第三节 疟原虫

第三节 疟原虫

一、引言

疟原虫（plasmodium）是一类单细胞、寄生性的原生动物，也是导致人类疟疾（malaria）的病原体。疟原虫属于血孢子亚目（Suborder Haemosporea）、疟原虫科（Family Plasmodiidae），疟原虫属（Plasmodium）。疟原虫种类繁多，有严格的宿主特异性。在自然界，大多数寄生于两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类等动物的疟原虫虫种一般不寄生于人体。寄生于人类的疟原虫主要有4种，即恶性疟原虫（Plasmodium falciparum Welch，1898）、间日疟原虫（Plasmodium vivax Grassi and Filetti，1889）、三日疟原虫（Plasmodium malariae Laveran，1881）和卵形疟原虫（Plasmodium ovale Stephens，1922）。近期有报道寄生于灵长类的疟原虫诺氏疟原虫（P. knowlesi Sinton et Mulligen，1932）为第5种人体疟原虫。在导致人类罹患疟疾的5种疟原虫中，恶性疟原虫是最致命的。而寄生于灵长类的疟原虫与人体疟原虫在亲缘关系上相近，如食蟹猴疟原虫（P.cynomolgi Mayer，1907）、诺氏疟原虫（P.knowlesi）、豚尾猴疟原虫（P.inui Halberstaedter et von Prowazek，1907）等偶可感染人体，但是症状轻微。这5种疟原虫生活史包括在蚊体内的有性繁殖和人体内的无性增殖，携带疟原虫的按蚊通过叮人吸血而传播。而其他疟原虫会感染多种动物，包括其他灵长目动物、啮齿目动物、鸟类及爬虫类等。

疟疾是严重危害人民健康和生命安全的重大传染病之一，WHO把疟疾与艾滋病、结核一起列为全球三大公共卫生问题。据WHO估计，截至2010年底疟疾分布在世界上106个国家和地区，81％的病例发生在非洲，91％的死亡病例发生在非洲。2013年，有1.98亿例疟疾病例和估计58.4万例疟疾死亡病例。自2000年以来，预防和控制措施的加强已经使全球的疟疾病死率降低了47％以上，WHO非洲区域已降低58％。几乎所有的疟疾死亡病例发生在非洲，每分钟约有1名非洲儿童死于疟疾。疟疾也是我国重要传染病之一，对人体健康造成了严重威胁。

二、历史沿革

古今中外都认为疟疾与恶浊的气体有关，我国称为“瘴气”，俗称“打摆子”。公元前1200多年前的殷墟甲骨中，就有“疟”的象形文字的记载；古医典《内经、素问》有疟论之专篇记述。汉建安年间张仲景也有专篇论述疟疾之问题。我国最古的一部药书——《神农本草》及举世闻名的《本草纲目》（明朝李时珍）均列举治疟的良方。除医学书籍外，其他书籍也时有疟疾的记载。例如，《周礼》《礼记》《易说》《广雅》《左传》《吕氏春秋》等书都不断提到疟疾。有史称滇、黔为“蛮烟瘴雨”，所谓瘴气弥漫之地。在意大利疟疾称之为mala（污浊的）aria（空气）。1880年，由法国学者Laveran在恶性疟患者血液中发现引起疟疾的病原体——疟原虫，1897年，英国军医Ross发现了疟疾的传播媒介，即疟原虫在按蚊体内的生活周期及通过叮咬进行传播；由此他们获得了诺贝尔生理学或医学奖。此后，意大利科学家Raffaele（1934）证实鸟疟原虫存在红细胞外期的发育过程；1948年，英国学者Shortt和Garnham在猴及人体内证实在肝脏内发育繁殖的疟原虫，从而解释了疟疾潜伏期的存在。1977年，Lysenko等发现间日疟原虫子孢子进入肝细胞后发育速度不同，提出子孢子休眠学说；Krofoski等（1980， 1982，1986）多方面研究证实在受累猴疟原虫和间日疟原虫的灵长类动物肝细胞内存在休眠子。在近一个世纪时间内，人类对疟原虫的生活周期完全认识。

WHO将疟疾列为“热带病特别规划”（TDR）中重点防治的10类热带病之首。近年来，随着分子生物学、生物信息学等现代理论和技术的不断应用，有关疟原虫入侵、基因组与基因表达、与宿主细胞的相互作用、免疫应答以及抗药性等方面有了更深的认识，如恶性疟原虫及其传播媒介——冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）的基因组于2002年同时完成测序，通过应用疟原虫基因转染技术改变基因后观察表型变化在活体研究基因的功能，使疟原虫研究工作进入后基因组时代。此外，对var基因家族与抗药性的关系、子孢子和裂殖子入侵细胞的受体及分子机制及疟疾疫苗研究均为寻找疟疾控制新途径奠定了坚实的基础。

三、形态

疟原虫的形态主要以寄生于红细胞内期原虫为代表，虫体的构造有核、胞质、空泡和细胞器等。经瑞氏或姬氏染色的血涂片在光学显微镜下可见疟原虫的细胞核染成紫红色，细胞质呈蓝色，常因厚薄不同而显深浅不一。环状体以后各期尚有消化分解血红蛋白后的终产物——疟色素（malarial pigment）。疟色素为红细胞内期疟原虫所特有，散布或集中于细胞质内，呈棕黄色、棕褐色或黑褐色。细胞质中含一个或数个空白处，即空泡。疟原虫的形状及大小依据原虫的发育程度而异。4种人体疟原虫的基本构造相同，又有各自的特征（图10－9）。被疟原虫寄生的红细胞在形态上可发生变化，如间日疟原虫和卵形疟原虫寄生的红细胞可以变大，变形，颜色变浅，常有明显的红色薛氏点（Schüffner's dot）；恶性疟原虫寄生的红细胞有粗大的紫褐色茂氏点（Maurer's dot）；三日疟原虫寄生的红细胞可有西门氏点（Ziemann's dot）。

1.滋养体（trophozoite） 滋养体为疟原虫的生长发育期，有小滋养体和大滋养体之分。裂殖子侵入红细胞后，随虫体增大时细胞质并不明显增多，虫体中间为一大的空泡，细胞质呈环状，细胞核位于虫体的一侧，形似镶有红宝石的戒指，此时即为小（早期）滋养体，又称环形体（ring form）。随着虫体的生长发育，虫体明显增大，胞质伸出伪足，同时胞质中出现少量疟色素。随着间日疟原虫继续发育，胞质增多，虫体变大，形状不规则，可伸出伪足，伪足活动增加而形态出现多种变化。胞质中有1至数个空泡，并出现黄褐色细小杆状疟色素颗粒；胞核增大，呈不规则的团块状，但尚未分裂，此时为大滋养体（large trophozoite），或称晚期滋养体。染色后光镜下可见被寄生的红细胞也明显胀大，颜色变浅，并可出现被染成淡红色的薛氏小点。

电镜下观察该小点乃是在红细胞表面由一个凹窝及围绕凹窝的蜂窝状小泡组成的复合结构。恶性疟原虫环状体在外周血液中发育后，逐渐进入各种器官组织的毛细血管、血窦或其他血流缓慢处，因被虫体寄生的红细胞膜表面发生明显的棘突，可与血管内皮细胞或正常红细胞发生黏附，并继续发育为大滋养体和裂殖体，故在外周血液中常检测不到恶性疟原虫的大滋养体和裂殖体。4种疟原虫滋养体和被寄生的红细胞变化有所不同（表10－3）。

2.裂殖体（schizont） 裂殖体由原虫晚期滋养体继续发育而成。随着虫体胞质增多，疟色素颗粒亦增多，核开始分裂，称未成熟裂殖体（immature schizont）；当核分裂至一定数目，胞质亦随之分裂，每一个核被一团细胞质包裹，称裂殖子（merozoite），至此裂殖体发育成熟称为成熟裂殖体（mature schizont）。被寄生的红细胞内由成熟裂殖体所充满。如间日疟原虫的成熟裂殖体含有12～24个裂殖子，常为16个，排列不规则，疟色素集中成堆。4种疟原虫成熟裂殖体所含裂殖子数目及排列形式不同。

3.配子体（gametocyte） 部分裂殖子侵入红细胞后可以发育为雌配子体（female gametocyte）和雄配子体（male gametocyte），配子体的细胞质增多，虫体变大。如间日疟原虫配子体呈圆形或卵圆形，雌配子体较雄配子体大，又称大配子体，虫体占满胀大的红细胞。染色后虫体胞质为深蓝色，胞质内有均匀散在的疟色素，红色的核较小而染色质致密常位于虫体的一侧；雄配子体又称小配子体，细胞质呈浅蓝色，疟色素均匀分布，核较大，染色质疏松，常位于虫体的中央。不同种疟原虫配子体的形状、核的位置、疟色素颗粒的大小及分布情况各有其特征。

