背景
疟疾是一种破坏性的寄生虫传染病，尤其在撒哈拉以南非洲、亚洲部分地区和南美洲流行。尽管已经采取了多种措施，但疟疾目前仍是导致发病率和死亡率的主要原因之一，特别是在孕妇和儿童中。根据世界卫生组织(WHO)2018年的报告，全球有2.28亿疟疾病例和40.5万例死亡。全球近一半人口面临疟疾风险，大多数病例(93%)和死亡(94%)发生在非洲。每年约有1.25亿孕妇面临疟疾风险，27.2万名五岁以下儿童因疟疾死亡¹。疟疾也是导致贫困和阻碍经济发展的重要原因，尤其是在非洲²。已确认的导致人类疟疾的五种疟原虫(Plasmodium)物种是间日疟原虫(P. vivax)、诺氏疟原虫(P. knowlesi)、卵形疟原虫(P. ovale)、三日疟原虫(P. malariae)和恶性疟原虫(P. falciparum)。其中，恶性疟原虫是最具毒力和最普遍的疟原虫物种³。
在缺乏有效疫苗的情况下，抗疟疾药物的治疗使用仍是管理疟疾和预防疟疾的唯一方法。多项研究表明，大多数抗疟疾药物的疗效因耐药性疟原虫物种的出现而受到损害⁴。几乎所有现有抗疟疾药物都出现了耐药性报告，这强化了迫切需要开发针对现有已验证靶点的新型抗疟疾药物，以及寻找新靶点的必要性⁵。迫切需要开发一种新型抗疟疾药物，该药物能同时作用于可传播的配子体阶段和红细胞内的增殖性无性阶段，特别是针对耐药寄生虫物种⁶。几种酶、离子通道、转运蛋白、红细胞(RBC)侵入过程中的相互作用分子，以及负责寄生虫氧化应激、脂质代谢和血红蛋白降解的分子，都是开发针对快速突变疟疾寄生虫的新型抗疟疾药物的有希望的新靶点⁷。
新抗疟疾药物的潜力由几个要求来判断：具有与现有抗疟疾药物无交叉耐药性的新型作用机制、单剂量治愈能力、对无性血液阶段和负责传播的配子体均有效。此外，新的抗疟疾药物应具有预防感染的疗效(化学保护剂)，并能清除肝脏中的间日疟原虫休眠子(抗复发剂)⁸。
传统药物发现遵循多种方法来识别新的抗疟疾药物以对抗疟疾病。这些方法包括优化当前药物方案和制剂、修改现有抗疟疾药物、筛选天然产物、分离耐药逆转剂、利用联合化学治疗方法以及利用其他用途的药物⁸,⁹。
除了传统的抗疟疾药物识别方法外，对疟原虫细胞生物学和基因组的理解已被证明是揭示耐药机制的有力工具，并具有设计新型药物的巨大潜力，这些药物既具有高抗疟疾活性，又具有阻断传播的潜力，从而一劳永逸地对抗疟疾¹⁰。对恶性疟原虫的基因筛选确定了2680个对无性血液阶段生长重要的基因，从而识别出对开发新药物至关重要的关键细胞过程¹⁰,¹¹。新药物应：(i)解决耐药性问题，(ii)具有快速起效作用，(iii)安全，特别是在儿童和孕妇中，(iv)单剂量治愈疟疾¹²。挑战在于找到一种能够解决所有这些特征的药物。本综述的目的是了解正在多家公司研究的疟疾寄生虫治疗中的新靶点，以便读者了解先前完成的工作。
抗疟疾药物
目前，大多数抗疟疾药物针对导致症状性疾病的疟疾无性阶段。前红细胞(肝)阶段由于不产生临床症状而变得不具吸引力。抗疟疾药物表现出相当阶段选择性的作用(见图1)。自1940年代以来，基于天然产物、半合成和合成化合物的疟疾治疗已经发展¹³。现有抗疟疾药物分为三大类：喹啉衍生物、抗叶酸剂和青蒿素衍生物。尚未发现或制造出能够清除所有疟原虫物种菌株的单一药物。因此，为了有效对抗疟疾感染，通常同时给予多种药物联合使用。喹啉类是管理疟疾最广泛使用的抗疟疾药物。奎宁是从金鸡纳树皮中分离的生物碱，是17世纪用于疾病管理的第一种抗疟疾药物。从19世纪中叶到1940年代，奎宁成为疟疾的标准疗法¹⁴。
