“一起向自然”生物多样性科普系列 | 认识疟原虫
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“一起向自然”生物多样性
科普系列
人与自然是生命共同体。我们与自然界的其他生物共同生活在这颗蓝色星球。在人类历史发展的长河中，我们与自然历经了从信赖利用到试图征服、到自觉保护的不同阶段，在生态文明日益发展的当下，对自然的保护更是我们每个人应尽的责任和义务。
您是否曾为路边盛开的鲜花驻足？您是否曾为一个物种的灭绝惋惜？在钢筋水泥的城市中生活，您是否曾怀念在自然环境中那份静谧？
“一起向自然”生物多样性科普系列将通过一个个物种的介绍，带您认识生物界，从单细胞到多细胞、从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生，遵循生物进化的规律，让我们“一起向自然”。
走进原生动物
生物进化是从单细胞到多细胞、从简单到复杂、从低等到高等的过程。遵循生物进化的规律，我们的生物多样性科普系列从最原始、最低等的动物——原生动物开始讲起。
原生动物包括变形虫、草履虫、眼虫、疟原虫等，它们的主要特征是身体由单个细胞或单细胞群体构成，因此也被称为单细胞动物。
新冠疫情在某种程度上改变了世界，但是数千年以来人类一直在和一种更加致命的传染病斗争，那就是疟疾。
公元前3世纪的古罗马文学作品中，就有关于疟疾周期性发作的描述。在我国现存最早的中医著作——《黄帝内经》中，也有疟疾的记载。
在古代，由于生物医学科学水平不高，人们对疟疾束手无策，认为是人类得罪了神灵而受到的惩罚。由于疟疾的传染性和病死率都很高，古印度人将其称作“疾病之王”。疟疾不仅夺走了很多平民的生命，就连马其顿的亚历山大大帝、西哥特人首领阿拉里克和文艺复兴时期的著名诗人但丁等名人也都因患疟疾而死亡。
因无法确定传染源，古人大多认为疟疾是通过空气传播的。中国古代的医生认为，疟疾是人感受瘴气等疟邪而引起的，多发于夏季。
不过，引起人类发生疟疾的“真凶”，其实是一种单细胞的真核动物——疟原虫。
显微镜下的疟原虫
拉丁名：Plasmodium
分类地位：原生动物门 孢子纲 球虫目
疟原虫的分类与结构
疟原虫广泛寄生于脊椎动物体内，约有130多种，其宿主特异性很强，只有间日疟原虫(Plasmodium vivax)、恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)、三日疟原虫(Plasmodium malariae)和卵形疟原虫(Plasmodium ovale)等4种疟原虫可以在人体寄生。
四种疟原虫裂殖体形态
在我国分布的人体疟原虫则主要有间日疟原虫和恶性疟原虫2种。恶性疟原虫是最致命的疟疾寄生虫，在非洲大陆上最流行。间日疟原虫是撒哈拉以南非洲之外大部分国家的主要疟疾寄生虫。
寄生人体的4种疟原虫基本结构相同，都具有细胞膜、细胞质和细胞核，但不同发育阶段的疟原虫形态又有所不同，尤其是其在人红细胞内寄生的过程中。被疟原虫寄生的红细胞逐渐胀大、颜色变淡，并出现鲜红色的薛氏小点。
不同发育阶段的疟原虫
疟原虫的生活史
一般认为，寄生人体的疟原虫需要人和雌性按蚊2个宿主才能完成其世代交替的生活史。在人体内，主要包括红外期(肝细胞内)的裂体增殖和红内期(红细胞内)的裂体增殖及配子体形成过程。在按蚊体内主要包括配子生殖与孢子生殖的过程。
疟原虫的生活史
第一步是蚊子叮咬人释放疟原虫子孢子，随后子孢子入侵肝脏细胞，形成“裂殖体”，这个东西可以裂解肝脏细胞，释放出“裂殖子”。
释放出来的裂殖子可以入侵红细胞或继续入侵肝脏细胞，而在红细胞里面，“裂殖子”有两种途径，一种和肝脏细胞一样进行繁殖形成裂殖体（红细胞的称之为“滋养体”），再裂解释放裂殖子；另一种是形成“配子体”，可以理解为，一部分红细胞里面的疟原虫变成了公的，一部分变成了母的。而这对 “配子体”可以在人血液里存活两个月（60天）。