配子体在人体外周血液中出现的时间也有所不同，间日疟原虫一般在经历2次红内期裂体增殖后，在外周血液中可查到配子体；而恶性疟原虫要在虫体4～6次红内期裂体增殖后，才能查到配子体。从红细胞膜的超微结构变化可见，被疟原虫感染的红细胞膜上出现结节、配子体凹陷——小泡复合体（caveola－vesicle complex）或胞质裂隙（cytoplasmic clefts），可能为光镜下所见的间日疟原虫的薛氏点或恶性疟原虫的茂氏点。

4.超微结构

（1）裂殖子：疟原虫裂殖子通常呈圆形或梨形。大小随虫种略有不同，平均长1.5μm，平均直径1μm。虫体前端突出，形似截圆锥体称为顶突（apical prominence），虫体外被表膜复合膜，体内一个胞核及一些细胞器（图10－10）。

1）表膜复合物（pellicular complex）：由表膜（外膜）、内膜和微管（microtube）组成。表膜（pellicle）由一质膜和两层紧贴的内膜组成。质膜厚约7.5nm，内膜厚约15nm，并有膜孔。内膜较厚呈网状结构，虫体除顶突和细胞口外，均为内膜所覆盖。内膜的内面紧贴着一层微管，系发自顶突基部的极环，放射状向虫体后方延伸，有些微管止于虫体中部，有些则达虫体后端。内膜和微管的功能，可能是支持虫体，维持虫体形状；微管可能与虫体运动有关。内膜和表膜下微管可能起细胞骨架作用。游离的裂殖子外膜有表被（surface coat）覆盖，此表被是电子致密、坚实的纤丝，该蛋白质可能与疟原虫对宿主免疫反应的应答有关。

2）细胞器：包括有顶突及极环（polar rings）、顶凹（apical pit）、棒状体（rhoptry）、微线体（microneme）、线粒体（mitochondrion）、微球体（microspheres）、球形体（spherical body）、核蛋白体（ribosome）、内质网（endoplasmic reticulum）、高尔基体（Golgi body）和多膜体（multilamellate body）及胞口（cytostome）等。极环为外膜皱折增厚而成，有2～3环，可能维持顶突的形状有关。顶凹由顶突的顶端中央内褶形成，在裂殖子入侵时起吸附红细胞的作用。棒状体一对，其前端尖细，似有小孔与顶凹相通，微线体有小管通向前端，当裂殖子侵入红细胞后两者消失，因此认为它们在裂殖子入侵红细胞中起重要作用。在有些疟原虫如恶性疟原虫的棒状体和微线体中发现大量富含组氨酸的蛋白质。这种物质能使红细胞凝集并增加红细胞渗透性，使红细胞膜内陷，有利于裂殖子进入红细胞。微球体在裂殖子入侵的后期，对纳虫空泡（parasitophorous vacuole）起扩展作用。球形体与线粒体的关系密切，可能是能量储藏器。细胞口在裂殖子并无作用，但在滋养体期可作为虫体的摄食器官。

3）胞核：核大而圆，位于虫体后半部，沿核膜可见核孔，未见有核仁。

（2）红细胞膜的变化：在被疟原虫感染的红细胞膜上出现结节（knob）、疣突（knob protrusion）或凹窝（图10－11）。

三、生活史

寄生人体的5种疟原虫生活史基本相同，需要人和雌性按蚊两个宿主。在人体内发育阶段首先寄生于肝细胞内，进行裂体增殖（schizogony）。继而寄生于红细胞内，除进行裂体增殖外，尚可形成配子体，为有性生殖的初期发育期。在蚊体内，完成配子增殖（gametogony）和孢子增殖（sporogony）。以下以间日疟原虫为例阐明人体疟原虫的生活史（图10－12）。

1.在人体内的发育 疟原虫在人体内先后在肝细胞和红细胞内发育。在肝细胞内为裂体增殖，称红细胞外期；在红细胞内发育包括红细胞内裂体增殖期和配子体形成，有性生殖的开始。

（1）红细胞外期（exo－erythrocytic stage，简称红外期）：当带有成熟子孢子（sporozoite）的雌性按蚊刺吸人血时，子孢子随唾液侵入人体，在30min内，虫体随血流侵入肝细胞。子孢子入侵肝细胞机制与子孢子表面的环子孢子蛋白（circumsporozoite protein，CSP）有关，后者能与肝细胞表面的疟原虫受体相结合，通过受体－配体间相互作用后，子孢子释放棒状体内储存的分泌物，直接作用于接触的肝细胞膜，主动侵入肝细胞。疟原虫在肝细胞内摄取营养进行发育并裂体增殖，形成红外期裂殖体（exo－erythrocytic schizont）。成熟的红外期裂殖体内含数以万计的裂殖子。当裂殖体发育成熟后，被寄生的肝细胞胀破，裂殖子释出，进入血窦，一部分裂殖子被巨噬细胞等吞噬，剩余部分的裂殖子经血流侵入红细胞，开始红细胞内期的发育。红外期的原虫只有一代，并不反复循环。间日疟原虫完成红外期的时间约8天，恶性疟原虫约6天，三日疟原虫为11～12天，卵形疟原虫为9天。由于子孢子入侵肝细胞后无任何抗原物质残留。因此，在红外期发育期间无免疫应答的产生，宿主也不表现有临床症状。

研究发现入侵肝细胞内的间日疟原虫和卵形疟原虫的子孢子存在遗传学上不同的两种类型，即速发型子孢子（tachysporozoite，TS）和迟发型子孢子（bradysporozoite，BS）。速发型子孢子进入肝细胞内首先发育完成红外期裂体增殖；而迟发型子孢子在肝细胞内经数月至年余的休眠期后，才发育为成熟裂殖体，裂殖子释出进入红细胞，引起疟疾的再次发作。经休眠期的子孢子被称之为休眠子（hypnozoite）。恶性疟原虫和三日疟原虫无休眠子。

（2）红细胞内期（erythrocytic stage）：红细胞内期简称红内期，指从肝细胞释放出来的裂殖子，进入血流后很快侵入红细胞。4种疟原虫对寄生的红细胞有一定的选择性，如间日疟原虫和卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞，三日疟原虫选择寄生于衰老的红细胞，恶性疟原虫却可寄生于各种红细胞。

裂殖子侵入红细胞的过程包括：①裂殖子通过特异部位识别并附着于红细胞膜表面受体；②红细胞膜在环绕裂殖子处凹入形成纳虫泡；③裂殖子入侵完成后纳虫泡密封（图10－13）。整个过程10～15min。

在入侵过程中裂殖子的细胞表膜脱落于红细胞中。侵入的裂殖子先形成环状体，经大滋养体、未成熟裂殖体，最后形成含有一定数量裂殖子的成熟裂殖体。红细胞破裂后，裂殖子释放（图10－14），一部分裂殖子被单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞消灭，其余部分裂殖子再侵入其他正常红细胞，重复其红内期的裂体增殖过程。完成一代红内期裂体增殖所需时间：间日疟原虫约需48h，恶性疟原虫需36～48h，三日疟原虫约需72h，卵形疟原虫约需48h。恶性疟原虫的早期滋养体在外周血液中经十几小时的发育，逐渐隐匿于微血管、血窦或其他血流缓慢处，继续发育成大滋养体及裂殖体，在一般情况下，这两个阶段的虫体在外周血液中不易见到。

（3）配子体（gametocyte）形成：疟原虫经几代红内期裂体增殖后，部分裂殖子侵入红细胞后不再进行裂体增殖而发育成雌、雄配子体。恶性疟原虫的配子体主要在肝、脾、骨髓等器官的血窦或微血管里发育，成熟后始出现于外周血液中，在无性体出现后7～10天才见于外周血液中。配子体的进一步发育需在蚊胃中进行，否则在人体内经30～60天即衰老变性而被消灭。

2.在按蚊体内的发育 疟原虫在蚊体内的发育主要包括有性的配子生殖和无性的孢子增殖的两个阶段。

（1）配子生殖：当雌性按蚊刺吸患者或带虫者血液时，在红细胞内发育的各期原虫均随血液入蚊胃。在蚊胃内，仅有雌、雄配子体继续发育成雌、雄配子，其余各期原虫均被消化。雄配子（male gamete）和雌配子（female gamete）受精后形成合子（zygote）。合子变细长，能动，成为动合子（ookinete）。动合子穿过胃壁，在胃弹性纤维膜下形成球形样卵囊（oocyst），随着卵囊成长变大逐渐向蚊胃壁外突出（图10－15）。

（2）孢子生殖：在卵囊形成2～3天后，囊内的核和胞质反复分裂进行孢子增殖，产生成千上万个子孢子。子孢子以出芽的方式从成孢子细胞表面长出，脱离成孢子细胞体，游离于卵囊内（见图10－15）。成熟卵囊内可含有1 000～10 000个子孢子。子孢子随卵囊破裂释放或由囊壁上的微孔逸出，随血淋巴集中于按蚊的唾腺，当受染蚊再次叮刺吸血时，子孢子即随唾液进入人体，并开始在人体内的发育。在适宜的条件下，疟原虫在按蚊体内发育成熟所需时间：间日疟原虫为9～10天，恶性疟原虫为10～12天，三日疟原虫为25～28天，卵形疟原虫约为16天（表10－4）。

