疟疾:塑造血细胞进化的力量?

2019年9月12日 1.20K News Medical 佚名

来源： News Medical|作者：Aro Nugawela, B.Sc.|校对：Kate Anderton, B.Sc. (Editor)|翻译：聚生物

 

人们通常认为，免疫防御的作用仅限于我们的白细胞。然而，在我们的血液中循环的吞噬细胞、白细胞和巨噬细胞并不是唯一发挥防御作用的细胞。通常被忽视的是红细胞抵御病原体入侵的潜力;特别是引起血源性疟疾的疟原虫。

间日疟原虫在红细胞内。(资料来源:Kateryna Kon | Shutterstock)

镰状细胞性贫血的病例集中在疟疾流行的非洲疟疾带。这是因为，由于红细胞形状和结构的物理变化，这种疾病可以预防疟疾。

覆盖在细胞表面的分子的类型和结构，突出并与其他细胞上的分子相互作用，也会影响这些寄生虫入侵宿主的细胞从而导致感染的能力。

这些分子的特定特征决定了你的血型，其中最著名的是输血中使用的ABO±分型系统。随着研究的进展，我们发现血细胞膜蛋白和碳水化合物结构的变化与疟疾易感性之间有更大的相关性。此外，有助于防御疟疾的性状仍然相对局限于疟疾疫区。

对于血液寄生虫进化的主导因素，专家们展开激烈的争论也就不足为奇了。疟原虫是否通过施加选择性压力来塑造我们细胞的结构?还是寄生虫对自发血细胞突变的反应导致了寄生虫行为的改变?答案仍然难以捉摸。

提供抗疟疾保护的血型

许多人假设O型血是其他亚群的祖先，这些亚群后来从这个简单而相对干净的石板中分离出来。虽然O型血的人更容易被蚊子叮咬，但他们患严重疟疾的可能性要小得多，一种源于红细胞表面被膜简单的特性。

A和B血型缺乏表面抗原阻碍了疟原虫识别红细胞并与红细胞结合的能力，从而降低了疟原虫入侵红细胞的可能性——这是疟原虫生存的一个至关重要的过程。

虽然对ABO血型的进化存在争议，但一些进化生物学家认为O型血是其他血型的祖先，它在疟疾疫区的优势可能表明，寄生虫造成的压力是进化的组成部分。

除了O型血的保护作用外，丹图杂交重组是另一种有趣的改变，有别于红细胞的“标准”。作为一种主要局限于东非国家的特性，它使严重疟疾的风险降低了40%。有趣的是，为什么这种特征没有更普遍的存在？

Kateryna Kon | Shutterstock

另一个争论的焦点是，这种寄生虫是最近才出现，还没有传播，还是这些国家的个体受到了这种寄生虫的特定毒株的选择性压力。这个问题的答案可能会解释一些正在进行的关于疟疾在红细胞突变和改变中作为进化加速器的作用的争论。

此外，Duffy趋化因子抗原受体(DARC)在年轻或未成熟的红细胞表面表达时，为一种特定的疟原虫(间日疟原虫)提供了关键的识别点。

然而，几乎只在非洲和中东国家存在缺乏这种分子的人类。这个简单的突变使这些个体对间日疟原虫感染具有有效的免疫力。这与红细胞表面疟疾高发区域密切相关。

形成演化

这种血型的存在可能表明疟原虫寄生虫正在影响红细胞的进化，并代表着自然选择的一个关键选择，而不是选择达菲抗原的分子清除作用，疾病免疫似乎被选择。

尽管争论还在继续，但无可辩驳的是，宿主和寄生虫的发育之间存在着复杂的相互作用。毫无疑问，这将影响红细胞的结构。考虑影响人类种群之间差异的许多因素是有趣的。作为一个物种，人类继续与其他可能是威胁或竞争对手的生物一起进化，并潜在地在一个动态和复杂的相互作用中刺激我们自己的发展。

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