疟原虫(Plasmodium)是
疟原虫科(Plasmodiidae)
疟原虫属(Plasmodium)的病原体统称。自1880年拉韦朗(Laveran)在患者血液中首次观察到疟原虫以来,已发现的疟原虫有200多种,大多数寄生在人和哺乳动物中,寄生在人体的疟原虫有
恶性疟原虫(P.falciparum)、
三日疟原虫(P.malariae)、
卵形疟原虫(P.ovale)、
间日疟原虫(P.vivax)及
诺氏疟原虫(P.knoulesi)五种。疟原虫的基本结构包括
细胞核、
细胞质和
细胞膜,不同发育阶段形态各异,以
裂殖子为例,其形态呈圆形或梨形,具有
顶突、
表膜、细胞核以及
细胞器等结构。
研究历史
古代研究
疟疾是一种非常古老的疾病。在古代,人们对疟疾的传染源认知模糊,多归因于
瘴气或超自然力量。中国古代医家将疟疾归为“疟邪”所致,其症状以周期性寒战高热为特征,多发于夏秋季节,其中恶性疟疾(瘴疟)更被视为“瘴毒”或“戾气”作祟。古罗马人则注意到疟疾与沼泽湿地的关联,认为其中潜藏的“污浊空气”(意大利语“malaria”)通过呼吸侵入人体致病。由于缺乏科学认知,疟疾一度被蒙上神秘色彩——苏美尔人视其为瘟疫之神涅伽尔的惩罚,古印度人则称其为“疾病之王”。早在公元前3世纪,古罗马文献已记载这种周期性发热的疾病,而中国先秦时期的《
黄帝内经》亦对疟疾的病机与疗法进行了系统阐述。
现代研究
疟疾研究与诺贝尔奖具有颇深的渊源。1880年,法国军医拉韦朗(Laveran)在阿尔及利亚通过显微镜首次观察到患者血液中的疟原虫,由此揭开病原体之谜,并于1907年荣获
诺贝尔生理学或医学奖。1897年,英国微生物学家罗斯(Ross)在印度证实按蚊是疟疾的传播媒介,阐明了疟原虫在蚊体内的生命周期,这一突破性发现使其斩获1902年诺贝尔奖。此后,奥地利医生瓦格纳-尧雷格(Julius Wagner-Jauregg)创新性地利用疟疾发热疗法治疗神经梅毒,赢得1917年诺贝尔奖。20世纪中叶,
DDT杀虫剂的问世曾让人类一度看到根除疟疾的希望,其发明者穆勒(Mueller)因此获得1948年诺贝尔奖,然而因环境危害问题,DDT最终被多国禁用。
詹姆斯(James)、肖特(Shortt)和格拉汉姆(Gammham)分别于1938年和1948年,在鸟原虫猴疟原虫和人间日疟原虫中发现了(肝实质细胞内的)红外期虫体。1973年,克莱德(Clyde)使用X线照射的子孢子的免疫接种获得成功。1976年,特拉格(Trager)体外培养恶性疟原虫成功。1980年,克罗夫斯基(Kr-toski)对
食蟹猴疟原虫进行实验发现其子孢子接种猴后,在猴肝细胞内找到
休眠子、推定了人间日疟原虫复发机制。
抗疟史上的巅峰成就当属中国药学家屠呦呦从古籍《
肘后备急方》中汲取灵感,成功提取青蒿素。这一“拯救2亿生命”的发现,使她在2015年成为中国首位诺贝尔自然科学奖得主。如今,青蒿素联合疗法(ACT)已成为世界卫生组织推荐的抗疟首选方案,在全球抗击疟疾耐药性的战役中发挥着不可替代的作用。
2021年7月30日,由
军事科学院军事医学研究院
科研人员所研发的
人工智能诊断疟原虫系统在北京正式上线。这标志着世界范围内疟原虫防控体系的建设又获得了重大突破。
分类及形态
分类
已发现的疟原虫有200多种,大多数寄生在人和多种哺乳动物,少数寄生在鸟类和爬行动物。该虫引起的疟疾是世界范围内极为重要的虫媒传染病。寄生在人体的疟原虫有五种,它们是
恶性疟原虫(P.falciparum)、
三日疟原虫(P.malariae)、
卵形疟原虫(P.ovale)、
间日疟原虫(P.vivax)及