四、营养代谢

研究疟原虫的营养代谢对于抗疟疾药物开发和化学治疗有十分重要的意义。疟原虫可通过表膜的渗透、胞饮或吞噬方式摄取宿主细胞内的营养。

1.葡萄糖代谢 葡萄糖是红内期疟原虫主要的能量来源，摄入的葡萄糖通过酵解产生ATP提供疟原虫的能量，葡萄糖酵解途径主要见于疟原虫的滋养体时期。其他代谢途径包括二氧化碳固定和戊糖磷酸途径。6－磷酸葡糖脱氢酶（G6PD）是戊糖磷酸途径所需要的酶。当G6PD缺乏时，可影响疟原虫分解葡萄糖，导致疟原虫发育障碍。

2.蛋白质代谢 疟原虫获得的游离氨基酸主要是来自宿主红细胞内的血红蛋白水解产物。血红蛋白经虫体胞口被摄入，而后经食物泡内的酸性肽链内切酶和氨基肽酶的协同作用消化分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白在酶的作用下再分解为几种氨基酸以供虫体合成自身的蛋白质。血红素最后形成疟色素，疟色素不易被溶解和吸收而留在食物泡的壁上。在红细胞内裂体增殖过程中，疟色素逐渐融合成团，随着裂体增殖完成后被排入血流。由于肝细胞内不产生血红蛋白，故肝细胞内寄生的疟原虫不产生疟色素。

3.核酸代谢 疟原虫合成嘌呤的途径存在缺陷，仅依靠一个补救合成途径或利用现成的嘌呤碱基和核苷。参与嘌呤补救合成途径具有一系列关键酶，最终形成四氢叶酸，后者是疟原虫的多种生物合成途径中是很重要的辅助因子。

4.脂类代谢 疟原虫无脂类储存，也不能合成脂肪酸与胆固醇，完全依赖于宿主提供，如从宿主血浆中获得游离脂肪酸，血浆中的胆固醇对维持疟原虫及受染细胞的膜的完整性都具有重要作用。红细胞内疟原虫所需的脂类可由摄入的葡萄糖代谢的产物组成，其中主要为磷脂。被寄生的红细胞，磷脂含量大大增高，因为晚期疟原虫比早期疟原虫含磷脂多，磷脂增多与疟原虫膜的合成有关。

五、细胞与分子致病

疟原虫在哺乳动物体内寄生需要完成在肝细胞和红细胞内的两个发育阶段。被蚊注入人或动物体内的子孢子首先需要完成肝细胞内的发育过程后才能进入血细胞的寄生阶段。在子孢子入侵肝细胞的分子机制上发现血凝素相关黏附蛋白（TRAP）、环子孢子蛋白（CSP）为重要的分子；裂殖子入侵红细胞与其受体、配体蛋白和黏附分子相关。疟原虫裂殖体侵入红细胞需要多种蛋白的参与，包括裂殖体表面蛋白（MSP）、红细胞结合样蛋白（EBL）及微体、致密体和棒状体释放的多种蛋白等。这些蛋白在裂殖体侵入红细胞的接触、方向再调整和侵入3个阶段中发挥了重要作用。MSP是疟原虫最重要的侵入相关蛋白之一，目前已报道的恶性疟原虫MSP基因家族有至少10个成员，这些成员以不同的方式结合在裂殖体的表面，推测它们在裂殖体侵入红细胞的过程中发挥着不同的作用。其中对MSP－1的研究较为深入，是一个由约5 200个碱基编码的蛋白，也是裂殖子的侵入和发育繁殖过程中的必要成分。在侵入的早期阶段，MSP－1被裂殖子的丝氨酸蛋白酶分解为4个紧密相连的肽段，其中分子量为42 000的肽段可与红细胞表面的band3结合；而在侵入的后期，这个42 000的肽段再次被酶解。MSP－1的二次酶解被认为和裂殖体黏附红细胞膜及脱离红细胞膜进入红细胞内部相关。

在恶性疟原虫裂殖体侵入红细胞过程中还需要EBL基因家族参与，其家族成员包括EBL－140、EBL－170和EBL－181，3种蛋白均与裂殖体黏附红细胞相关，但其各自的受体并不相同。Pf Rh是恶性疟原虫裂殖体表达的重要蛋白，在裂殖体接触红细胞被释放到虫体和红细胞之间，主要起着识别红细胞受体的作用（包括血型糖蛋白和补体受体等），这有助于疟原虫附着在红细胞表面并找到突破口进入细胞。

裂殖子与红细胞结合后还能诱导虫体内部的变化，促进裂殖体的微粒体、致密体和棒状体在侵入过程中也会释放多种蛋白质。包括红细胞结合抗原175（EBA－175）和顶端膜蛋白质－1（AMA－1），两者在作用过程中均会发生酶解，而剩余的部分则分布在裂殖子的表面，这一现象是这一类原虫侵入宿主细胞阶段的重要反应。恶性疟原虫裂殖子在顶端与红细胞膜接触后，便从顶复合体内释放出多个与红细胞相关的蛋白，包括RhopH1、RhopH2和RhopH3等。由于这些蛋白质分子互相结合呈复合体，在虫体的侵入红细胞后，在纳虫泡内的RhopH类蛋白质可能参与纳虫泡的现场及虫体在红细胞内运输通道的形成。因此，疟原虫侵入红细胞过程是一个多因素的相互作用的过程，需要进一步阐明相关的因子而阻断疟原虫侵入红细胞而控制疾病的发生。

六、临床学

疟原虫的致病阶段主要与红内期原虫增殖有关，其致病力强弱与侵入的虫体数量及人体免疫状况有关，也与虫种、株的差异有关联。疟原虫在红细胞内裂体增殖可引起周期性寒热发作，称疟疾发作。经若干次发作后，可出现贫血及脾大；有时严重者还可引起凶险型疟疾。从疟疾全过程看，子孢子侵入人体后到临床发作前，都要经过一段潜伏期，继之为疟疾发作期。若未彻底治疗可出现再燃，间日疟可出现疟疾复发。红细胞外期的疟原虫对肝细胞虽有损害，但常无明显临床症状。

1.潜伏期（incubation period） 疟原虫子孢子侵入人体到疟疾初次发作前这段时间称为潜伏期。它包括子孢子侵入肝细胞，红外期发育成熟所需时间和几代红内期裂体增殖达到一定数量所需时间的总和。潜伏期的长短取决于疟原虫的种、株、感染数量和方式、机体的免疫力及患者是否服过抗疟药等因素。长潜伏期为6～12个月，甚至可达2年。在我国疟疾流行区，有间日疟长潜伏期和短潜伏期两种类型。南方地区表现短潜伏期者居多，而北方地区表现长潜伏期者有增多现象，这与间日疟原虫不同地理株间的差异相关，也与间日疟原虫子孢子具有遗传学上两种不同类型有关。速发型子孢子和迟发型子孢子的发育时间不同，在短潜伏期中：间日疟的潜伏期为11～25天，恶性疟为7～27天；三日疟为18～40天；卵形疟为11～16天。但入侵人体疟原虫数量多，或经输血输入大量无性体诱发的疟疾，或机体免疫力降低时，潜伏期一般较短；免疫力强或服抗疟药者潜伏期可能延长。

2.疟疾发作（malarial paroxysm） 当血中疟原虫不断增殖，红内期虫体密度，即原虫血症（parasitaemia）达到发热阈值时，才开始发作。导致疟疾发作的每微升血液中最低疟原虫数称为发热阈值（fever threshold），间日疟发热阈值为10～500个/mm3；恶性疟为500～1 300个/mm3；三日疟为140/mm3。发热阈值常因疟原虫种、株和宿主免疫状态不同而有差异。一次典型疟疾发作表现为寒战、高热、出汗退热3个连续阶段。发作的原因主要是红细胞内期疟原虫成熟裂殖体胀破红细胞，裂殖子、疟原虫的代谢产物、残余和变性的血红蛋白及红细胞碎片等一并进入血流，其中一部分可被多形核白细胞及单核细胞吞噬，刺激这些细胞产生TNF－α、IL－1及内源性热原质，与疟原虫代谢产物共同作用于下丘脑的体温调节中枢，引起体温调节紊乱而引起典型发作。疟疾发作初期，患者表现为畏寒、寒战、口唇发绀、面色苍白；此时体温逐渐升高，可达40℃左右。同时表现为外周血管扩张，颜面潮红，皮肤灼热。经数小时，血中致病性物质已被吞噬或降解，内源性热原质不再产生，体温调节中枢逐渐恢复正常，机体大量散热、出汗、退热。典型疟疾发作时，患者首先表现全身畏寒战栗、皮肤干冷、脸色苍白、头痛、全身酸痛。经1～2h后，体温逐渐上升，高达39～40℃或更高，皮肤灼热，脸面绯红，可伴有剧烈头痛、全身酸痛。儿童或病重的成人患者有时可发生惊厥、谵妄或昏迷。经4～6h甚至10h后，患者开始出汗，常表现大汗淋漓，继之体温急剧下降，随后感觉乏力。整个发作时间约10h，疟疾发作时间与红内期裂体增殖周期的时间相一致，使疟疾发作呈现一定的周期性。间日疟和卵形疟是隔日（48h）发作1次，三日疟隔2天（72h）发作1次，恶性疟每1～2天（36～48h）发作1次。疟疾发作不是连续不断的，发作次数多少主要取决于是否经适当治疗及人体的免疫状态。由于感染初期疟原虫在肝细胞内发育并不同步，裂殖子以不同时间不同数量侵入红细胞，间日疟早期也可每日发作，三日疟每日或隔日发作。但经过几次发作后，侵入红细胞数量多的虫体逐渐占优势，从而出现有规律的周期性发作。如有两种以上疟原虫感染，或儿童和进入疟区的初发者，发作也多不典型。也可以随着机体对疟原虫产生的免疫力逐渐增强，虫体的增殖受到限制或大部分原虫被消灭，发作也可自行停止。