![图1 疟原虫在人体中的生命周期。不同类型的抗疟疾药物作用的寄生虫阶段和形式。]
耐药恶性疟原虫菌株的出现以及毒性限制了奎宁的治疗使用。然而，奎宁仍用于严重疟疾的治疗，通常与第二种药物联合使用以缩短治疗时间并减少副作用¹⁵,¹⁶。
1925年，德国研究人员通过修饰亚甲蓝发现了第一种合成抗疟疾药物——帕马奎宁。由于疗效有限和毒性，帕马奎宁不能用于疟疾治疗。但帕马奎宁为开发更好的抗疟疾药物提供了先导化合物。麦帕克林(喹吖因)是另一种用于二战期间治疗疟疾的亚甲蓝衍生物¹⁷。
氯喹在二战期间开发用于治疗疟疾。氯喹因其疗效、安全性和低成本而成为治疗疟疾的首选药物。但其不合理使用很快导致了耐氯喹恶性疟原虫菌株的出现¹⁸。伯氨喹在治疗由休眠子引起的间日疟原虫复发方面具有治疗作用。伯氨喹对恶性疟原虫具有强大的配子体杀灭作用。伯氨喹在葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏患者中引起溶血性贫血。这种溶血作用强化了获得具有抗间日疟原虫活性的新药的需求¹⁹。
合成了新的喹啉衍生物，产生了哌喹、氨酚喹等新药物。在氯喹耐药性出现后，作为氯喹苯基取代类似物的氨酚喹对耐氯喹恶性疟原虫菌株显示出优异的疗效²⁰。吡咯萘啶是在1970年代在中国开发的曼尼希碱抗疟疾药物。它对耐药恶性疟原虫菌株、间日疟原虫、三日疟原虫和卵形疟原虫有效。目前，吡咯萘啶以青蒿琥酯联合用药的形式提供，对所有疟疾寄生虫均显示出优异的疗效²¹。甲氟喹于1980年代中期开发，目前推荐用于由包括耐氯喹菌株在内的所有物种引起的疟疾化学预防。然而，其使用与多种副作用和药物耐药性相关²²。喹啉类药物主要作用于寄生虫的血液阶段，但有些抗疟疾药物作用于肝阶段。这些药物通过在寄生虫食物液泡中与血红素形成复合物来抑制。因此，血红素聚合被阻断。结果，血红蛋白分解过程中释放的血红素积累到有毒水平，从而通过其有毒废物杀死寄生虫²³。
抗叶酸剂是抑制叶酸合成的抗疟疾药物，这对核苷酸和氨基酸合成至关重要。抗叶酸剂在红细胞和肝细胞内的裂殖体阶段阻断疟原虫物种的核分裂。磺胺多辛具有与对氨基苯甲酸(PABA，叶酸的成分)相似的结构。它们通过抑制二氢蝶酸合酶来抑制二氢叶酸合成，二氢蝶酸合酶是核酸生物合成的关键酶²⁴。
乙胺嘧啶和氯胍是杀裂殖体抗疟疾药物，作用于疟原虫物种的无性形式。这些药物抑制二氢叶酸还原酶(DHFR)酶，抑制二氢叶酸还原为四氢叶酸，这对氨基酸和核酸的生物合成至关重要。氯胍是一种前药，代谢为环氯胍。氯胍是为疟疾治疗开发的第一种抗叶酸药物。原因是它在寄生虫侵入红细胞之前就摧毁了它们，当它们通过血液时。此外，氯胍是一种安全的药物。乙胺嘧啶主要与其他快速作用药物联合使用。然而，由于耐药性，其使用减少了²⁴,²⁵。
阿托伐醌是第一种获批的针对疟原虫线粒体的抗疟疾药物。阿托伐醌通过阻断细胞色素bc1复合物的细胞色素b部分来抑制电子传递，充当泛醌类似物。与氯胍联合使用时，阿托伐醌对孕妇和儿童安全有效。阿托伐醌对宿主和蚊子中的寄生虫有性阶段有效。因此，它抑制了从蚊子到人类的疟疾传播。与氯胍的固定组合以Malarone的商品名开发²⁴,²⁶。