诺氏疟原虫(P.knoulesi)。疟原虫在红细胞内的分类主要依据其形态结构特征。 其在红细胞内的发育过程依次经历环状体(又称早期滋养体,侵入红细胞后的初始形态)、滋养体(又称晚期滋养体,摄食与生长阶段)、裂殖体(无性繁殖与分裂阶段)和配子体(有性生殖起始阶段) 四个主要时期。各阶段形态特征显著,且不同虫种感染可导致红细胞发生特征性形态变化,不同疟原虫对比如下:
形态结构
疟原虫的基本结构包括细胞核、细胞质和细胞膜。在红细胞内寄生阶段,疟原虫能够摄取并分解宿主的血红蛋白,产生血红素和珠蛋白。其中,血红素无法被疟原虫利用,最终以疟色素的形式沉积于细胞质内。从环状体期开始,疟原虫各发育阶段均可见疟色素存在。
经姬氏或
瑞氏染色后,疟原虫的细胞核呈现紫红色,细胞质呈天蓝至深蓝色,疟色素则表现为棕黄色、棕褐色或黑褐色。虽然五种人体疟原虫的基本结构相同,但它们在红细胞内各发育阶段的形态特征存在差异。此外,被寄生的红细胞在形态上也会发生相应改变。这些疟原虫在红细胞内发育各期的形态特征,以及被寄生红细胞的形态变化,是鉴别不同种类疟原虫的重要依据。
以裂殖子为例,红细胞内期的疟原虫
裂殖子呈圆形或梨形,具有以下超微结构特征:虫体前端具有截头圆锥体状的顶突(apical prominence);体表覆盖表膜复合膜;内部含有一个细胞核和若干细胞器。这些结构特征是疟原虫裂殖子的基本形态组成。
表膜复合膜
疟原虫裂殖子的表膜复合膜(pellicular complex)具有精细的三层结构:最外层为薄质膜构成的外膜,其表面覆盖着由“T”形或“Y”形微毛规则排列形成的抗原性表被(surface coat);中层为较厚的网状内膜,除顶突和胞口外全覆盖虫体;内层为由极环发出的放射状微管系统,部分延伸至虫体中部,另一些直达后端。内膜与微管共同维持虫体形态并提供结构支持,其中微管可能还参与运动功能。
细胞器
细胞器包括有
顶突及
极环(polar ring)、顶凹(apical pit)、
棒状体(moptry)、微线体(mieroneme)、
线粒体(mitochondrion)、
微球体(microspheres)、
球形体(spherical body)、
核蛋白体(ribosome)、
内质网(endoreticulum)、
高尔基体(Godgi body)和多膜体(multilamellatebody)及
细胞口(eytostome)等。
极环(2-3层外膜皱褶)为顶突提供结构支撑;顶突顶端的顶凹作为机械性接触点介导红细胞初始吸附;成对的棒状体通过顶凹小孔释放富含组氨酸的蛋白质,这些效应分子可诱导红细胞膜发生凝集、渗透性改变和内陷;同时微线体通过前端小管分泌辅助入侵因子,二者协同作用形成入侵通道并在完成任务后降解。在入侵后期,微球体调控含虫空泡的扩张以建立寄生微环境,而球形体则作为线粒体相关的能量储存装置支持这一高耗能过程。细胞口在裂殖子期保持静默状态,直至发育为滋养体阶段才激活其摄食功能。
生活史
人体疟原虫的生活史需要在人和雌性按蚊两种宿主体内交替完成,其显著特点是必须经历
有性生殖和
无性生殖的周期性转换。感染始于按蚊叮咬时将子孢子注入人体,子孢子首先侵入肝细胞进行裂体增殖(红细胞外期发育),随后释放的裂殖子侵入红细胞开始红细胞内期的无性增殖。在红细胞内,疟原虫通过反复的裂体增殖产生大量裂殖子,同时部分裂殖子可发育为雌、雄配子体,这是有性生殖的初始阶段。当雌性按蚊吸血时,配子体进入蚊体,依次经历配子生殖形成合子,继而通过孢子增殖产生具有感染性的子孢子,完成传播循环。
在人体内的发育
分红细胞外期(肝细胞内发育)和红细胞内期(红细胞内发育增殖及雌雄配子体形成):
肝细胞内发育:疟原虫在肝细胞内的发育阶段称为红细胞外期(exo-erythrocytic cycle,简称红外期)。当携带成熟子孢子(sporozoite)的雌性按蚊叮咬人体时,子孢子随蚊虫唾液进入人体血液循环,约30-40分钟后侵入肝实质细胞。这一特异性入侵过程由子孢子表面的环子孢子蛋白(CSP)与肝细胞表面受体的特异性结合所介导。侵入肝细胞后,子孢子通过
