột biến F446I chiếm ưu thế với 27,2% trên tổng số dòng ký sinh trùng. Đột biến C580Y, có liên quan đến kháng artemisinin, được phát hiện với tần suất thấp là 1,6%. Tính chung, 43,1% các dòng ký sinh trùng có chứa các đột biến điểm trong miền kelch của gen K13. Hơn nữa, có một xu hướng gia tăng tần suất các ký sinh trùng mang các đột biến trong miền kelch qua các năm thu thập mẫu. Ngoài ra, một biến thể microsatellite tại đầu N-terminus của protein K13 đã được tìm thấy có tần suất cao (69,1%). Nghiên cứu này đã ghi nhận sự hiện diện của các đột biến trong gen K13 trong các quần thể ký sinh trùng từ khu vực biên giới Trung Quốc-Myanmar. Các đột biến trong miền kelch đã trở nên phổ biến (>40%). Biến thể đột biến F446I chiếm ưu thế và một biến thể microsatellite phổ biến ở đầu N-terminus đã được xác định, nhưng tầm quan trọng của chúng trong kháng artemisinin vẫn cần được làm rõ.
Từ khóa
#K13-propeller #Plasmodium falciparum #kháng artemisinin #Tiểu vùng Mekong Mở rộng #đột biến genTài liệu tham khảo
WHO. World malaria report 2014. Geneva: World Health Organization; 2014. http://www.who.int/malaria/publications/world_malaria_report_2014/en/ 2014.
Noedl H, Se Y, Schaecher K, Smith BL, Socheat D, Fukuda MM, et al. Evidence of artemisinin-resistant malaria in Western Cambodia. N Engl J Med. 2008;359:2619–20.
Dondorp AM, Nosten F, Yi P, Das D, Phyo AP, Tarning J, et al. Artemisinin resistance in Plasmodium falciparum malaria. N Engl J Med. 2009;361:455–67.
Ashley EA, Dhorda M, Fairhurst RM, Amaratunga C, Lim P, Suon S, et al. Spread of Artemisinin resistance in Plasmodium falciparum malaria. N Engl J Med. 2014;371:411–23.
Ariey F, Witkowski B, Amaratunga C, Beghain J, Langlois AC, Khim N, et al. A molecular marker of artemisinin-resistant Plasmodium falciparum malaria. Nature. 2014;505:50–5.
Witkowski B, Amaratunga C, Khim N, Sreng S, Chim P, Kim S, et al. Novel phenotypic assays for the detection of artemisinin-resistant Plasmodium falciparum malaria in Cambodia: in-vitro and ex-vivo drug-response studies. Lancet Infect Dis. 2013;13:1043–9.
Straimer JGN, Witkowski B, Amaratunga C, Duru V, Ramadani AP, Dacheux M, et al. K13-propeller mutations confer artemisinin resistance in Plasmodium falciparum clinical isolates. Science. 2015;347:428–31.
Ghorbal M, Gorman M, Macpherson CR, Martins RM, Scherf A, Lopez-Rubio JJ. Genome editing in the human malaria parasite Plasmodium falciparum using the CRISPR-Cas9 system. Nat Biotechnol. 2014;32:819–21.
Nyunt MH, Hlaing T, Oo HW, Tin-Oo LK, Phway HP, Wang B, et al. Molecular assessment of artemisinin-resistance markers, polymorphisms in the K13 propeller and a multidrug-resistance gene, in eastern and western border areas of Myanmar. Clin Infect Dis. 2014, doi:10.1093/cid/ciu1160.
Takala-Harrison S, Jacob CG, Arze C, Cummings MP, Silva JC, Dondorp AM, et al. Independent emergence of artemisinin resistance mutations among Plasmodium falciparum in Southeast Asia. J Infect Dis. 2014, doi:10.1093/infdis/jiu491.
Thriemer K, Hong N, Rosanas-Urgell A, Phuc BQ, Ha-do M, Pockele E. Delayed parasite clearance after treatment with dihydroartemisinin-piperaquine in Plasmodium falciparum malaria patients in Central Vietnam. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(12):7049–55.
Mohon A, Alam MS, Bayih AG, Folefoc A, Shahinas D, Haque R. Mutations in Plasmodium falciparum K13 propeller gene from Bangladesh (2009–2013). Malar J. 2014;13:431. doi:10.1186/1475-2875-13-431.
Conrad MD, Bigira V, Kapisi J, Muhindo M, Kamya MR, Havlir DV, et al. Polymorphisms in K13 and falcipain-2 associated with artemisinin resistance are not prevalent in Plasmodium falciparum isolated from Ugandan children. Plos One. 2014;9:e105690.
