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疟原虫是什么?疟疾疫苗问世或将终止人类与疟原虫战争

2021-12-06 13:53:35来源:科普中国、大众养生网  

一场上万年的致命纠缠,就要终止了吗?

2021年10月6日,世界卫生组织(WHO)正式推荐RTS,S/AS01 (RTS,S)疫苗,给疟疾高负担地区的儿童广泛使用。

这是人类历史上,第一支疟疾疫苗。

人类VS疟原虫,这场亘古至今的战争,能否终结于WHO的一声令下呢?

欢迎收看由九九解说的——人类大战疟原虫战况。

Round 1

几十万年前,非洲大地上,原始人类与野生疟原虫相遇了。

疟原虫使用技能“蚊虫叮咬”,成功搭蚊子的顺风车,进入人体寄生。

之后的数十万年,人类使出技能 “奇怪衣服”“硬抗”等尝试治疗。

然,无济于事。

第一局,人类失败了……

**2021年6月30日,世界卫生组织宣布中国正式实现无疟疾。**然而在此之前,中国本土疟疾清零已经近四年,逐渐退出我国公共卫生的中心舞台。在生活中,疟疾似乎已经变得陌生。

然而,在人类的发展史中,疟疾投下的死亡阴云,如影随形多年。根据研究推测,恶性疟原虫的起源可能在几十万年前。在原始人类还在非洲时,人类和疟疾的战役就已经打响了[1]。

而在这个阶段,人类毫无还手之力。欧洲、亚洲等各地历史记载里,都可以看见疟疾造成的大面积伤亡。

出生于1773年的欧洲地质学家约翰·麦克卡洛克(John MacCulloch),将欧洲极低的预期寿命归因于疟疾——荷兰预期寿命25岁,英国50岁,法国部分地区甚至只有22岁。

他活着的时候还不知道疟疾的病原体是什么,将其称之为看不见的未知之毒,并把意大利语中代表着脏空气含义的malaria一词,引入英语来指代疟疾[2]。为了防止吸入污染的空气,鸟嘴医生的装扮,一度在欧洲抗击疟疾时成为主流。

中世纪抗击瘟疫的医生会给自己戴上鸟嘴面具 | Public domain

在中国古代,疟疾就是在岭南、川贵一带神出鬼没的瘴气,可杀人于无形之中,导致当时的古人认为南方就是蛮荒危险之地。

由于对疟疾的认识浅薄,这局人类和疟疾的战役,可谓是敌暗我明,难以抵抗。

当然,在这个阶段,人类还有一个更原始的武器——自然选择。

科学家发现,地中海、非洲、印度等地区的一些人,患有一种奇怪的基因遗传疾病,镰刀型红血球。有这种红血球的人,会面临贫血的困扰,血液输氧能力很弱,血管还容易堵塞,严重者可能会威胁生命。

为什么携带这种基因的人,没有在自然选择中被淘汰呢?因为疟疾。

**镰刀型红血球病患者,对疟疾有一定的抵抗能力。**而且,这是一种隐性的基因突变,只有两个染色体都发生突变,才会导致严重的贫血。相比疟疾带来的死亡阴影,贫血算得了啥呢?

因此,虽然疟疾凶猛,但人类也在反击,只不过代价昂贵——在自然选择中,一代代人倒在了疟疾脚下。

Round 2

进入大航海时代,

人类获得道具“金鸡纳树”并提取了**“奎宁”**,

工业时代,道具升级,合成了与奎宁结构相近的抗疟药**“氯喹”**。

疟原虫使用技能**“变异”**提高了抗药性,氯喹效果降低。

人类使用技能**“诺贝尔奖”,并获得道具“青蒿素”**。

疟原虫再度使用“变异”变异技能尝试提高抗药性。

战局变得胶着了起来……

在秘鲁的传说中,Loxa地区的一次地震,让周边的大量金鸡纳树落入湖中,导致湖水拥有了治愈神秘发烧疾病的能力。此后,当地人学会了使用金鸡纳树皮治疗疟疾。幸运的是,金鸡纳树皮中,真的含有有效的抗疟成分——奎宁[3]。

伴随着大航海时代的到来,奎宁这种特效药传遍了全球。1693年,树皮磨成的金鸡纳霜,甚至拯救了地球对面的大清朝皇帝康熙。凭借化工优势,德国科学家在1934年人工合成了结构和奎宁十分相似的抗疟药——氯喹。

尽管疟原虫不如病毒一般,突变能力强大,但伴随抗疟药物的使用,疟原虫也逐渐产生了抗药性。

后续研发的多种药物,包括乙胺嘧啶、青蒿素等,在一定程度上都面临耐药问题[4]。可以说,只要一种药物使用的时间够久,疟原虫就能进化相应的耐药株。

药物终究是有极限的,因此,人类不能仅仅依靠药物治疗来对抗疟疾。

疟疾的两个宿主分别是蚊子与人类,灭蚊与隔绝蚊子,也是很好的防治疟疾手段。

世卫组织所编纂的疟疾病媒控制指南中,强烈建议在疟疾肆虐地区使用喷涂杀虫剂(拟除虫菊酯与胡椒基丁醚同时使用)的蚊帐,或者在室内喷洒滞留杀虫剂[5]。这两种方法在对拟除虫菊酯抗低的地区,能杀灭60%-90%的蚊子。即便在抗性较高的地区,也能杀灭近30%的蚊子。再加上蚊帐的物理隔绝,部分地区蚊子吸血成功率甚至可以低至10%以下[6]。但直至今日,即便有了药物与阻断传播的手段,2019年仍有2.29亿人次疟疾病例,死亡超过40万人。其中超过90%的病例与死亡出现在非洲,幼儿的死亡病例甚至超过六成[7]。