1972年，青蒿素从黄花蒿(Artemisia annua)中提取。青蒿素及其衍生物，包括蒿甲醚、双氢青蒿素、蒿乙醚和青蒿琥酯，具有广谱活性。青蒿素抑制红细胞内所有寄生虫阶段，特别是在其发育的早期阶段。它还抑制配子体从人类到蚊子的传播²⁷。青蒿素及其衍生物对耐氯喹和耐甲氟喹菌株有效。它们对所有疟原虫物种都是安全、有效且快速作用的血液裂殖体杀灭剂。然而，青蒿素不能清除寄生虫的潜伏肝阶段。这些药物半衰期短且生物利用度低，导致耐药性，使其作为单药治疗无效。因此，推荐青蒿素衍生物与其他抗疟疾药物联合使用进行治疗²⁸。
青蒿素的抗疟疾作用可能是由于自由基的产生，这是由于青蒿素内过氧化物桥在寄生虫食物液泡中裂解所致，这抑制了寄生虫钙ATP酶和蛋白酶体²⁹,³⁰。作为单药治疗时，蒿甲醚具有较高的复燃率。它具有快速的口服吸收。与食物一起服用时，生物利用度加倍。一旦进入体循环，蒿甲醚在肠道和肝脏中水解为双氢青蒿素。
青蒿琥酯是一种半合成衍生物，由于其快速的抗疟疾作用、缺乏显著耐药性和更大的水溶性，被推荐作为严重疟疾的一线药物³¹。
四环素类和大环内酯类是作用缓慢的抗疟疾药物，用作奎宁治疗恶性疟原虫的辅助药物。多西环素也用于在高耐药性地区进行化学预防³²。目前用于对抗抗疟疾药物耐药性的策略是药物联合使用的治疗。过去通过使用固定组合来实施这一策略。世界卫生组织推荐以青蒿素为基础的联合疗法(ACT)作为管理无并发症恶性疟原虫的一线方案。原因是药物组合减少了耐药性和副作用³³。
ACT包含一种有效的青蒿素成分，可快速清除寄生虫，加上一种长效药物，可消除残留寄生虫并减少青蒿素耐药性。世界卫生组织推荐的ACT包括青蒿琥酯/氨酚喹、蒿甲醚/本芴醇、青蒿琥酯/甲氟喹、青蒿琥酯/吡咯萘啶、双氢青蒿素/哌喹、青蒿琥酯/磺胺多辛/乙胺嘧啶、Arterolane/哌喹和青蒿素/哌喹/伯氨喹。氯喹加伯氨喹仍是间日疟原虫根治的一线方案。奎宁+四环素/多西环素具有高治愈率，但有严重副作用，并且对儿童和孕妇禁忌³⁴。
建议从非流行区到流行区的旅行者在化学预防方案中使用甲氟喹、阿托伐醌/氯胍或多西环素³⁵。在高风险人群中提倡间歇性预防治疗，包括妊娠期间的磺胺多辛/乙胺嘧啶和作为季节性化学预防的氨酚喹/磺胺多辛-乙胺嘧啶³⁶。由于其心脏毒性，卤泛群不适合治疗使用。由于副作用，氨苯砜、麦帕克林、氨酚喹和磺胺类药物已从治疗使用中撤出³⁶,³⁷。表1列出了部分著名抗疟疾药物及其副作用。
新型抗疟疾靶点
目前可用的抗疟疾药物是基于疟原虫物种与其宿主的主要代谢途径差异来确定的。寄生虫的主要代谢途径，包括血红素解毒、脂肪酸合成、核酸合成、脂肪酸合成和氧化应激，是一些药物设计的新位点³⁸,³⁹。尽管大多数抗疟疾药物已使用多年，但目前由于耐药性，其使用受到限制。根据文献，没有抗疟疾药物被确定为抑制已知药物靶点⁷,⁴⁰。相反，大多数抗疟疾药物是在体内动物或体外模型研究中确定的。因此，大多数抗疟疾药物的作用机制仍不确定。此外，大多数抗疟疾药物的耐药机制尚未得到充分理解³⁹。
疟疾控制需要协调的策略，如病媒控制、有效和安全的抗疟疾药物以及有效的疫苗。考虑到疟疾导致的高死亡率和发病率、耐药性的紧急出现和传播、现有抗疟疾药物对非红细胞和有性阶段的无效性，了解寄生虫的基本代谢途径来识别新型抗疟疾药物至关重要。为实现这一目标，药物研究应针对已验证的新靶点来分离新的先导化合物³⁹,⁴¹。