3.再燃（recrudescence）与复发（relapse） 当疟疾患者经多次发作后，由于机体产生免疫力或药物治疗不彻底，大部分红内期虫体被消灭，不再出现临床的发作症状。经过一段时间后，因残存于红细胞内少量虫体的抗原变异，逃避了宿主的免疫杀伤作用，又重新开始繁殖。经数周或数月后在无再感染情况下，虫体数量达到发热阈值时，又出现疟疾发作称为再燃。

疟疾初发后红内期疟原虫经药物彻底治疗或机体免疫力作用而被彻底清除后，疟疾临床发作停止。未再经蚊媒传播感染，由于肝细胞内红外期休眠子在某些因素的作用下复苏，开始裂体增殖，裂殖体发育成熟破裂，虫体进入红细胞。经过数个周期的红内期裂体增殖后，达到发热阈值再次引起疟疾发作，称为复发。间日疟在1～2年内可引起复发。再燃和复发均与原虫的种、株以及遗传特性有关。恶性疟原虫和三日疟原虫只有再燃，无复发；间日疟原虫和卵形疟原虫既有再燃又有复发。一般而言，近期如几周时间内的再次发作以再燃多见，而间日疟和卵形疟间隔数月或数年的再次发作多为复发。

4.贫血（anemia） 疟疾患者可以出现贫血现象，疟疾发作次数越多，病程越长，贫血越严重。红细胞内期疟原虫直接破坏红细胞，是疟疾患者发生贫血的原因之一。但疟疾患者的贫血程度往往超过原虫血症所造成的后果，其原因如下。

（1）脾功能亢进：疟原虫感染可造成脾脏巨噬细胞数量增多，吞噬能力增强，其吞噬能力可达正常的200倍。巨噬细胞不仅吞噬有疟原虫寄生的红细胞，还大量吞噬正常的红细胞。这种吞噬作用使血红蛋白中的铁不能重复利用而加重贫血程度。

（2）骨髓抑制、红细胞生成障碍：疟原虫代谢产物可以抑制骨髓造血功能及造血干细胞向红细胞转化，特别是在疟原虫抗原刺激下，引发宿主的细胞免疫所致TNF－α的高量表达，对骨髓造血功能的抑制更为明显。

（3）免疫性溶血：通常发生于疟疾感染的急性期。当宿主产生特异性抗体后，抗原抗体复合物附着于正常红细胞上，并与补体相结合，引起红细胞溶解或被巨噬细胞吞噬。此外，由于疟原虫寄生红细胞，使隐蔽的红细胞抗原暴露，刺激机体产生自身抗体（IgM），导致红细胞溶解。

5.脾大（splenomegaly） 导致脾大主要原因是脾充血与单核巨噬细胞增生。初发患者多在发作3～4天后由于脾充血，开始肿大；脾质地柔软，可增大2～6倍，脾缘可达脐以下；这类脾大是可逆的。如服用抗疟药，巨脾可逐渐缩小，直到恢复正常。感染晚期或在反复发作时，患者脾内则有明显的淋巴样巨噬细胞增生。同时，由于这些细胞吞噬了大量感染的红细胞和疟色素，脾脏切面颜色较深，包膜增厚，纤维组织增生，质地坚硬。此时即使疟疾治愈，脾脏也不能缩小到正常体积。

在非洲或亚洲某些热带疟疾流行区，出现“热带巨脾综合征”，可能是由疟疾的免疫反应所引起。患者多伴有肝大、门静脉高压、脾功能亢进、巨脾症、贫血等症状；血中IgM水平增高。

6.重症疟疾或凶险型疟疾（pernicious malaria） 重症疟疾是指血液中查见疟原虫，又排除了其他疾病的可能性而出现严重疟疾临床症状者，绝大多数由恶性疟原虫所致，尤其是对恶性疟原虫缺乏免疫力的人群，间日疟原虫偶见。此型疟疾多发生于流行区儿童、无免疫力的旅游者和流动人口。重症疟疾的特点是发病急骤，病情险恶，病死率高。常表现为昏迷、高热（≥40℃）、抽搐、严重贫血、肾衰竭等症状，如不及时诊治，死亡率极高。临床上有脑型疟（cerebral malaria，CM），超高热型疟（ultrahyperpyrexia malaria）、厥冷型疟（algid malaria）及胃肠型疟等，其中以脑型疟最多见。脑型疟大多数发生于恶性疟患者，临床上中枢神经系统症状明显。脑型疟典型临床表现为剧烈头痛、高热、谵妄、昏睡或昏迷、惊厥、痉挛；随着病情发展可出现脑水肿、多器官衰竭等并发症，病死率甚高。脑型疟可在病程中转为超高热型而死亡。超高热型起病急，体温常迅速升高至41℃以上，并持续不退。临床表现为皮肤灼热、气促、烦躁、谵妄，常发展为深昏迷在数小时内死亡。胃肠型除有畏寒、发热外，还常有明显呕吐、腹痛、腹泻和里急后重，多数预后较好。如出现严重呕吐、腹泻、脱水，可因休克和肾衰竭而死亡。脑型疟主要并发症包括：低血糖、酸中毒、重度贫血、肾衰竭、黑热尿、肺水肿、休克和凝血功能异常。

在不同疟疾流行区，凶险型疟疾的高发人群和临床表现呈现较大差异。在稳定的高度疟疾流行区，出生几个月的婴儿和5岁以下的幼童是凶险型疟疾的高发人群，主要的临床表现为恶性贫血。在中度疟疾流行区，脑型疟疾和代谢性酸中毒是儿童常见的凶险型疟疾。在低度疟疾流行区，急性肾衰竭、黄疸和肺水肿是成年人常见的临床表现；贫血、低血糖症和惊厥在儿童中比较多见。脑型疟疾和代谢性酸中毒在所有的年龄组都可有。

在凶险型疟疾的发生中，多种虫体蛋白表达于红细胞表面参与红细胞粘连的过程，包括红细胞表膜蛋白（EMP）、富含组氨酸蛋白（KAHRP）、隐遁素等。其中，由var基因编码的PfEMP1最为重要。var基因家族是由60个成员组成，但在疟原虫红内期其表达严谨，每个世代只有1种基因被表达。体外培养时，每传代1次就有约2％的虫体PfEMP1有了改变，导致恶性疟原虫不同分离株或者时期虫体的细胞粘连特性可有明显不同。由于与红细胞膜与血管内皮细胞特异性粘连的结果，导致重要脏器组织缺氧、局部细胞变性、坏死及全身性的功能紊乱。(https://www.daowen.com)

疟原虫可产生某种可溶性细胞毒物质，释入血流，使宿主细胞内线粒体的呼吸作用和磷酸化作用发生障碍，内脏交感神经高度兴奋，造成新陈代谢和内分泌紊乱，导致肝、肾、肾上腺及肠壁等内脏小血管收缩和脑部小血管的通透性增加，蛋白质及水分大量渗出，组织发生水肿，而血管内血液浓缩、血流缓慢，造成局部淤血缺氧。同时，疟原虫的寄生或其他原因引起红细胞大量破坏，红细胞凝血激酶、二磷酸腺苷（ADP）释入血流，以上成分均可促进凝血反应，导致广泛的弥散性血管内凝血（DIC）。

凶险型疟疾的发病机制仍在研究中，目前有两种假说：阻塞学说和细胞因子学说。

（1）阻塞学说：凶险型疟疾患者的病理片中可见除了恶性疟原虫的PRBC与微血管内皮细胞发生粘连外，还可观察到PRBC与未感染RBC的粘连（玫瑰花结形成）。同时PRBC的变形能力下降导致通过毛细管血管能力的降低，这三者共同作用导致微血管阻塞，重要的脏器供氧不足，引发了凶险型疟疾。

