抗疟疾药物是如何生效的？核磁共振技术揭开这一关键谜题
抗疟疾药物是如何生效的？核磁共振技术揭开这一关键谜题
疟疾是世界上最严重的公共卫生问题之一，每年造成约50万人死亡。
疟疾的影响
在许多发展中国家，疟疾是造成死亡和疾病的主要原因，其中幼儿和孕妇是受影响最大的群体。疟疾给个人和政府带来了巨大的社会和经济成本，据估计，直接成本（如疾病、治疗、夭折）每年至少达120亿美元。
联合国17项可持续发展目标之一，就是到2030年结束疟疾等流行病。但是，这一目标正在面临一个关键挑战，即对一线抗疟药产生抗药性的疟疾发病率越来越高。因此，我们需要发现新型抗疟化合物，以帮助在全球范围内对抗这种疾病。核磁共振（NMR）正在帮助科学家开展这一发现。
导致人类一半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，包括通过一系列不同形式的发展。一旦它侵入红细胞（RBC），就会经历48小时的发育周期，最终导致红细胞分解，释放出新的寄生虫，可以直接侵入另一个红细胞。
这一发育过程需要大量的能量资源，因此与高葡萄糖代谢有关，这使得代谢活动成为衡量寄生虫生存能力的良好指标。生命周期中代谢活跃度较高的阶段更容易受到抗疟药物的影响，而代谢活跃度较低的阶段则能更好地抵御抗疟药物。因此，了解抗疟干预措施对寄生虫生命周期不同阶段的影响，对制定有效的治疗方法至关重要。
值得信赖的技术
以前已经表明，感染恶性疟原虫的活红细胞的糖酵解活动可以使用核磁共振（NMR）波谱进行实时监测。研究人员现在已经使用这种技术来研究抗疟化合物对红细胞内疟疾寄生虫不同阶段的影响。核磁共振波谱显示，感染恶性疟原虫的红细胞消耗的葡萄糖是休眠阶段寄生虫的20倍左右。此后，各种不同作用方式的抗疟药物，包括氯喹、阿托伐醌、克拉霉素、DDD107498和青蒿素对糖酵解水平的影响也都得到了研究。
研究发现，休眠阶段的寄生虫比代谢活跃的寄生虫生命周期中更能耐受抗疟药物，正是这种休眠状态可能会导致抗药性疟疾。因此，对新陈代谢活性较低的寄生虫具有活性的新的速效抗疟药物是研究的重点。
布鲁克这项研究中使用的核磁共振（NMR）检测是当前全球抗击疟疾的有力工具，有助于联合国实现其 2030 年目标。布鲁克的ADVANCE 核磁共振波谱仪有助于筛选确定潜在的新候选药物，降低更多抗药性寄生虫的生存能力，最终阻止疾病的蔓延。
参考文献
- WHO World Malaria Report, http://www.who.int/malaria/publications/world-malaria-report-2017/en/ (2017).
- Centers for Disease Control and Prevention (CDC) https://www.cdc.gov/malaria/malaria_worldwide/impact.html.
- Shivapurkar R, et al. Evaluating antimalarial efficacy by tracking glycolysis in Plasmodium falciparum using NMR spectroscopy. Scientific Reports, 2018;8: Article number: 18076. https://www.nature.com/articles/s41598-018-36197-3#Sec8