识别新代谢靶点的需求源于几个原因。首先，除了阿托伐醌和青蒿素衍生物药物外，大多数抗疟疾药物没有化学多样性，这可能导致交叉耐药性。其次，由于假定的化学治疗靶点的混淆数组，许多靶点尚未得到验证。如果得到验证，可能会产生一些有效和安全的化合物。识别新药物靶点和设计作用于新靶点的新化合物是目前世界各地广泛使用的方法，以应对现有药物耐药性引起的挑战⁴⁰,⁴¹。因此，已探索针对疟疾寄生虫新靶蛋白的特异性抑制剂，用于药物靶点识别。自恶性疟原虫基因组公布以来，已出现了几种用于药物干预的新靶点。这些潜在的抗疟疾药物靶点涉及关键代谢物的生物合成、膜运输和信号系统，以及血红蛋白降解过程⁴⁰,⁴²。
疟疾寄生虫蛋白酶
疟原虫蛋白酶是一种普遍存在的催化和调节酶，在原生动物寄生虫的生存及其引起的疾病中起关键作用。它催化肽键的水解⁴³。蛋白酶在疟疾疾病发病机制中的作用包括细胞/组织穿透、免疫逃避、炎症激活、红细胞侵入、血红蛋白和其他蛋白质的分解、自噬以及寄生虫的发育⁴⁴。
疟疾蛋白酶(谷氨酸天冬氨酸、半胱氨酸、金属、丝氨酸和苏氨酸)是有希望的治疗靶点，因为破坏疟疾蛋白酶基因会抑制红细胞阶段寄生虫中血红蛋白的降解和发育⁴⁵。
红细胞破裂和随后的裂殖子侵入需要疟疾蛋白酶酶。一种合成肽(GlcA-Val-Leu-Gly-Lys-NHC₂H₅)抑制恶性疟原虫裂殖体半胱氨酸蛋白酶Pf 68。它抑制红细胞侵入和寄生虫发育。这表明蛋白酶在寄生虫侵入红细胞中起关键作用。因此，蛋白酶是抗疟疾药物开发的有希望的靶点⁴⁶。
在恶性疟原虫食物液泡中，已分离出几种天冬氨酸蛋白酶(血影蛋白I、II、III、IV)和半胱氨酸蛋白酶(裂殖子-1、裂殖子-2/、裂殖子-3)，用于降解血红蛋白，如图2所示。
![图2 蛋白酶降解血红蛋白。]
将培养的恶性疟原虫寄生虫与蛋白酶抑制剂亮抑酶肽和E-64一起孵育会导致未降解球蛋白的积累。亮抑酶肽抑制半胱氨酸和一些丝氨酸蛋白酶，但E-64特异性抑制半胱氨酸蛋白酶⁴⁷,⁴⁸。将寄生虫与天冬氨酸蛋白酶抑制剂胃蛋白酶原一起孵育后，球蛋白未积累。多项研究表明，半胱氨酸蛋白酶抑制剂不仅抑制球蛋白降解，还抑制血红蛋白分解的早期步骤，如血红蛋白的变性、球蛋白释放血红素和血色素的产生⁴⁹。这些结果表明，半胱氨酸蛋白酶是恶性疟原虫血红蛋白降解的初始步骤所必需的。胃蛋白酶原和E-64协同阻断恶性疟原虫发育。然而，只有E-64阻断球蛋白水解⁴⁸,⁴⁹。几种半胱氨酸蛋白酶抑制剂，如氟甲基酮和乙烯基砜，抑制恶性疟原虫生长和血红蛋白降解。在疟疾动物模型中，氟甲基酮抑制恶性疟原虫蛋白酶活性并治愈了80%的小鼠疟疾感染。因此，蛋白酶抑制剂是有希望的候选抗疟疾药物。后续工作确定了具有生物活性的裂殖子抑制剂，包括阻断寄生虫代谢和发育的查尔酮和吩噻嗪⁵⁰。
丝氨酸蛋白酶参与恶性疟原虫生命周期中的裂殖体破裂和红细胞再侵入。它可以通过几种丝氨酸蛋白酶抑制剂阻断，这是最佳选择，因为没有可用的人类酶同源物。从链霉菌物种中分离的蛋白酶抑制剂LK3降解疟疾的丝氨酸蛋白酶⁵¹。乌苏酸是一种天然五环三萜，抑制寄生虫从环状阶段到裂殖体阶段的成熟，从而终止裂殖子的释放及其侵入。一系列高活性的2-嘧啶碳腈抑制裂殖子-2和裂殖子-3⁵²。通过statine和allophenylnorstatin-based抑制剂抑制血影蛋白酶会阻断血红蛋白降解并杀死寄生虫。有几种可用的半胱氨酸蛋白酶阻断剂，包括Epoxomicin、lactacystin、MG132、WEHI-842、WEHI-916和chymostatin。
磷酸肌醇4-激酶(PfPI4K)抑制剂