这段时间就是疟原虫/细胞返回蚊子继续传播的窗口期，蚊子如果吸血吸入了 “配子体”，两个细胞就在蚊子体内形成“配子”——合子，合子会长出“腿”变成“动合子”，然后突破蚊子的胃壁在下边形成“卵囊”，再无性繁殖成“子孢子”，然后“子孢子”会进入蚊子的唾液腺里，准备跟随蚊子吸血进入下一个受害者体内（进入人体的就是子孢子），子孢子可以存活70天。
间日疟原虫裂殖体
疟原虫可通过表膜的渗透或经胞口以吞饮方式摄取营养。在肝细胞内寄生的红细胞外期疟原虫，以肝细胞的胞质为营养。
疟疾的症状与防治
疟疾是一种多发于夏秋季节的虫媒传染病，主要传播途径是蚊虫叮咬皮肤，极少数病例可因输入带疟原虫的血液而发病。患者的症状为间日发冷发热，俗称“打摆子”。
临床上，通常按病原对疟疾进行分类，不同的疟原虫可分别引起间日疟、三日疟、恶性疟及卵圆疟。其中，间日疟、三日疟和卵圆疟发作较为相似，患者感染后，会出现突发的寒战、高热，并伴全身酸痛乏力，一般持续2～4小时，随即体温开始骤降且全身大汗；进入间歇期后，发病时间为48小时或72小时。
小贴士
疟疾的主要症状是：
发冷、发热、出汗
预防疟疾最好的办法是：
防止蚊子叮咬
2015年10月5日, 瑞典卡罗琳医学院宣布将2015年的诺贝尔生理学或医学奖授予中国药学家屠呦呦与另外两位海外科学家, 以表彰他们在疟疾等寄生虫病治疗研究方面的贡献, 屠呦呦也成为首位获得此奖项的中国科学家。
在青蒿素发现之前，奎宁和氯喹是最主要使用的抗疟药。然而，奎宁和氯喹这类药物对疟疾治疗的成功没有延续太久。20世纪60年代，许多地区开始出现了具有抗药性的疟原虫，尤其是在东南亚和非洲地区，甚至已到了无有效药物可用的地步。自此，研发新型抗疟药变得至关重要。到了1972年，屠呦呦及其课题组在筛选了2000余种中草药方后发现, 来自菊科植物青蒿提取物对鼠疟原虫有一定的抑制效果, 但推测是由于提取方法不当导致有效成分浓度过低。后来受到我国东晋时代医药学家葛洪的启发, 改用了低温乙醚提取方法后成功提取了治疗疟疾的有效活性成分青蒿素，这种提取物对疟原虫的抑制率达到了100%。
我国的疟疾防治策略是执行“因地制宜、分类指导、突出重点”的方针，采取相对应的综合性防治措施，坚持长期作战，反复斗争。在以中华按蚊为唯一媒介的广大地区，采取以防治传染源和防蚊为重点，结合减少村内外蚊虫孳生地的综合措施。在微小按蚊、嗜人按蚊为主要媒介的地区，采取灭蚊和防治传染源并重的措施。在大劣按蚊为主要媒介的地区，采取以改变生态环境、防制传播媒介为主、结合传染源防治的综合措施。在发病率已降至万分之一以下的基本消灭疟疾的地区，采取以疟疾监测为主的措施。
疟原虫治疗癌症？
2019年，中科院官方微博消息称，科学家或许发现了通过疟原虫杀死癌细胞的方法。中国科学院SELF格致论道讲坛所发布的视频内容中，中科院广州生物院研究员陈小平称，团队研究发现肿瘤死亡率与疟疾发病率呈现负相关关系，疟原虫对治疗癌症有帮助，10名病人中，有5人治疗效果明显，其中2人可能被治愈。
疟原虫模式图
之后，钟南山院士回应称，该疗法仍在实验中，尚未达到被批准条件性用药的阶段。他称，目前该项研究仍有很多未知数，尚没有充分的证据和足够数量的案例证实该方法有效，个别案例不足以说明问题。
我们也期待在未来，科研工作者可以试验出利用疟原虫治疗癌症的安全有效的方法。
参考文献
[1]杨珂, 初明, 王月丹. 疟疾与疟原虫[J]. 生物学通报, 2016, 51(3):3.
[2]光明网《忽冷忽热“打摆子” 科学认识“疟疾”的真面目》
[3]中新网 《钟南山回应“疟原虫治疗癌症”：下结论太早》
[4]张剑方. 迟到的报告:五二三项目与青蒿素研发纪实. 迟到的报告：五二三项目与青蒿素研发纪实, 2015[5]知乎 《疟原虫，治疗癌症的新利器？》
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策划丨赵安琪
图片丨来源于网络
编辑丨陈艺璇
审核丨赵安琪 张静
北京林学会
(Beijing Forestry Society, BFS）
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