（2）细胞因子学说：多种细胞因子在凶险型疟疾的发生中发挥重要作用。PRBC被CD8＋树突细胞识别，后者分泌IL－12、IL－18刺激NK细胞产生IFN－γ，导致趋化因子CXCR3和CCR5，黏附分子ICAM－1、VCAM－1的表达，诱导CD8＋T细胞向脑部微血管的迁移和浸润，并通过分泌穿孔素和颗粒酶B破坏血管内皮细胞和血－脑屏障并最终引发凶险型疟疾。

随着近年来对恶性疟原虫分子生物学方面的研究，脑型疟致病机制涉及多因素参与的免疫病理性疾病。细胞因子、黏附因子和一氧化碳是引起CM发病的重要因素，如过量的TNF－α、IFN－γ等细胞因子激活内皮细胞表达黏附受体，增强内皮细胞的黏附性，使受染红细胞黏附与脑的微血管内，导致血管阻塞，制成脑局部缺氧和营养耗竭而引起脑并发症。

7.疟性肾病（nephritic syndrome with malaria） 疟性肾病多见三日疟患者长期未愈者，以非洲儿童患者居多，由Ⅲ型变态反应所致的免疫病理性结果。临床症状主要表现为全身水肿、腹水、蛋白尿和高血压，最后可导致肾衰竭。若成为慢性后，抗疟药治疗也无效。

8.其他类型疟疾 其他类型疟疾包括先天性疟疾、婴幼儿疟疾、输血性疟疾等。先天性疟疾是因胎盘受损或在分娩过程中母体血污染胎儿伤口所致。胎儿出生后即见贫血、脾大，血中发现疟原虫。婴幼儿疟疾，临床表现为精神委靡或烦躁不安、食欲缺乏、呕吐、腹痛或腹泻，热型不规则；仅畏寒而无寒战；热退后有半数不出汗；高热时可有惊厥或抽搐；贫血发展快。由于缺乏免疫力，易发展为脑型疟，导致心、肺、肾衰竭而危及生命，病死率远较成人高。输血性疟疾，主要是由于误输了含有疟原虫红内期各期病原体的血液或血制品所致，其潜伏期的长短与输入的虫数、注射途径和受血者易感性有关。一般以静脉注射的潜伏期最短，皮下、肌内注射的潜伏期较长。此外，潜伏期的长短亦与血型有关，接种同型血的间日疟潜伏期平均12.1天，异型血为20.5天。输入血库保存6天以内的血最危险，7～12天较安全。当前输血较为普遍，血源复杂，对输血性疟疾应予以重视。

七、免疫

人体对疟原虫感染有一定的免疫反应，如先天免疫系统可以发现疟原虫和受感染的细胞并加以杀死，还可以产生特异性抗体来对抗疟原虫和受感染细胞，这些免疫反应是造成患者病理反应的部分原因。在疟疾流行区，不足6个月的婴儿不发病，即使发病，症状也较轻。1岁以上发病逐渐增多，2～3岁儿童发病率及病死率较高。随着年龄的增长，抵抗力增强而发病率逐渐下降。在流行区，有的患者虽然发病，而且呈高虫血症，但病情却不危重，提示感染疟原虫后刺激机体发挥特定的免疫作用。然而，疟原虫具有非常复杂的遗传系统，在宿主的免疫反应压力下，疟原虫可以通过基因重组的方式迅速改变它们及所寄生细胞的表面抗原，从而使寄生虫在血液内不容易被根除。人体对疟原虫感染的免疫包括先天性免疫和获得性免疫。

1.先天性免疫 先天性免疫是指机体对初次感染的疟原虫所产生的免疫反应，即在特异性抗体和细胞因子产生前，体内的吞噬细胞、天然杀伤细胞、γδT细胞、干扰素以及NO等因子参与清除和杀灭疟原虫的过程。先天性免疫与种族的遗传有关，在进化过程中，人和一些脊椎动物形成了对某些种疟原虫易感，而对另一些疟原虫不易感，间日疟原虫的红细胞膜上受体是Duffy血型抗原，而西非黑人和美国黑种人Duffy血型阴性，缺少间日疟原虫受体决定簇，间日疟原虫不能侵入这类红细胞寄生，故Duffy抗原阴性者对间日疟原虫感染存在天然抗性。此外，由于遗传基因所造成的镰状红细胞（HbS）贫血患者或红细胞缺乏葡萄糖－6－磷酸脱氢酶（G6PD）患者，对恶性疟原虫具有抵抗力。疟原虫生活史的整个过程都存在先天抵抗力，目前研究主要集中在对抗红内期原虫阶段。

不同种类疟原虫入侵红细胞必需识别宿主红细胞受体（表面决定簇）。

（1）间日疟原虫裂殖子受体：间日疟原虫裂殖子入侵红细胞需要Duffy血型物质作为受体，Duffy血型阴性者红细胞膜上无此受体，因而间日疟原虫不能入侵红细胞。流行病学资料也证明在恶性疟的高度流行的西非，从未有过间日疟流行，因当地居民绝大多数为Duffy血型阴性；东非大多数人为Duffy血型阳性，间日疟就流行严重。迄今为止，尚未发现有Duffy阴性者受间日疟原虫感染的病例。Duffy阴性血型志愿者受到间日疟原虫子孢子的按蚊叮刺后不受感染，而Duffy阳性的志愿者则能受感染。

（2）恶性疟原虫裂殖子受体：血型糖蛋白是红细胞受体，研究发现缺乏血型糖蛋白A的红细胞，能降低恶性疟原虫侵入的敏感性；也有研究发现，缺乏血型糖蛋白B也能阻碍恶性疟原虫对红细胞的侵入。

（3）血红蛋白性质：异常血红蛋白如镰状细胞血红蛋白（HbS）会影响恶性疟原虫对血红蛋白的利用而干扰疟原虫的发育成熟，从而抵抗原虫作用。非洲患镰状红细胞症的儿童恶性疟感染率与正常儿童相近，但前者的重症疟疾及患疟死亡的比例远少于后者。其原因可能是在氧分压较低时血红蛋白可形成微结晶并刺入疟原虫的表膜，从而影响其生存；HbS较难溶于水，使疟原虫的吞噬和胞饮作用发生障碍。另外，在缺氧条件下这类红细胞内钾离子浓度下降，可造成疟原虫死亡。地中海贫血患者的红细胞也不利于恶性疟原虫的寄生和发育，可能和这类患者的红细胞对过氧化较敏感，而导致疟原虫易受氧化剂的损害。G6PD缺乏者对疟原虫也具有先天抵抗力。临床研究证实，G6PD缺乏的儿童可以免遭重症恶性疟疾。患者的这类红细胞对氧化剂敏感，而疟原虫的发育需利用宿主细胞内的还原型辅酶Ⅱ，使得红细胞过氧化物代谢能力受损，因此受感染的红细胞在疟原虫成熟前就有自然溶解的倾向，但仍需进一步研究证实。

2.获得性免疫 获得性免疫是指接触疟原虫后，刺激机体免疫系统而产生一系列免疫应答，出现主动和被动免疫过程。

（1）疟原虫抗原：疟原虫抗原主要来源于虫体表面或内部，包括疟原虫残留胞质、含色素的膜结合颗粒、死亡或变形的裂殖子、疟原虫空泡内容物及其膜、裂殖子分泌物及疟原虫侵入红细胞时被修饰或脱落的表被物质。种内和种间各期疟原虫既存在共同抗原，也存在种、期特异性抗原。这些具有种、期特异性的抗原在产生保护性抗体方面有重要作用。参与免疫反应的抗原也可来自宿主细胞的抗原，如来源于疟原虫自身发育破坏的肝细胞和红细胞，也来源于局部缺血或辅助免疫机制的激活（如补体系统）所破坏的许多其他组织细胞。疟原虫的保护性抗原主要在虫体表面，统称表面抗原。子孢子、红外期裂殖子、红内期裂殖子及感染的红细胞表面均有抗原成分。在疟原虫生活史的发育各期，既有共同抗原，又有其特异性抗原。业已证明成熟子孢子体外包裹的环子孢子蛋白具有明显的抗原性。红内期疟原虫的不同发育阶段，抗原成分和含量变化较大，随着虫体的发育均逐渐增加，同时亦将一些抗原成分转移至红细胞表面。环状体期的特异性蛋白较少，滋养体和裂殖体则有较多的特异性蛋白。疟原虫的抗体主要作用于裂殖子，使裂殖子凝集，阻止裂殖子钻入新的红细胞。近年来还发现恶性疟原虫和间日疟原虫的配子体表面也存在保护性抗原。