磷脂酰肌醇脂质激酶(PIKs)是普遍存在的酶，通过磷酸化脂质来调节增殖、存活、运输和细胞内信号传导⁵³。在寄生虫中研究最广泛的PIK类别是磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和磷脂酰肌醇4-激酶(PI4K)。抑制这些酶被确定为开发具有理想活性谱的抗疟疾药物的潜在靶点，用于预防、治疗和消除疟疾⁵⁴。UCT943、咪唑并吡嗪(KAF156)和氨基吡啶是一类新的抗疟疾化合物，靶向PI(4)K并抑制宿主感染中多个疟原虫物种在每个阶段的细胞内发育。因此，靶向(PI3K)和PI(4)K可能为基于靶点的药物发现开辟新途径，以识别新型抗疟疾药物。KAF156目前处于II期临床试验中⁵⁵,⁵⁶。MMV048是一种化合物，在体内对P.cynomolgi具有良好的预防活性，并具有作为阻断传播药物的潜在前景。MMV048目前正在埃塞俄比亚进行IIa期临床试验¹¹。
靶向转运蛋白
为了在感染的红细胞中快速生长，疟原虫物种需要足够的底物来为它们旺盛的代谢提供燃料。因此，寄生虫通过诱导特化的转运蛋白来准备宿主红细胞，这些转运蛋白与宿主细胞转运蛋白显著不同，用于代谢物的摄取和去除。因此，载体蛋白和通道等转运蛋白是潜在的靶点，因为它们在代谢物、电解质和营养物质的运输中起主要作用⁵⁷。这些是疟原虫表面阴离子通道(PSAC)和寄生泡膜(PVM)，为营养物质进入细胞内寄生虫提供连续的扩散途径⁵⁸。
PSAC是最有希望的靶点，因为它在不同类型的营养物质摄取(次黄嘌呤、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、酪氨酸、泛酸和胆碱)进入细胞内寄生虫中起关键作用。PSAC与已知宿主通道基因没有明确的同源性⁵⁸,⁵⁹。根皮苷、丹曲林、呋塞米和尼氟灭酸是有效的阴离子转运蛋白阻断剂。格列本脲、瑞格列奈和甲苯磺丁脲等药物抑制胆碱进入寄生虫感染的红细胞⁶⁰,⁶¹。
疟原虫糖转运蛋白抑制剂
恶性疟原虫的血液形式几乎完全依赖糖酵解产生能量，没有能量储存，依赖持续摄取葡萄糖。寄生虫将丙酮酸转化为乳酸以产生ATP，这对在红细胞内复制是必需的⁶²。葡萄糖首先通过宿主细胞的葡萄糖转运蛋白(称为GLUT1)从血液转运到感染的红细胞中，GLUT1在红细胞膜中含量丰富，以及寄生虫诱导的"新通透性途径"⁶³。葡萄糖通过恶性疟原虫己糖转运蛋白(PFHT)转运到寄生虫中。PFHT具有一些典型的糖转运蛋白特征。GLUT1对D-葡萄糖有选择性，而PFHT可以转运D-葡萄糖和D-果糖。因此，GLUT1和PFHT在与底物相互作用方面的差异，提出了选择性抑制PFHT是有希望的新型靶点，可开发新的抗疟疾药物⁶⁴。长链O-3-己糖衍生物(化合物3361)抑制PFHT对葡萄糖和果糖的摄取，但不抑制主要哺乳动物葡萄糖和果糖转运蛋白(GLUT1和5)的己糖转运。化合物3361还抑制间日疟原虫PFHT对葡萄糖的摄取。在先前的研究中，化合物3361杀死了培养中的恶性疟原虫，并减少了小鼠模型中伯氏疟原虫的繁殖⁶⁵。
寄生虫乳酸转运蛋白抑制剂
疟疾寄生虫的血液形式主要依赖无氧糖酵解进行生长和发育⁶⁰。感染疟原虫的红细胞摄取葡萄糖的速度比未感染的红细胞快100倍。寄生虫通过糖酵解将葡萄糖代谢为乳酸，通过乳酸：H+共转运机制将其从寄生虫输出到外部环境⁶⁶。乳酸输出和葡萄糖摄取对保持寄生虫的能量需求、细胞内pH和渗透稳定性都很关键。乳酸：H+共转运系统抑制是有希望的新型靶点，可用于开发新药物。MMV007839和MMV000972等几种化合物通过抑制乳酸：H+转运蛋白杀死恶性疟原虫无性血液阶段寄生虫⁶⁷。