胞饮方式摄取营养,启动
核分裂过程,随后胞质分裂并包裹细胞核,最终形成红外期裂殖体。成熟的裂殖体内含大量裂殖子,如间日疟原虫的单个裂殖体可产生约12,000个裂殖子。当肝细胞破裂后,释放的裂殖子部分被吞噬细胞清除,其余则侵入红细胞开始红细胞内期发育。不同种类疟原虫完成红外期发育所需时间存在显著差异:间日疟原虫需7-8天,卵形疟原虫需9天,恶性疟原虫需5.5-6天,三日疟原虫则需要11-12天完成此发育阶段。
红细胞内发育:疟原虫在红细胞内的发育阶段称为红细胞内期(erythrocytic cycle,简称红内期)。从肝细胞释放的裂殖子迅速侵入外周血红细胞,启动红内期发育。裂殖子入侵红细胞的过程包括三个关键步骤:首先,裂殖子通过特异性识别与红细胞膜
表面受体结合(不同疟原虫种类所需的受体各异);其次,红细胞膜在接触部位内陷形成
纳虫空泡;最后,入侵完成后纳虫空泡封闭,红细胞膜恢复正常。在此过程中,裂殖子的表被蛋白会脱落并残留于红细胞内。
侵入红细胞的裂殖子首先发育为环状体,随后依次经历
滋养体、未成熟裂殖体等阶段,最终形成含有特定数量裂殖子的成熟裂殖体。红细胞破裂后释放的裂殖子部分被吞噬细胞清除,其余则继续入侵新的红细胞,重复裂体增殖过程。值得注意的是,恶性疟原虫的早期滋养体在外周血中发育约十余小时后,会隐匿于内脏微血管等血流缓慢部位继续发育,因此其晚期滋养体和裂殖体通常难以在外周血中观察到。
蚊体内的发育
疟原虫在蚊体内的发育过程包括
配子生殖和孢子增殖两个连续阶段。当雌性按蚊叮咬感染者时,血液中的疟原虫进入蚊胃,其中仅配子体能够存活并继续发育。在蚊胃内,雄配子体经3次核分裂形成4-8个具有
鞭毛的雄配子,这些雄配子游动寻找并钻入已完成减数分裂的雌配子体内完成受精,形成合子。合子随后发育为能运动的动合子,穿透蚊胃壁后在基底膜下形成
卵囊。在卵囊内,核与胞质反复分裂并通过出芽生殖方式产生大量子
孢子,单个卵囊可产生数万个子孢子。成熟子孢子最终聚集于按蚊
涎腺,待蚊虫再次叮咬时传播给新宿主。疟原虫在蚊体内的发育受多种因素影响,包括配子体的成熟度、密度及性别比例,蚊体内环境及免疫反应,以及外界温湿度条件等。不同种类疟原虫在蚊体内的发育周期存在差异:间日疟原虫需9-10天,恶性疟原虫需10-12天,三日疟原虫需25-28天,卵形疟原虫约需16天。这一发育过程的顺利完成是疟疾传播的关键环节,成熟的子孢子可使按蚊具有持续感染能力长达2-3个月。
营养代谢
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。
葡萄糖代谢
红细胞内期疟原虫的
糖原储存很少,
葡萄糖是疟原虫红细胞内期主要的能量来源。疟原虫的寄生使红细胞膜发生变化,增强了葡萄糖通过膜的
主动转运,或者除去某些抑制转运的因子,从而使疟原虫可源源不断地从宿主的血浆获得葡萄糖以供代谢之用。6-磷酸葡萄糖脱氢酶(
G6PD)是
戊糖磷酸途径所需要的酶,受染疟原虫的红细胞内G6PD缺乏时,影响疟原虫分解葡萄糖,导致虫体发育障碍。缺乏G6PD的病人对恶性疟原虫有选择抗性是否与此有关尚待进一步研究。
蛋白质代谢
疟原虫获得的游离
氨基酸主要是来自红细胞内的血红蛋白的
水解产物,还来自宿主的血浆和红细胞内的
氨基酸库及有机物碳。血红蛋白从疟原虫胞口被吞入,由胞口基部长出
食物泡,胞口孔被
膜封闭。血红蛋白被食物泡内的酸性
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合成虫体本身的蛋白质。血红素最后形成一种复合物即疟色素。疟色素不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。