在我们的视线之外,有人还活在疟疾的阴云之下。

Round 3

人类研制出了道具**“疫苗”**,并消灭了天花。

疟原虫远比天花病毒复杂,不怕疫苗道具

人类对疫苗使用技能**“升级”**,对疟原虫十分有效

疟原虫血条骤减……

自从牛痘发明以来,人类便有了另一条对抗疾病的道路——疫苗。

疫苗可以让人的免疫系统,针对不同的病原进行模拟作战。这样,当病原进入人体后,立刻就会被消灭。在这条路上,天花便是人类第一个消灭的疾病。

然而,相比天花病毒,疟原虫(原生动物门孢子纲下的一类动物)的结构更为复杂。一般来说,病毒可能只有十几种蛋白,但目前已知的疟原虫蛋白质,就超过5000多种。想从疟原虫诸多的蛋白质中,找到合适的靶点制作疫苗并不简单。

同时,疟原虫具有极其复杂的生命周期。仅在人体内便可分为红细胞前期、红细胞外期、红细胞内期[8]。不同时期的疟原虫,蛋白质表达、形态,以及寄生地点有很大差异,这意味着,针对不同时期的疟原虫,可能需要设计完全不同的疫苗。

这些因素,都增加了疟疾疫苗的研发难度。

但除了技术上的难题,疟疾疫苗研发还面临资金短缺的困难。如今,疟疾肆虐的地区,主要是低收入地区,而这些地区并非售卖疫苗的好市场,制药公司自然缺乏投资的动力。

研发困难、利润低,导致疟疾疫苗的研发人员远少于其他疫苗[9]。

但是人类的英雄主义,往往源自那些明知不可为而为之的行动。一款有效的疟疾疫苗,终于问世了。

2021年10月6日,世卫组织发布了在亚热带地区儿童中,广泛使用疟疾疫苗RTS,S/AS01 (RTS,S)的建议。

这款疫苗的研发故事,起源于世纪六十年代,核武器的存在让世界进入了冷战,但同时核辐射也带来了生的希望。利用辐射导致的突变,可以让疟原虫毒性减弱。人们希望可以借此制造出低毒疟原虫,来制造疫苗。然而,当时利用这种方法,没制造出合适的虫株,但它帮助科研人员找到了免疫系统识别并攻击疟原虫的钥匙——CSP蛋白。1987年,科学家们利用这一蛋白制造疫苗,一做就是35年。

RTS,S/AS01 (RTS,S)疫苗主要针对红细胞前期的疟原虫,可以阻止疟原虫从血管中进入肝脏寄生。在2009年-2011年的非洲临床实验中,这款疫苗取得了不错的效果:接种疫苗18个月后,能降低约四成的病患数量。

另一方面,基于辐射减毒制造疫苗的思路也没有停。一款名为PfSPZ的疫苗便是基于此思路,也在近期的实验中,也展现了较为不错的效果与较高的安全性。在新冠疫苗研发中大放异彩的mRNA技术,也被投入到疟疾疫苗的研发[10]。

然而,RTS,S/AS01 (RTS,S)疫苗能否终结全球的疟疾?仅凭这一款疫苗,比较难。

虽然RTS,S/AS01 (RTS,S)疫苗能降低约四成病患,但这也意味着其保护率只有30~40%左右,也就是说,想要根除疟疾,还需要搭配其他的措施,比如药浸蚊帐、新的抗疟药物、完善的疫情监控系统等等。

而这些措施的实现,还需要全球的多边合作。目前,超过90%的疟疾发生在非洲大陆最贫困的国家,比如尼日利亚、刚果、乌干达,这些地方经济落后、卫生基础设施薄弱。因此,在防控疟疾方面,他们需要大量的资金和技术支持。

而且,在全球经济、文化交流越来越多的今天,疟疾跨境传播非常简单,只要有一个国家还有疟疾,全球就仍旧面临疟疾爆发的风险。所以,消灭疟疾,需要全球的政府、健康组织以及人道主义机构的重视和合作。

或许,在不远的将来,在更安全、更有效的疫苗助力下,通过全球多边合作,疟原虫VS人类这场旷日之久的战争,将会有结束的可能了。

疟原虫是什么生物

基本的体细胞骨架蛋白在裂头蚴中是不一样的,意味着了可能的对于登革热病感染的疗法的起始点。疟原虫属的疟原虫在皮肤中的挪动速率比细胞免疫快十倍,细胞免疫的工作中便是捕捉这类病原菌。海德堡的生物学家如今发觉了裂头蚴比类似裂头蚴快的原因。

她们根据科学研究肌动蛋白来保证这一点,肌动蛋白是一种对细胞的结构和健身运动很重要的蛋白,在裂头蚴和哺乳类动物中的蛋白结构不一样。

海德堡大学医院门诊传染性疾病管理中心(裂头蚴学系),海德堡大学生物学管理中心(ZMBH)和海德堡基础理论研究室(HITS)的Ross Douglas以及朋友的发觉并不是这样。不但改变了我们对全部体细胞重要成份的了解,并且他们还出示了有利于发觉药物的信息内容。

责任编辑:hnmd003

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