P-型Na+ATP酶抑制剂(PfATP4)抑制剂
与其他细胞类型一样，红细胞维持低内部Na+水平。然而，寄生虫增加了红细胞细胞膜的通透性，促进了Na+的进入，导致红细胞细胞质Na+浓度增加到细胞外介质的水平。因此，尽管寄生虫存在于细胞内部位，但寄生虫发现自己处于高Na+介质中，必须通过其质膜将Na+离子外排，以保持低细胞质Na+水平以生存。在这种情况下，寄生虫的Na+流入通过使用P型ATP酶转运蛋白(PfATP4)进行调节，该转运蛋白充当寄生虫的主要Na+外排泵机制，如图3所示⁶⁸。抑制这种转运蛋白会导致寄生虫内部Na+量增加，最终导致疟疾寄生虫死亡。包括处于II期的cipargamin、处于I期的(+)-SJ733和处于II期的KAE609在内的几种化合物将PfATP4作为其作用机制⁶⁷,⁶⁹。
![图3 抑制cipargamin后，感染红细胞死亡中寄生虫诱导的PfATP4和V型H+ATP酶的建议机制。]
V-型H+ATP酶抑制剂
疟原虫物种通过使用P型ATP酶转运蛋白来控制其Na+水平。它还通过类似途径导入H+。为了调节不断增加的H+浓度并保持细胞内pH为7.3，疟疾寄生虫使用互补的V型ATP酶转运蛋白来外排H+。它是开发新型药物的有希望的靶点。MMV253通过突变选择和全基因组测序将其机制作用确定为V型H+ ATP酶的抑制剂⁷⁰,⁷¹。
水通道蛋白-3抑制剂
水通道蛋白-3(AQP3)是一种水甘油通道蛋白，促进哺乳动物细胞中水和甘油的运动。AQP3在人类肝细胞中因寄生虫感染而被诱导，对寄生虫复制起重要作用。AQP3为甘油进入伯氏疟原虫提供途径，并有助于无性红细胞内阶段寄生虫的复制⁷²。AQP3的基因耗竭显著抑制了伯氏疟原虫肝阶段的寄生虫负荷。此外，用auphen(一种AQP3抑制剂)治疗可减少肝细胞中的伯氏疟原虫和红细胞中的恶性疟原虫寄生虫负荷，表明宿主蛋白在寄生虫的不同生命阶段中起着关键作用⁷³。最有趣的是，小鼠中AQP3的基因破坏不是致命的，表明宿主蛋白具有潜在的治疗新靶点。这项工作增加了我们对受疟原虫感染影响的宿主肝脏过程的理解，并强调了靶向这些过程用于未来抗疟疾药物开发的潜力⁷¹,⁷²。
胆碱转运抑制剂
磷脂在恶性疟原虫的红细胞内生命周期中起着关键作用，既是膜的结构成分，又是调节多种酶活性的调节分子。这些分子对红细胞内寄生虫的繁殖至关重要。在红细胞侵入后，磷脂水平增加，磷脂酰胆碱是其细胞膜的主要脂质成分。寄生虫使用胆碱作为前体从头合成磷脂酰胆碱。这种从头合成途径对寄生虫的生长和生存至关重要。抑制胆碱转运进入寄生虫，抑制磷脂酰胆碱生物合成，导致寄生虫死亡⁷⁴。Albitiazolium是一种已进入II期试验的药物，主要通过抑制胆碱转运进入寄生虫发挥作用。Albitiazolium在疟原虫中积累高达1000倍，并抑制寄生虫生长而不复发。它在严重条件下有效。值得注意的是，单次注射在高寄生虫血症水平下即可治愈⁷⁵,⁷⁶。
胆碱磷酸胞苷酰转移酶是磷脂酰胆碱从头生物合成的限速步骤⁷⁷。双季铵盐化合物G25和双阳离子化合物T3抑制寄生虫中的磷脂酰胆碱合成。G25对哺乳动物细胞系的毒性低1000倍。这些药物是抗疟疾药物发现和开发的关键先导化合物⁷⁸,⁷⁹。
二氢乳清酸脱氢酶抑制剂
