抗疟疾药物如何发挥作用?核磁共振揭示了这个关键问题
抗疟疾药物如何发挥作用?核磁共振揭示了这个关键问题
疟疾是全球最严重的公共卫生问题之一，每年造成约50万人死亡1．
疟疾的影响
在许多发展中国家，它是造成死亡和疾病的主要原因，儿童和孕妇是受影响最严重的群体。疟疾给个人和政府造成重大的社会和经济成本，直接成本(例如，疾病、治疗、过早死亡)估计每年至少达120亿美元2．
其中的一个联合国17项可持续发展目标是到2030年消灭疟疾等流行病，但这一目标面临的一个关键挑战是疟疾的日益流行，而疟疾对一线抗疟药物具有耐药性。因此，有必要发现新的抗疟化合物，以帮助在全球范围内抗击这种疾病。核磁共振(NMR)正在帮助科学家解开这一发现。
造成人类半数以上疟疾病例的寄生虫是单细胞原生动物恶性疟原虫。大多数寄生虫，包括恶性疟原虫，都有复杂的生命周期，包括一系列不同形式的发展。一旦它入侵一个红细胞(RBC)，它会经历48小时的发育周期，最终导致红细胞分解，释放新的寄生虫，可以直接入侵另一个红细胞。
这一发育过程需要大量的能量，因此与高糖代谢有关，使代谢活性成为寄生虫生存能力的一个很好的指标。生命周期中代谢活性较高的阶段更容易受到抗疟药物的影响，而代谢活性较低的阶段则更容易耐受这些药物。因此，了解抗疟干预措施对疟原虫生命周期不同阶段的影响对于开发有效的治疗方法至关重要。
值得信赖的技术
以前已经证明，感染了恶性疟原虫的活红细胞的糖酵解活性可以使用核磁共振波谱实时监测。研究人员现在利用这种技术来研究抗疟化合物对RBCs3中疟原虫不同阶段的影响。核磁共振谱显示，感染了恶性疟原虫的红细胞消耗的葡萄糖大约是休眠期寄生虫的20倍。研究了氯喹、阿托伐醌、氯菌素、DDD107498和青蒿素等不同作用方式的抗疟药物对糖酵解水平的影响。
这项研究发现，与寄生虫生命周期中代谢更为活跃的阶段相比，休眠期寄生虫对抗疟药的耐药性更强——正是这种休眠期可能导致耐药疟疾。因此，对代谢活性较低的寄生虫具有活性的新型快速抗疟化合物是研究的重点。
我们在这项研究中使用的核磁共振分析是正在进行的全球抗击疟疾的有力工具，有助于联合国实现其2030年的目标。先进核磁共振谱仪有助于筛选识别潜在的新药候选药物，从而降低更多耐药寄生虫的生存能力，最终阻止疾病蔓延。
参考文献
1.世卫组织《世界疟疾报告》，http://www.who.int/malaria/publications/world-malaria-report-2017/en/（2017）.
2.美国疾病控制与预防中心https://www.cdc.gov/malaria/malaria_worldwide/impact.html．
3.Shivapurkar R，等。利用核磁共振光谱跟踪恶性疟原虫的糖酵解，评估抗疟疗效。科学通报，2018;8:文章编号:18076。https://www.nature.com/articles/s41598-018-36197-3#Sec8