腹泻病原体隐孢子虫的基因改造

近期的研究表明，隐孢子虫（Cryptosporidium）是在全球范围内引起婴幼儿严重腹泻的第二大病原体。腹泻据估计是占到婴幼儿总死亡案例的10.5%。引起严重的腹泻的首要病原体是轮状病毒，其次是隐孢子虫。这种隐孢子虫还是艾滋病患者，以及器官移植患者体内的机会病原体。这种致病毒对于营养不良的儿童和免疫缺陷患者是巨大的威胁，然而至今还没有针对隐孢子虫的疫苗，唯一的一种药物效果也很差。针对隐孢子虫的连续培养系统、动物模型以及分子遗传学工具都很缺乏。

美国佐治亚大学的一个课题组近期在《Nature》发表了一篇文章介绍了一种实验体系，可以通过基因改造这种重要病原体，使得今后针对隐孢子虫的研究更容易进行。他们建立并优化了小球隐孢子虫（Cryptosporidium parvum）转染组织培养的细胞方法。为了获得稳定的转基因隐孢子虫，他们建立了小鼠模型能够被这种隐孢子虫稳定感染。

这种隐孢子虫的基因组可以被Cas9系统编辑，他们引入一些报告基因（荧光素基因），使得其对于氨基糖苷类抗生素有耐药性。通过手术注射的方法，研究人员试图将这种基因改造过的隐孢子虫注入小鼠的小肠。这种小鼠是一种基因敲除的小鼠，对隐孢子虫敏感。感染基因改造的隐孢子虫三十天后，这些小鼠肠道和粪便中能检测到隐孢子虫的卵囊。基因编辑后的隐孢子虫也能够感染组织培养的细胞。

增加了荧光素标记基因的隐孢子虫系统，能够让科学家定量研究很多分子遗传学特性，这些对于以后的药物研究以及疫苗开发都提供了分子基础。由于这种寄生虫对于药物不敏感，耐药性很强。利用这种基因改造后的隐孢子虫系统用于体内或体外的药物筛选。通过基因改造使得隐孢子虫弱化，或许能够成为一种有希望的疫苗。他们还测试基因敲除之后的隐孢子虫对药物的敏感性。他们希望通过转基因改造这种寄生虫为未来的研究提供基础，并为针对隐孢子虫的药物研发打开了大门。