基于功能基因组的重要寄生虫病防治基础科研支撑平台及应用

地区:上海市 宝山区

关键词:中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所;上海生物信息技术研究中心;中国科学院上海应用物理研究所;上海人类基因组研究中心

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001267

成果描述:

寄生虫病在中国仍然是一个古老而重要的公共卫生问题,现阶段由于诊断和治疗等技术的落后,严重阻碍了防治工作的进展。因此迫切需要发展一个新型的现代化高通量技术支撑平台,推动中国寄生虫病防治关键技术的革新。该项目针对上述问题进行了如下的开创性研究:设计并建立了中国首个重要寄生虫开放式多组学综合数据库。该数据库包含22个寄生虫的基因组数据库,24个转录组数据库,7个蛋白质组数据库和7个重要功能基因二级数据库(即膜蛋白、蛋白质酶、转运蛋白、受体蛋白、分泌蛋白、抗原表位以及物种特有蛋白质库)。数据库成果为寄生虫病的基础研究及其向实用性的防治技术转化奠定了基础,同时推动了寄生虫组学数据资源在专业技术人员中的普及与大众化应用。建立了寄生虫生物信息学的分析系统。针对寄生虫病研究的关键科学问题开发了相关的数据分析算法、软件和分析模块,建立了具有各类寄生虫蛋白序列分析、基因序列分析、系统进化分析等多种功能的个性化生物信息分析系统,推进了对寄生虫组学数据的深入挖掘和有效应用。创建了基于组学的重要寄生虫病诊断抗原高通量筛选和初步评价体系。对接组学数据库,发展和建立了以生物芯片技术为核心的一系列抗原高通量筛选和制备技术平台,获得了针对疟原虫、血吸虫、棘球绦虫等重要寄生虫的有效诊断抗原靶点,并制备了多种基于重组新抗原的新型寄生虫病诊断试剂盒,为中国重要寄生虫病诊断技术的突破和创新提供了有力支撑。对研发的新型诊断试剂进行了应用和推广。其中,间日疟原虫抗体ELISA检测试剂盒于2013年开始已用于全国消除疟疾监测点38000例人群抗体水平的监测;日本血吸虫病快速诊断试剂盒在2014年全国血吸虫病监测点人群筛查免疫诊断试剂推优测评中获得综合排名第3,引起国内外同行的关注;包虫病快速诊断试剂盒已于2013年开始在省级疾控中心实验室进行辅助诊断的试点。创建了基于组学技术的抗寄生虫药物靶点预测与小分子化合物的筛选体系。建立了一套“基因组-药靶预测-结构模建或解析-小分子化合物虚拟筛选-杀虫活性验证”的药靶发掘/活性化合物筛选体系,完成了对日本血吸虫等寄生虫药物靶点的预测,制备了一批候选药靶蛋白,并筛选获得了若干具有体外杀虫活性的化合物;提供了具有重大转化潜能的关键药物靶标和化合物分子信息,开辟了抗寄生虫药物研发的新途径。该项目共发表代表性SCI论文20篇,总影响因子87.5,他引245;获得授权发明专利4项,申请发明专利16项;推广应用中的产品3个。综上,该项目成功搭建了从组学生物信息分析到高通量筛选与验证,最后应用于疾病防治现场的研究平台,突破和优化了一系列关键技术和操作规范,实现了从组学数据到防治技术的转化应用,开创了中国基于组学技术开展寄生虫病防治研究的先河。研究成果极大的提升了中国在该领域的国际影响力,为中国寄生虫病防治关键技术研究提供了新思路、新策略,也为跨学科、跨领域的合作研究提供了成功借鉴。
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