疟原虫物种在人类宿主中传播的关键步骤是寄生虫DNA的广泛和快速分裂，这取决于必需代谢物(如嘧啶)的可用性。在疟疾寄生虫中，嘧啶核苷酸对DNA、磷脂和糖蛋白的合成起着至关重要的作用。核苷酸合成遵循两条主要途径：补救途径和从头途径。二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)是一种重要的酶，催化二氢乳清酸氧化为乳清酸，这是从头嘧啶合成的限速步骤。因此，DHODH代表了抗疟疾药物开发的潜在有希望的靶点⁸⁰。
人类细胞通过补救已经形成的嘧啶或通过从头合成来获取嘧啶。如果从头生物合成途径被抑制，细胞将依赖补救途径，细胞不会死亡。然而，抑制寄生虫中从头嘧啶生物合成会导致这些细胞死亡，因为疟疾寄生虫缺乏嘧啶补救途径，这使得寄生虫容易受到DHODH抑制⁸¹。DSM190和DSM265是寄生虫DHODH酶的选择性抑制剂，后者目前处于II期临床试验中。P218是一种DHODH抑制剂，对所有乙胺嘧啶耐药菌株有效，目前处于I期。KAF156(甘普拉西德)目前正在与本芴醇一起进行IIb期临床试验⁸²。
异戊二烯生物合成抑制剂
异戊二烯对蛋白质的翻译后脂质修饰和恶性疟原虫的无性复制是必需的。异戊二烯从五碳前体异戊烯基二磷酸(IPP)或其异构体二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)合成，通过两种独立途径之一合成。甲羟戊酸途径和2C-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸(MEP)途径。在大多数微生物中，这两条途径是相互排斥的。细菌和恶性疟原虫完全依赖MEP途径，但人类不依赖。因此，MEP途径中的酶被探索为潜在的治疗新靶点。MEP途径中的限速步骤由恶性疟原虫1-脱氧-D木酮糖-5-磷酸还原异构酶(pfDxr)催化，使这种寄生虫酶成为开发新型抗疟疾药物的有希望的靶点⁸³,⁸⁴。PfDXR抑制剂抑制恶性疟原虫生长，而对人类细胞无毒。PfDXR是抗疟疾药物开发中的潜在新靶点⁸³。福司麦旦、MMV019313和MMV008138抑制DOXP还原异构酶，这是DOXP途径的关键酶，在人类中不存在。因为在疟疾寄生虫中抑制蛋白质法尼基化会破坏无性寄生虫生长，这是一种潜在的抗疟疾靶点⁸⁵。
法尼基转移酶抑制剂
法尼基化蛋白在包括囊泡运输、信号转导、DNA复制调控和细胞分裂在内的多种细胞过程中起着至关重要的作用。这种翻译后修饰有助于细胞内蛋白质与膜的结合，并促进蛋白质-蛋白质相互作用。法尼基转移酶催化15碳异戊二烯脂质单元法尼基从法尼基焦磷酸转移到含有CaaX基序的蛋白质的C末端。法尼基转移酶酶是开发抗疟疾药物的有希望的新靶点，因为其抑制会杀死寄生虫⁸⁶。
先前，使用法尼基转移酶抑制剂BMS-388,891(一种四氢喹啉)的寄生虫耐药性进化显示，在肽底物结合域中蛋白质发生突变。在使用BMS-339,941(另一种四氢喹啉)的选择中，在法尼基焦磷酸结合口袋中发现了突变。在另一项研究中，在对MMV019066耐药的恶性疟原虫菌株中发现了法尼基转移酶的β亚基突变。建模研究表明，这些突变扭曲了小分子与法尼基化活性位点的关键相互作用位点，从而产生耐药性⁸⁷。
恶性疟原虫翻译延长因子2抑制剂