（2）体液免疫：在疟疾免疫过程中，体液免疫是主要保护性免疫。当疟原虫血症出现后，血清中IgG、IgM和IgA抗体水平明显升高，具有特异性作用的抗体仅有5％左右，主要是IgM。感染疟原虫后3～6天即可出现抗体，8～16天后达高峰期，抗体滴度与虫荷呈正比。抗体效应机制主要通过红细胞膜直接影响红细胞内虫体的生长；亦可先与红细胞膜上的抗原结合，再作用到红细胞内虫体。抗体亦能作用于游离血液中未钻入红细胞的裂殖子，即与虫体或红细胞膜上的虫体抗原结合后，虫体表面形成一层复合物，其结果表现为如下。①能改变虫体的黏附作用、阻断与宿主细胞的结合、干扰虫体钻入宿主红细胞的能力。②影响虫体膜的运输和营养、导致膜损伤；介导ADCC效应以及吸引巨噬细胞吞噬。机体可以产生作用于子孢子的体液免疫，在疟疾流行区的人群抗子孢子抗体阳性，该抗体能有效地抑制子孢子入侵肝细胞。

（3）细胞免疫：疟原虫感染过程中，细胞介导免疫具有重要的作用，主要的效应细胞为巨噬细胞、中性粒细胞。疟原虫抗原可刺激T细胞，产生淋巴因子激活巨噬细胞和中性粒细胞，使巨噬细胞产生游离氧（OH，H2O2，O2）、肿瘤坏死因子（TNF）、IFN－γ和白细胞介素等，也可通过破坏红细胞，使其中的疟原虫变性死亡。实验证明，巨噬细胞对受染红细胞及血中裂殖子的吞噬能力明显增强；嗜细胞抗体（IgG1亚类）、巨噬细胞等产生ADCC效应；调理素抗体是IgG2亚类，有协助吞噬作用。肝细胞由于存在MHC分子，因此有可能诱导机体产生免疫应答。目前研究证明，对感染虫体的肝细胞免疫应答包括激活CD4＋T细胞释放的细胞因子效应及CD8CTL特异性杀灭感染肝细胞。

（4）带虫免疫（premunition）和免疫逃避：大多数疟疾患者经过连续急性发作后而停止，虽然血液或组织中仍存有少量原虫，此时宿主的免疫力与原虫之间处于相对平衡状态，表现为有一定的保护性免疫力。同时，血液内又维持低水平的原虫血症，宿主的免疫力也可随着体内虫体的清除而消失，这种免疫状态称为带虫免疫。该现象说明疟原虫抗原具有免疫原性，其刺激机体产生的特异性抗体有抑制疟原虫红内期发育的效应。同时，部分疟原虫可与宿主的保护性抗体共存而逃避宿主的免疫效应，又称免疫逃避（immune evasion）。其主要机制如下。①寄生部位隔离：寄生人体疟原虫的红细胞外期和红细胞内期虫体，均在宿主细胞内生活，细胞内的虫体可逃避抗体的作用。②抗原变异（antigenic variation）和抗原多态性（antigenic polymorphism）：研究证明在同一疟原虫虫种内存在许多抗原性有差异的株，寄生宿主体内的疟原虫，通过表面抗原的变异，产生与前身抗原决定簇不一致的变异体，逃避机体已产生抗体的特异性杀伤作用。如恶性疟原虫红细胞膜蛋白1（Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1，PfEMP1）蛋白受var基因家族编码，var基因是个大家族，且存在多样性，分布在除第14号染色体外其他所有染色体亚端粒或中间位置上。近年来，科学家们发现约60种var基因共同参与Pf EMP1编码，因而Pf EMP1分子及氨基酸序列存在高度的可变性，极易导致抗原变异。③免疫抑制作用的产生，改变宿主的免疫应答，表现为免疫抑制、多克隆淋巴细胞活化，及可溶性循环抗原等。此外，疟原虫蛋白质序列多态性很常见，特别是有广泛重复区的蛋白，例如环子孢子蛋白（CSP），该抗原能下调抗体成熟和高亲和力抗体产生。恶性疟裂殖子表面蛋白－1（MSP－1）可以诱导MSP－1的“阻断抗体”，这种抗体可以阻止任何有抑制能力抗体的特异性结合。

八、诊断

对来自疟疾流行地区，临床表现有高热、寒战、发热和脾大者，应考虑疟原虫感染的可能性，并进行病原学检查或免疫诊断，必要时可使用分子生物学检测。我国在2006年制定了疟疾诊断标准（WS259－2006），标准化疟疾的诊断。

1.病原学检查 采集患者外周血中检出疟原虫是疟疾确诊的依据。通常在一张玻片上同时制作厚、薄血膜，经姬氏或瑞氏染色后镜检查找疟原虫。薄血膜中疟原虫形态完整，被感染红细胞未被破坏，容易识别和鉴别虫种，但原虫密度低时，容易漏检。厚血膜由于用血量大原虫易检获，其检出率是簿血膜的15～25倍，但制片过程中红细胞溶解，原虫形态有所改变，虫种鉴别有困难。因恶性疟原虫在外周血中仅能找到环状体和配子体，故应选择适宜的采血时间；如在发作开始时或发作后几小时内容易找到原虫，对恶性疟的初发者在疟疾发作时采血镜检可提高检出率。其余3种疟原虫血检时间可不受限制，但在发作后10余小时采血，虫体数量较多，形态特征明显，易于检出。

另外，可采用血沉棕黄层定量分析法（quantitative buffy coat，QBC）又称吖啶橙定量层析法检测疟原虫。由于感染疟原虫的红细胞比正常红细胞轻，而比白细胞略重，离心分层后，集中分布于正常红细胞层的上部，在加入橙试剂后，用荧光显微镜观察结果，其敏感性比普通镜检法高7倍。该法简便、快速，但费用较高，对实验器材有特殊要求。

2.免疫学检查

（1）循环抗体检测：通常在疟原虫感染后2～3周出现抗疟抗体，4～8周达高峰，随后下降。重复感染或复发者的抗体上升较快，且抗体水平比初次感染高，持续时间长。由于患者治愈后抗体仍能持续相当长的时间，如治愈后15个月。因此，抗体检测方法不能确诊现症患者，仅作辅助诊断。抗体检测主要用于对疟疾流行病学调查、防治效果的评估及输血对象的筛选。目前，常用的方法有IFA、IHA和ELISA等。

（2）循环抗原检测：循环抗原检测是指利用血清学方法检测疟原虫循环抗原，能更好地说明受检对象是否有活动感染。常用的方法有双抗体夹心ELISA、放射免疫试验等。近年来，WHO“热带病培训研究特别规划署”（TDR）推出一种由单抗制备的浸条（dipstick）用于检测疟原虫感染患者血浆中的特异抗原，简便易行。其他检查技术还包括检测富组氨酸蛋白（HRP－II）抗原的快速诊断方法如ParaSight TM（Becton Dickinson）、ICT Malaria PfTest （ICT Diagnostics Sydney）和OptiMALR（Flow Inc Portland，OR）、免疫色谱试验（ICT）以及快速诊断疟原虫乳酸脱氢酶等方法，在对疟疾的诊断和疗效考核等方面显示出很好的优势。

临床上，免疫学诊断作为辅助性诊断，主要用于疟疾的流行病学调查、防治效果的评估及输血对象的筛选等。

3.分子生物学方法 近年来，PCR已广泛应用于疟疾的诊断，操作较简便、灵敏度高和特异性强，优于镜检方法。如套式PCR技术扩增间日疟原虫SSU rRNA基因120bp的特定片段，其敏感性达0.1×102个/L（0.1原虫/mm3）。但分子生物学技术需要较高实验室条件且价格高而限制其推广。

九、流行

（一）分布与流行状况

疟疾是严重危害人体健康和生命安全的重大传染病之一，WHO把疟疾与艾滋病、结核一起列为全球三大公共卫生问题。间日疟主要分布在温带地区，但也散在分布于寒带和热带地区。恶性疟主要分布在热带和亚热带地区，特别是热带非洲和南美洲。三日疟主要分布在热带非洲撒哈拉沙漠以南地区，为局部流行。卵形疟分布范围最小，主要在热带非洲西海岸地区。疟疾呈世界性分布，遍及102个国家和地区，以非洲流行最严重，其次是亚洲和中南美洲。目前仅在欧洲、北美等37个国家和地区基本消灭了疟疾。疟疾也是我国重要传染病之一。新中国成立以来，我国疟疾防治工作取得了显著成效，我国疟疾疫情显著下降。新中国成立初期发病人数每年为3 000万，20世纪70年代初的2 400多万减少到90年代末的数万，1996～1998年全国疟疾发病降至3万余例，但2000年疫情出现回升，发病人数为26.6万，尤其在我国中部地区的苏、豫、皖、鄂等省曾出现过局部暴发流行。随着抗疟工作进展， 2010年的疟疾发病为7 433例。其中，间日疟4 943例，恶性疟1 287例，死亡15例。疟疾流行区范围大幅度缩小，除云南、海南两省外，其他地区已消除了恶性疟。但近年来由于外出务工、经商、旅游等人口流动频繁，输入性疟疾病例呈上升趋势，恶性疟死亡病例明显增多。根据全国传染病网络直报数据，2011年1～3月，因患恶性疟死亡11例，均为20～50岁青壮年劳动力。我国于2010年制定并启动了国家消除疟疾行动，计划到2020年全国实现消除目标。

