摘要:2023 年全球新增 2.63 亿病例,撒哈拉以南非洲占比 94%。它凭借复杂的生命周期、狡猾的免疫逃逸和不断升级的耐药性,成为公共卫生的顽固难题。本文从疟疾的流行现状、疟原虫的 “生存智慧”、临床凶险表现、宿主攻防博弈,到青蒿素之后的新药与疫苗突破,用科研人的通俗视角拆解这场持续百年的 “人虫大战”,带大家看清疟疾的真面目与终结希望。

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一、疟疾:至今仍在肆虐的 “古老杀手”

说到疟疾,很多人第一反应是青蒿素,但它从未真正远去。2023 年,全球 83 个疟疾流行国报告了 2.63 亿病例,56.9 万人因此死亡,其中大部分为非洲 5 岁以下儿童。

撒哈拉以南非洲是 “重灾区”,尼日利亚、刚果民主共和国等 5 国贡献了全球一半以上病例;东南亚则面临多重耐药的威胁,柬埔寨、泰国等地已出现对青蒿素部分耐药的疟原虫;中国虽已实现疟疾消除,但输入性病例仍需警惕。更麻烦的是,气候变化、新冠疫情打乱了防控节奏,导致部分地区病例反弹,这场战斗远未结束。

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图1:疟疾的发展阶段

二、疟原虫的 “生存智慧”:基因组与生命周期

疟原虫能横行千年,全靠一套精密的“生存策略”。它的基因组紧凑却强大,不同种疟原虫(如最凶险的恶性疟原虫、会复发的间日疟原虫)基因组大小 18-30Mb,却藏着逃避宿主免疫、适应不同宿主环境的关键基因。

最让人头疼的是它的生命周期:按蚊叮咬时,子孢子潜入人体肝脏,繁殖 6-7 天后释放成千上万的裂殖子,“劫持” 红细胞疯狂增殖。更狡猾的是,它会通过抗原变异(比如 var 基因家族编码的 PfEMP1 蛋白)不断更换 “伪装”,让免疫系统防不胜防。做科研时发现,单细胞测序技术(scRNA-seq)揭露了疟原虫不同发育阶段的转录特征,为找到它的 “命门” 提供了线索。

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图2:疟原虫的单细胞 RNA 测序分析

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图3:恶性疟原虫的生命周期以及与寄生虫发育和分化相关已知调控蛋白

三、临床特征:从发热到脑型疟疾的凶险

疟疾的症状不止 “打摆子”,轻重取决于疟原虫种类和宿主免疫力。典型表现是周期性发热 —— 恶性疟原虫每 48 小时引发一次 “寒战 - 高热 - 出汗” 循环,这是因为它会同步破裂红细胞,释放大量毒素。

但凶险型疟疾才是真正的 “致命杀手”。脑型疟疾多见于儿童,疟原虫感染的红细胞会堵塞脑部微血管,导致昏迷、脑肿胀,死亡率极高;孕妇感染后可能引发胎盘疟疾,导致胎儿早产、低出生体重;还有急性呼吸窘迫综合征、严重贫血等并发症,稍有延误就可能危及生命。值得注意的是,间日疟原虫会在肝脏形成 “休眠体”,时隔数月甚至数年复发,让治疗更具挑战性。

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图4:巨细胞病毒病的病理生理学

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图5:疟疾所致急性肺损伤中健康肺泡与受损肺泡的比较

四、攻防战:宿主与疟原虫的博弈

疟原虫入侵人体的过程,就像一场精密的 “攻坚战”。它的裂殖子会通过唾液酸依赖或非依赖途径,利用 MSP1、EBA175 等蛋白识别红细胞表面受体,像“钥匙开锁”一样潜入细胞。

进入红细胞后,它还会“改造”宿主细胞 —— 降解血红蛋白获取营养,改变细胞力学特性,让其不易被脾脏清除。而宿主也不会坐以待毙:内皮细胞会激活炎症反应,试图清除感染,但疟原虫会通过 PfEMP1 蛋白与血管内皮受体结合,躲避免疫监视,还会形成“玫瑰花结” 聚集红细胞,加剧微血管堵塞。这场攻防战的结果,直接决定了病情的轻重。

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图6:参与疟原虫(即恶性疟原虫)寄生虫侵袭红细胞的裂殖体蛋白质

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图7:疟原虫侵入红细胞的机制

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图8:内皮细胞激活以及疟原虫红细胞膜蛋白 1(PfEMP1)介导的异常红细胞的附着现象

五、免疫系统的 “反击”:为何有的人不易中招?

长期生活在疟疾流行区的人,往往会形成一定免疫力,这背后是免疫系统的 “持久战” 成果。先天免疫中,巨噬细胞、树突状细胞会快速识别疟原虫,分泌 TNF-α、IL-6 等细胞因子,启动炎症反应控制感染。

适应性免疫则更具针对性:CD8+ T 细胞能清除肝脏中的疟原虫,CD4+ T 细胞辅助 B 细胞产生特异性抗体,攻击疟原虫的表面抗原(如 CSP、MSP1)。但疟原虫的 “抗原变异” 总能避开免疫系统的识别,导致免疫力难以持久。最新研究发现,γδ T 细胞在感染中能分泌细胞因子,帮助控制病情,这为疫苗研发提供了新靶点。

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图9:疟原虫感染过程中的免疫反应

六、治疗与挑战:青蒿素之后,我们还有什么?

青蒿素的发现是抗疟史上的里程碑,如今青蒿素联合疗法(ACT)仍是首选,但耐药性已成为最大威胁。恶性疟原虫的PfK13 基因突变会导致青蒿素清除延迟,这种耐药株已在东南亚扩散,非洲也出现了预警信号。

目前 FDA 批准的药物中,蒿甲醚 - 苯芴醇、阿托伐醌 - 氯胍、伯氨喹各有优劣:伯氨喹能清除休眠体,却可能引发 G6PD 缺乏者溶血;阿托伐醌 - 氯胍方便服用,但不适合孕妇。好消息是,新药正在涌现 —— 西伏帕林能破坏疟原虫黏附,伊马替尼(原本治癌症)可抑制疟原虫激酶,Cipargamin 能快速清除寄生虫;疫苗方面,RTS,S(Mosquirix)已获批,R21 疫苗 efficacy 达 75%,给防控带来新希望。

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图10:新型抗疟疾药物的结构

七、未来展望:终结疟疾希望在哪里?

虽然挑战重重,但终结疟疾并非遥不可及。科研层面,单细胞测序、空间转录组等技术能更精准解析疟原虫的 “弱点”,帮助开发新靶点;疫苗研发正向多阶段、多抗原方向发展,同时针对传播阻断的疫苗也在探索中。

防控层面,整合 vector 控制(如杀虫剂处理蚊帐、基因改造按蚊)、快速诊断、及时治疗的综合策略,已在多个国家取得成效。更重要的是,全球协作监测耐药性、共享防控经验,能避免局部疫情扩散。作为科研人,我相信随着新药、新疫苗的落地和防控体系的完善,疟疾这个古老杀手,终将被人类彻底终结。

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