开发新药物的一个有希望的靶点是阻断恶性疟原虫核糖体和负责蛋白质合成的翻译机制的其他部分。疟原虫物种拥有三个基因组：核、线粒体和顶质体(来自残留的叶绿体)。所有基因组都需要翻译机制才能发挥作用。蛋白质合成抑制剂作为有效的抗生素在临床上取得了重大成功。多西环素、克林霉素和阿奇霉素具有抗疟疾治疗用途，因为它们抑制恶性疟原虫物种线粒体和顶质体内的核糖体，导致这些细胞器效应的丧失⁸⁸。有趣的是，恶性疟原虫核糖体在原核和真核之间占据进化中间地带，将其与人类核糖体显著区分开来，提供了一个重要的有希望的新靶点。恶性疟原虫延长因子2(pfEF2)是核糖体的组成部分，催化核糖体沿信使RNA的GTP依赖性易位，对真核生物中的蛋白质合成至关重要。pfEF2被确定为抗疟疾药物开发的新靶点⁸⁷,⁸⁹。
蛋白质合成的抑制体现在sordarin的发现中，这是一种天然产物，通过抑制酵母真核延长因子2选择性阻断真菌蛋白质合成。类似地，M5717(以前称为DDD107498)，一种选择性抑制80S核糖体相互作用的pfEF2的抑制剂，目前处于I期研究中，验证了pfEF2作为抗疟疾药物有效靶点的潜力⁸⁸,⁹⁰。
抗粘附多糖
严重疟疾的主要特征是感染寄生虫的红细胞滞留、炎症和微血管阻塞。恶性疟原虫在附着到内皮和其他血细胞时使用硫酸乙酰肝素，导致血流受阻。用药物抑制这些异常细胞和病原体相互作用可以恢复受阻血流并影响寄生虫生长⁹¹。
多项研究表明，sevuparin是一种抗粘附多糖剂，由肝素制造，消除了抗凝血酶效应。sevuparin抑制裂殖子侵入红细胞、感染红细胞与未感染和感染红细胞的结合以及与血管内皮细胞的结合。此外，sevuparin结合到恶性疟原虫红细胞膜蛋白1的N端细胞外、硫酸乙酰肝素结合结构，即 Duffy结合样结构域1α(DBL1α)，已知是感染红细胞滞留的重要贡献者⁹²,⁹³。表2总结了不同阶段正在进行的一些临床试验。
除了新药发现外，有效疫苗的开发对于控制疟疾至关重要。过去开发了几种疫苗，靶向不同的寄生虫生命周期阶段。像PpPf S25这样的传播阻断剂，靶向蚊子载体中的寄生虫阶段。靶向血液阶段形式的疫苗，如顶端膜抗原-1(AMA-1)和裂殖子表面蛋白1(MSP1)由于红细胞和裂殖子的复杂代谢途径而显示出令人失望的结果。靶向前红细胞子孢子阶段的疫苗仍然是最有希望的方法。RTS,S/AS02A疫苗诱导抗环子孢子抗体，已完成III期效力试验⁹⁴,⁹⁵。
结论
令人担忧的是，疟疾寄生虫对现有药物的耐药性最近不断出现，继续增长，日益限制我们控制这种严重疾病的能力。然而，令人欣慰的是，正如本文所回顾的，目前正在评估许多抗疟疾药物发现的新方法。该领域进展速度的最近增加表明，如果对抗疟疾药物发现的支持充足，新方法应该很快导致开发出能够通过新作用机制发挥作用的新抗疟疾药物。在过去的几年中，高通量筛选已确定了几种新型化学型，这些化学型已开发成极具前景的抗疟疾候选药物。研究进展的速度很高；这意味着对此类综述的更新将始终是必要的。除了功效外，毒性副作用、药代动力学相容性和产生耐药性的潜力都将是最终成功药物开发的主要参数。了解抗疟疾药物耐药性的潜在机制还应帮助我们绕过对新一代抗疟疾药物产生耐药性的问题。
缩写词
AQP3，水通道蛋白-3；pfEF2，恶性疟原虫延长因子2；WHO，世界卫生组织；DHODH，二氢乳清酸脱氢酶。
数据共享声明
所有数据均在稿件中提供或从已发表的论文中引用。
致谢
我要感谢贡德尔大学药学院提供的资源。
无资金支持
披露
作者声明在此工作中没有竞争利益。
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