我国地处温带和亚热带，4种疟疾流行均有报道。在国内，以间日疟分布最广，遍及全国各地，但主要分布在黄淮地区；其次是恶性疟，主要分布在海南、云南等省的大部分地区。三日疟呈散在分布，卵形疟迄今仅在云南、广东、河南等地发现几例。海南和云南两省是全国疟疾流行最严重的疟区和传播恶性疟的主要疫源区，也是疫情波动最频繁的地区；湖北的洪涝山区，河南南部等局部地区，疟疾流行也较严重。我国疟疾的分布有以下4个地区。①北纬25度以南地区：曾为我国疟疾流行最严重的地区，有云南、贵州、广东、广西、海南、福建及我国台湾等地，主要为间日疟和恶性疟流行，三日疟和卵形疟罕见，这类疟区的每年传播期为9～12个月；②北纬25°～33°之间地区：为非稳定性中疟区和低疟区，主要以间日疟流行为主，偶有恶性疟报道，这类疟区的每年传播期为6～8个月；③北纬33°以北地区：属非稳定性低度疟区，该区仅以间日疟流行，恶性疟为输入病例，这类疟区的每年传播期为3～6个月；④西北地区：范围包括西藏墨脱和黑龙江佳木斯以西地区，其中青藏高原、西北和内蒙古的荒漠为天然无疟区，现仅新疆伊犁河流域及南疆少部分地区有少数间日疟流行。这类疟区的每年传播期为3～6个月。每年传播期的长短与疟蚊的种属和活动持续时间有关。

（二）流行环节

1.传染源 外周血有配子体的现症疟疾患者和带虫者为疟疾的传染源。间日疟患者在原虫血症2～3天后可出现配子体，恶性疟患者在原虫血症后7～11天才出现配子体。因此，间日疟患者在发病早期即可感染蚊媒，而恶性疟原虫配子体具有传染性的时间可持续60～80天。

2.传播媒介 按蚊是疟疾的重要传播媒介。在我国61种按蚊中，能传播疟疾的仅有8种，包括中华按蚊、嗜人按蚊、微小按蚊和大劣按蚊。中华按蚊是平原地区的主要传播媒介；嗜人按蚊分布于长江以南地区，是山区的主要传播媒介；微小按蚊存在于我国南方山区、丘陵及某些盆地；大劣按蚊分布于海南省、西双版纳山林和山麓地区。

输血传播疟疾多见于高疟区，由于输入的为红内期虫体，即使是输入间日疟原虫也无远期复发。现在我国输血管理中已将疟原虫的检测列为常规检测项目，从而明显降低了输血疟疾的发病率。孕妇患有疟疾时，疟原虫可以通过胎盘传给胎儿，引起先天性疟疾。某些静脉药瘾者也可通过共用注射器的方式感染疟原虫。

3.易感人群 指对疟原虫无免疫力的人群，如流行区儿童和非疟区无免疫力人群，流行区成人反复感染，可呈带虫状态。一般而言，除了少数有特殊遗传背景的人群如duffy血型阴性人群对间日疟不易感，或镰状细胞贫血者对恶性疟也不易感外。不同种族、性别和年龄人群对人疟原虫均易感，儿童比成人更易感。

4.影响流行的因素

（1）自然因素：温度、湿度、雨量及地形等因素对疟疾传播都具有一定影响。温度＜15～16℃，疟原虫不能在蚊体内发育。30℃以上则发育迟缓，在＜15℃、＞30℃时，疟疾不能传播，称为休止期。因此，疟疾具有明显的季节性，一般每年有两个高峰，主要出现在春季和秋季。在海南岛和西双版纳（全年温度均为15℃以上）等地无休止期。雨量影响蚊虫孳生环境，可直接影响蚊媒的种群数量和疟原虫的传播。

（2）社会因素：社会经济水平、人群文化素质、生活习惯、卫生条件及医疗防疫机构等因素均可影响疟疾的传播和流行。

十、防治

人类实施抗疟计划一个多世纪以来，取得的成效和挫折历经反复，但效果并不十分突出，也多次修改抗疟策略。1998年，WHO提出的“击退疟疾”（Roll Back Malaria）计划。2007年，第60届世界卫生大会决定，从2008年起的每年4月23～25日作为“世界疟疾日”。翌年，“世界疟疾日”的主题为“疟疾：一种没有国界的疾病”，2015年，“世界疟疾日”的主题是“投资未来，击败疟疾”。从2004年起，WHO把每年防疟经费从5 000万美元上升至惊人的10亿美元，该措施覆盖新型抗疟药、疫苗的研制、环境和综合整治、培训计划、援助计划等多项措施。目前，我国疟疾防治上取得的令人瞩目的成就。在全国24个疟疾流行省（区、市）中，95％的县（市、区）疟疾发病率已降至万分之一以下，仅有87个县（市、区）疟疾发病率超过万分之一。我国疟疾防治正从控制阶段走向消除阶段，防治策略由过去“针对高发区，降低发病率调整为针对每个疫点，阻断疟疾传播”，同时将全国以县为单位分作4个类别，分别实施不同的防治策略和措施。Ⅰ类县为3年均有本地感染病例，且发病率不高于万分之一的县；Ⅱ类县为3年有本地感染病例，且至少1年发病率低于万分之一的县；Ⅲ类县为3年无本地感染病例报告的流行县；4类县为非疟疾流行区。其所对应实施的疟疾防治策略和措施如下：Ⅰ类县加强传染源控制与媒介防制措施，降低疟疾发病；Ⅱ类县清除疟疾传染源，阻断疟疾在当地传播；Ⅲ类县加强监测和输入病例处置，防止继发传播；Ⅳ类县做好输入病例处置。根据防治进程和流行情况改变，各地疟疾防治策略还将适时调整。全国实现消除疟疾的阶段目标是，所有Ⅲ类县到2015年实现消除疟疾的目标。所有Ⅱ类县以及除云南部分边境地区外的Ⅰ类县，到2015年无本地感染疟疾病例；到2018年实现消除疟疾目标。云南边境地区的Ⅰ类县，到2015年疟疾发病率下降到万分之一以下；到2017年无本地感染疟疾病例；到2020年实现消除疟疾的目标。

1.预防 预防是指对个体预防和群体预防。个体预防针对疟区居民或短期进入疟区的个人，为了防蚊叮咬、防止发病或减轻临床症状而采取的防护措施。群体预防是对高疟区、暴发流行区或大批进入疟区较长期居住的人群，除包括含个体预防目的外，还要防止传播。并根据传播途径的薄弱环节，选择经济、有效、群众易接受的防护措施。针对疟疾流行的环节等方面采取相应的措施。①治疗原虫血症的患者；②消灭传疟媒介；③加强个人防护。进入疟区旅游或工作须服预防药，服药应从进入疟区前一周开始，持续到离开疟区后6～8周。为防止产生耐药性，所用药物可每3个月另换一种。

具体预防措施如下。

（1）药物预防：常用为氯喹，乙胺嘧啶＋磺胺多辛或乙胺嘧啶＋甲氟喹。不论个体或群体进行预防服药时，每种药物疗法不宜超过半年。

常用预防药物有：复方喹哌、醋酸硝喹片、磷酸喹哌可用于抗氯喹恶性疟流行区。另外，乙胺嘧啶或者阿奇霉素也可以作为预防药物。儿童服用上述预防药物，用量需要减少。

（2）疫苗预防：由于抗氯喹的恶性疟原虫株的出现，加上传病媒介按蚊对DDT等杀虫药也产生抗药性，研制疟疾疫苗防治疟疾已引起了国内外学者的极大关注。疟原虫是一种生活史复杂的真核生物，现已知疟原虫有约6 000种蛋白质，并鉴定许多重要期特异蛋白的。研究者长期研究和实践获得了以下3方面的实验证据，表明研制疟疾疫苗是可行的：①自愿者经射线灭活的子孢子反复接种可获得完全保护性免疫，免疫力能持续相当长的时间；②长期生活在疟疾流行区的人群能产生抵抗疟疾感染的免疫力，在高疟区，10岁以上的人群很少发生重症疟疾，而因疟疾死亡的主要是5岁以下儿童，这种免疫力可减少疟疾的发病率和病死率；③疟区成人的免疫球蛋白（IgG）进行被动免疫能有效治疗重症疟疾，表明自然获得的疟疾抗体能对疟原虫产生有效的杀灭作用。

根据疟原虫抗原来源不同，疟疾疫苗归纳为以下3类。

1）子孢子疫苗即抗红前期原虫疫苗：疫苗的靶点包括子孢子和感染的肝细胞，针对子孢子的疫苗，需要达到100％的保护效力，否则难以预防感染。从蚊唾腺中分离出的子孢子具有抗原性，目前已有恶性疟原虫、间日疟原虫等多个种株的环子孢子表面蛋白的基因被鉴定，并在恶性疟原虫子孢子活疫苗进行志愿者试验获得成功。其中以子孢子表面的环子孢子蛋白（circumsporozoite protein，CSP）和血凝素相关匿名蛋白（thrombospondin related anonymous protein，TRAP）是为公认的两株重要的疫苗候选抗原。