Taylor SM, Parobeck CM, DeConti DK, Kayentao K, Coulibaly SO, Greenwood BM, et al. Absence of putative artemisinin resistance mutations among Plasmodium falciparum in sub-Saharan Africa: a molecular epidemiologic study. J Infect Dis. 2014;211:680–8. doi: 10.1093/infdis/jiu467.
Kamau E, Campino S, Amenga-Etego L, Drury E, Ishengoma D, Johnson K, et al. K13-propeller polymorphisms in Plasmodium falciparum parasites from sub-Saharan Africa. J Infect Dis. 2014, doi: 10.1093/infdis/jiu608.
Torrentino-Madamet M, Fall B, Benoit N, Camara C, Amalvict R, Fall M. Limited polymorphisms in k13 gene in Plasmodium falciparum isolates from Dakar, Senegal in 2012–2013. Malar J. 2014;13:472. doi:410.1186/1475-2875-1113-1472.
Isozumi R, Uemura H, Kimata I, Ichinose Y, Logedi J, Omar AH, et al. Novel mutations in K13 propeller gene of artemisinin-resistant Plasmodium falciparum. Emerg Infect Dis. 2015;21:40–2. doi:10.3201/eid2103.140898.
Cui L, Su XZ. Discovery, mechanisms of action and combination therapy of artemisinin. Expert Rev Anti Infect Ther. 2009;7:999–1013.
Sun X, Zhang Z, Wang J, Deng Y, Yang Y, Lasi J, et al. Therapeutic efficacy and safety of compound dihydroartemisinin/piperaquine for uncomplicated Plasmodium falciparum infection in Laiza city of Myanmar bordering on China. Chin J Parasitol Parasit Dis. 2011;29:372–5.
Huang F, Tang L, Yang H, Zhou S, Sun X, Liu H. Therapeutic efficacy of artesunate in the treatment of uncomplicated Plasmodium falciparum malaria and anti-malarial, drug-resistance marker polymorphisms in populations near the China-Myanmar border. Malar J. 2012;11:278.
WHO. Global plan for artemisinin resistance containment (GPARC). 2011. http://who.int/malaria/publications/atoz/9789241500838/en/.
Wang Z, Parker D, Meng H, Wu L, Li J, Zhao Z, et al. In vitro sensitivity of Plasmodium falciparum from China-Myanmar border area to major ACT drugs and polymorphisms in potential target genes. PLoS One. 2012;7:e30927.
Kaneko O, Kimura M, Kawamoto F, Ferreira MU, Tanabe K. Plasmodium falciparum: allelic variation in the merozoite surface protein 1 gene in wild isolates from southern Vietnam. Exp Parasitol. 1997;86:45–57.
Snounou G, Zhu X, Siripoon N, Jarra W, Thaithong S, Brown KN, et al. Biased distribution of msp1 and msp2 allelic variants in Plasmodium falciparum populations in Thailand. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1999;93:369–74.
Roper C, Richardson W, Elhassan IM, Giha H, Hviid L, Satti GM, et al. Seasonal changes in the Plasmodium falciparum population in individuals and their relationship to clinical malaria: a longitudinal study in a Sudanese village. Parasitology. 1998;116:501–10.
Meng H, Zhang R, Yang H, Fan Q, Su X, Miao J, et al. In vitro sensitivity of Plasmodium falciparum clinical isolates from the China-Myanmar border area to quinine and association with polymorphism in the Na+/H+ exchanger. Antimicrob Agents Chemother. 2010;54:4306–13.
Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6: molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Mol Biol Evol. 2013;30:2725–9.
Kelley LA, Sternberg MJE. Protein structure prediction on the Web: a case study using the Phyre server. Nat Protoc. 2009;4:363–71.
Yuan LL, Zhao H, Wu LO, Li XM, Parker D, Xu SH, et al. Plasmodium falciparum populations from northeastern Myanmar display high levels of genetic diversity at multiple antigenic loci. Acta Trop. 2013;125:53–9.
Feng J, Zhou D, Lin Y, Xiao H, Yan H, Xia Z. Amplification of pfmdr1, pfcrt, pvmdr1 and K13-propeller polymorphism associated with Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax at the China-Myanmar border. Antimicrob Agents Chemother 2015, doi: 10.1128/AAC.04843-14
Tun KM, Imwong M, Lwin KM, Win AA, Hlaing TM, Hlaing T, et al. Spread of artemisinin-resistant Plasmodium falciparum in Myanmar: a cross-sectional survey of the K13 molecular marker. Lancet Infect Dis. 2015, doi:10.1016/S1473-3099(15)70032-0.
Huang F, Tang L, Yang H, Zhou S, Liu H, Li J, et al. Molecular epidemiology of drug resistance markers of Plasmodium falciparum in Yunnan Province, China. Malar J. 2012;11:243.