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https://www.med.cuhk.edu.hk/press-releases/cuhk-unveils-the-evolutionary-history-of-medically-important-mites-laying-the-genomics-groundwork-for-diagnosis-of-and-intervention-in-mite-allergy
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中大研究揭開蟎蟲進化史 有助加強預防、診斷和治療常見的蟎過敏

蟎蟲是令人類過敏的主要源頭。香港中文大學(中大)醫學院領導一項突破性研究,與來自廣州、深圳、無錫、澳門、泰國、南韓及新加坡等地的院校合作,成功揭開「無氣門蟎」的進化過程,為「蟎過敏」的診斷和干預奠定了基因組學基礎,有助加強防治蟎過敏。研究結果已在著名國際進化生物學期刊《Molecular Biology and Evolution》發表。

 

左起:溫芷柔博士、徐國榮教授、梁詩彥醫生、熊慶博士

中大醫學院領導的一項突破性研究成功揭開「無氣門蟎」的進化過程,為「蟎蟲過敏」的診斷和干預奠定了基因組學基礎,有助加強防治蟎過敏。

左起:中大醫學院生物醫學學院前博士後研究員溫芷柔博士、徐國榮教授、兒科學系助理教授梁詩彥醫生,以及生物醫學學院博士後研究員熊慶博士。

 

蟎蟲是港人最主要的致敏原嚴重可致命
 

過敏性疾病屬於免疫系統疾病,特徵是出現以 IgE(免疫球蛋白E)介導的免疫反應,包括哮喘、過敏性鼻炎和異位性皮膚炎,在兒童中尤為常見及危險,例如嚴重的哮喘發作有機會致命。逾半本港人口患有至少一種過敏性疾病,兒童個案(14 歲以下)的數字在過去數十年間更不斷飆升,其中家居塵蟎是本港約 40%至60% 過敏人士的主要致敏原因。

 

中大醫學院兒科學系助理教授梁詩彥醫生指出:「蟎過敏的常見反應包括鼻癢、打噴嚏、鼻塞和夜晚出現較嚴重的咳嗽。若患者攝入被蟎蟲污染的食物,會出現呼吸急速、喉嚨腫脹、暈眩,甚至是致命的過敏性休克。」

 

無氣門蟎由家居塵蟎、倉儲蟎和寄生蟎(如疥蟎)組成,是一組快速進化的小生物群。家居塵蟎和倉儲蟎這兩種非寄生蟎蟲,在人類生活環境中較為常見,亦是導致人類過敏的主要物種,當中家居塵蟎造成的過敏情況較多。梁醫生說:「倉儲蟎會在儲存不當的食物粉末中出現,塵蟎則依附於家居床褥及毛絨玩具,疥蟎引致的疥瘡更會在擠逼的環境下迅速傳播。故此,我們必須找到有效方法來預防這些蟎蟲可能造成的影響。」

 

團隊多年來致力研究蟎蟲基因組學

 

中大醫學院生物醫學學院徐國榮教授帶領的研究小組,致力研究蟎蟲基因組學十多年。團隊利用六個優質基因組對無氣門蟎進行比較基因組學分析,並揭開蟎蟲由「出現」至演化成「極端多元化」這過程的進化史。

 

團隊成員、中大醫學院生物醫學學院前博士後研究員溫芷柔博士解釋:「無氣門蟎在不同進化過程中,通過廣泛基因家族擴展加強其適應能力。我們這項比較基因組學研究全面說明了這些可致過敏無氣門蟎的進化過程,包括這些蟎蟲如何從土壤蟎蟲中分化出來,再快速進化,並迅速適應人類環境。」

蟎蟲進化過程

團隊證實「無氣門蟎」的進化過程當中涉及廣泛基因組變異,並透過「水平基因轉移」引入了具重要功能的基因,加強了蟎蟲在不同環境的適應力。

中大醫學院生物醫學學院博士後研究員熊慶博士表示:「蟎蟲原本被認為和蜱蟲屬於同一單系,但我們的研究發現反駁了這個說法。團隊的可靠基因組學證據證明了無氣門蟎與植物寄生蟎和土壤蟎才是屬於同一單系。我們亦清楚地描繪了無氣門蟎的整個進化過程,當中涉及廣泛的基因組變異。據我們估計,無氣門蟎的祖先大約在 4.18 億年前從土蟎中分支出來,發展出共生的生活模式,及後再經歷過至少兩輪的分化。」

 

研究團隊發現在第一輪(2.78億年前)分化中,非寄生的倉儲蟎祖先與需要寄生的外寄生蟎分開並獨立進化。第二輪(2.12 億年前)分化則發生在外寄生蟎祖先中,例如疥蟎這種寄生於皮膚的蟎蟲隨著基因丟失而發展出特定生態的適應性;原始的家居塵蟎則通過基因擴展獨立地逆轉了祖先的寄生特性(1.45億年前),成為人類過敏的主要源頭。

 

「水平基因轉移」指跨越生殖屏障的遺傳信息轉移,例如細菌和動物之間出現的基因共享。徐國榮教授補充:「在無氣門蟎的基因組分析中,我們發現了許多來自土壤細菌的異常基因水平轉移。這些轉移引入了具重要功能的基因,加強了蟎蟲的適應力,尤其在解毒和消化方面。由於人類並沒有這些基因轉移,因此它們可被視為防治無氣門蟎的理想藥物靶點,針對這些獨特基因可以找出合適的化合物作為有效控制蟎蟲的工具。」

 

團隊希望這項突破性的比較基因組學研究,能增加相關領域科研人員對無氣門蟎的認識,為他們提供全面的基因組學資源,最終有助於蟎過敏的臨床診斷和干預。

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