2）红内期虫体疫苗：红内期的疟原虫由于裂殖子存在于细胞外，与宿主免疫系统直接接触，因此这一时期原虫已成为红内期疫苗的主要靶点。裂殖子入侵宿主细胞是个相当复杂的过程，并由受体和配体共同介导。推测有多个疟原虫蛋白质参与该入侵过程，这些蛋白包括位于裂殖子表面的蛋白质、培养上清中可溶性蛋白质以及位于棒状体或微线体中的蛋白质，其中包括裂殖子表面蛋白1（MSP1）、顶端膜抗原1（AMA1）、裂殖子表面抗原、环状体感染红细胞表面抗原、棒状体抗原和其他红内期疟原虫结构抗原等。部分疫苗已进入人体试验阶段，取得了较为理想的效果。由于疟原虫感染后唯有红内期原虫是致病阶段，人们期望红内期疫苗能产生比天然感染更强的免疫保护力，能使原虫血症控制在很低的水平，以期获得免疫个体不至于发生重症疟疾，使无免疫力的个体（如疟区儿童和非疟区人群）产生具有疟区成人的疟疾免疫力。最近，弱化活性的恶性疟原虫子孢子疫苗PfSPZ在志愿者的1期临床试验获得成功，可以诱导产生抗体和细胞免疫；另一项儿童抗疟免疫计划征集了莫桑比克疟疾流行区的10～18个月的婴儿，接种RTS、S/AS02D后临床试验，随访3个月具有65％的抗疟原虫感染率，6个月中可以减少临床的发作；表明其对10～18个月的婴儿安全、保护性效果较好。

3）传播阻断疫苗：即配子体疫苗，这种疫苗通过阻断疟原虫在蚊体内的有性生殖及孢子增殖达到阻断疟疾传播的目的。阻断传播并不能预防免疫个体感染疟疾，亦不能缓解症状，但能阻断按蚊将疟原虫从一个宿主传播至另一个宿主。当这种疫苗与疟疾保护性疫苗或抗疟药联合应用时，传播阻断疫苗可阻断那些逃避疫苗保护或对药物产生抗性而幸存下来原虫的传播。传播阻断疫苗的另一个用途为对旅游者进行免疫预防接种，以防止他们将疟原虫带回原地，造成疟疾在本地区流行。已批量生产Pfs25和Pfs28两候选疫苗，实验动物试验已表明可诱导传播阻断免疫应答。其他几种疫苗如Pfs230，Pfs48/45和蚊肠胰蛋白酶等正处于疫苗开发的起始阶段。

（3）蚊媒预防：做好个人防护，使用蚊帐、驱蚊剂，避免蚊叮咬等。

2.治疗 对现症患者要及时发现、及时根治。药物治疗在控制症状、阻断传播、缓解患者痛苦有重要的功能。

就目前而言抗疟药种类很多，按其对疟原虫生活史各期作用的不同，主要有以下几类。

（1）杀灭红细胞外期裂殖体及休眠子：如伯胺喹啉（primaquine，伯喹），具有抗复发作用，也称根治药。乙胺嘧啶（pyrimethamine）对恶性疟原虫红外期有一定作用。

（2）杀灭红细胞内裂体增殖期：如氯喹（chloroquine）、奎宁（quinine）、咯萘啶、喹派、甲氟喹、青蒿素（artemisinin）、蒿甲醚（artemether）及复方蒿甲醚等，用以控制临床症状。

青蒿素是我国发现的第1个被国际公认的天然药物，它从中药青蒿中提取的有过氧基团的倍半萜内酯抗疟新药，对红内期疟原虫均有良好的作用。其作用机制与抑制原虫蛋白合成、选择地抑制虫体泵－钙蛋白质的活性、干扰表膜－线粒体的功能及作用其食物泡膜，从而阻断了营养摄取的最早阶段，使疟原虫较快出现氨基酸饥饿最后导致死亡有关。对间日疟、恶性疟，特别是对脑型疟抢救治疗效果优良，可用于控制临床症状，氯喹抗药性疟原虫的治疗。但是，妊娠早期的患者慎用。青蒿素类药物因其毒性低、抗疟性强，被WHO批准为世界范围内治疗脑型疟疾和恶性疟疾的首选药物。目前，在其基础上合成了多种衍生物，如双氢青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。青蒿素及其衍生物青蒿琥酯、蒿甲醚对恶性疟疾有着强大的治疗效果，为防止滥用青蒿素导致疟原虫产生抗药性，WHO在对全世界抗疟工作进行总结和分析后，认为单方青蒿素的使用容易使疟原虫产生耐药性，提出了停止使用单方青蒿素，改用复方青蒿素的建议，即青蒿素只能用于与其他药物联合使用的复方疗法，不应单独使用。同时，WHO及“遏制疟疾伙伴关系”组织（Roll Back Malaria Partnership）2011年启动了全球防止耐青蒿素疟原虫传播项目（global plan for artemisinin resistance containment， GPARC），联合发布“遏制青蒿素抗药性全球计划”说，目前在柬埔寨和泰国边境地区已出现对青蒿素具有抗药性的疟原虫。尽管以青蒿素为基础的复方疗法有效性仍高达90％，但如不迅速采取行动，一旦复方疗法失效，许多国家在抗疟方面将束手无策。“遏制青蒿素抗药性全球计划”呼吁，在已有迹象表明疟原虫出现抗药性的地区应提供额外资金遏制抗药性疟原虫的传播，各国应加强对抗药性疟原虫的监测。在疟疾临床诊断和治疗中，严防滥用以青蒿素为基础的复方疗法；各国应增加资金投入，开发更加快速的抗药性疟原虫检测技术，并加紧开发新型抗疟药物。青蒿素类药物是人类对付具有抗药性的疟疾寄生虫的最后一道防线。研究表明，青蒿素抗疟机制极其复杂，其活化中间体通过过氧化膜脂质、干扰线粒体功能、烷基化或抑制蛋白质活性等多种途径表现出抗疟活性；还可以特异性地抑制疟原虫体内SERCA型钙离子调节酶PfATP6的活性。利用疟原虫会在蚊子体内进行有性繁殖（generative propagation）的特点，结合传统的基因分型技术（genotyping techniques）和最近新发展起来的全基因组测序技术，科学家们在疟原虫的基因组中发现了与对青蒿素耐药特性相关的遗传位点。

疟原虫的基因组由染色体DNA、质体DNA和线粒体DNA组成。基因组特点包括富含腺嘌呤和胸腺嘧啶、基因密码子存在偏倚性、富含重复序列和变异家族。目前，对恶性疟原虫染色体DNA序列完全测定。科研人员从不同流行区疟疾病例中分离出恶性疟原虫进行全基因组测序，并在这些基因组中表征出遗传变异模式和抗药性，也完成了间日疟原虫的全基因组总体变异图谱；还完成了对食蟹猴疟原虫的基因组测序，鉴别了它的基因多样性，并将它的基因组和间日疟原虫、诺氏疟原虫作了比较。最近，科学家们利用CRISPR/Cas9系统编辑疟疾寄生虫基因组，以短时、高效、高达100％的成功率，中断一个寄生虫基因。这种方法可以使我们更快速的进行基因分析，并推进新药物的研发。

（3）杀灭配子体：如伯氨喹可用于阻断传播。

（4）杀灭孢子增殖期：如乙胺嘧啶，可抑制蚊体内的孢子增殖发育。

药物治疗时应注意对间日疟现症患者采用氯喹和伯氨喹治疗；恶性疟患者可单服氯喹。对间日疟患者，抗复发治疗采用伯氨喹。在恶性疟对氯喹产生抗性地区（如海南省、云南省），宜采用几种抗疟药合并治疗方案，如青蒿素、蒿甲醚与磺胺多辛和乙胺嘧啶合用，以及甲氟喹、咯萘啶等药物对恶性疟原虫抗氯喹株也有效。在药物治疗过程中必须重视疟原虫的抗药性问题，疟原虫产生抗药性是疟疾防治中遇到的主要难题之一。自从20世纪50年代末在东南亚和南美洲分别发现恶性疟原虫对氯喹产生抗药性以后，抗氯喹恶性疟迅速扩散蔓延，抗药性程度不断增加，并且从单药抗药性向多药抗药性发展。我国的海南、云南和广西等省、自治区也有抗药性疟疾的流行。在泰国和柬埔寨边境发现了恶性疟原虫对青蒿素产生耐药性的病例，说明疟原虫对几乎每一种抗疟药都产生了抗性。

3.疟情检测和人口管理 加强对疟情和蚊媒的监测，包括流行区中病死率、发病率、个案调查、媒介情况、疫情报告、人口及环境调查等。在此基础上建立防治效果考核体系，完善防治策略，巩固防治成果。由于近年来流动人口增加，国际贸易往来频繁，大量传染源输入非流行区，引起局部地区疟疾流行。故应加强流动人口疟疾管理，把外来流动人口管理列入本地区的疟疾防治计划中。

（毛佐华）