核酸代谢
疟原虫没有
从头合成嘌呤的途径,仅依靠一个
补救途径利用现成的
嘌呤碱基和
核苷。参与嘌呤补救途径的酶有
腺苷酸脱氢酶、嘌呤—
核苷磷酸化酶等。
在疟原虫的多种
生物合成途径中,
对氨基苯甲酸(
PABA)、
四氢叶酸(
THF)等都是很重要的
辅助因子。如果宿主的食物中缺乏PABA,则影响THF的生成,其体内寄生的疟原虫的生长繁殖发生障碍,感染因而被抑制。
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
游离脂肪酸和胆固醇,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,磷脂增多与疟原虫膜的合成有关。
致病阶段
疟原虫的主要致病阶段是红细胞内期的裂体增殖期。
致病力强弱与侵入的虫种、数量和人体免疫状态有关。
潜伏期
疟疾潜伏期(从感染到发病的时间)主要取决于疟原虫种类和虫株特性:恶性疟通常7-27天,三日疟18-35天,卵形疟11-16天,间日疟则存在显著差异(短潜伏期株11-25天,长潜伏期株可达6-12个月以上)。中国多省实验证实间日疟普遍存在长短两种潜伏期类型,且南方地区短潜伏期比例更高。值得注意的是,输血感染的潜伏期通常比蚊媒传播更短。潜伏期差异主要与感染的原虫种株、子孢子数量以及宿主免疫状态密切相关。
疟疾发作
疟疾的典型临床发作呈现特征性的周期性过程,包括
寒战、
高热和出汗退热三个连续阶段。这种发作本质上是红细胞内期疟原虫裂体增殖的直接结果:当血中原虫密度达到特定
阈值(间日疟10-500个/μl,恶性疟500-1300个/μl)时,裂殖体破裂释放裂殖子、代谢产物和红细胞碎片入血,这些物质刺激巨噬细胞和中性粒细胞产生内源性热原质,协同作用于
下丘脑体温调节中枢引发发热反应。发作周期严格对应不同疟原虫的裂体增殖周期(间日疟和卵形疟48小时、三日疟72小时、恶性疟36-48小时),但初发患者因原虫增殖不同步或混合感染时可表现为不规律发热。发作的持续时间和频率取决于治疗及时性和宿主免疫力发展程度,随着
特异性免疫应答的建立,未经治疗者发作也可自行终止。
再燃和复发
再燃(recrudescence)是由于红细胞内残存疟原虫在宿主免疫力下降或抗原变异时重新繁殖所致;而复发(relapse)则是肝细胞内休眠子复苏引发的新一轮红内期感染。恶性疟原虫和三日疟原虫因缺乏休眠子,仅表现为再燃;间日疟原虫和卵形疟原虫则同时存在再燃和复发两种形式。关于复发的具体机制尚未完全阐明,主流的子孢子休眠学说认为与肝细胞内休眠子的激活有关。
贫血
疟疾引起的贫血是疾病的重要并发症,其发生机制复杂多元。在疟原虫直接破坏红细胞的基础上,还存在三种关键致病因素:首先,脾功能亢进导致正常红细胞被过度吞噬;其次,免疫病理损伤表现为红细胞隐蔽抗原暴露诱发自身抗体,同时抗原抗体复合物通过补体激活途径引发红细胞溶解;最后,骨髓造血功能受抑制影响红细胞生成。这种多因素共同作用导致贫血程度往往远超疟原虫直接破坏的红细胞数量,其中恶性疟患者、孕妇和儿童尤为易感,成为流行区高死亡率的重要原因。
脾肿大
急性期患者在发病3-4天即出现脾肿大,主要由脾充血和单核-巨噬细胞增生所致,早期抗疟治疗可使脾脏恢复正常;慢性反复感染者则因脾包膜增厚和组织纤维化形成质地坚硬的持久性脾肿大,即使病原学治愈也难以复原。在疟疾流行区出现的“热带巨脾综合征”表现为极度脾肿大(可达脐下)、门脉高压、脾功能亢进和贫血等典型症状,实验室检查可见血IgM水平升高,其发病机制与疟疾感染引发的异常免疫反应密切相关。
凶险型疟疾
凶险型疟疾是以恶性疟原虫感染为主、间日疟也可引起的危重症候群,其本质是受染红细胞与血管内皮异常黏附引发的微循环障碍性疾病。该病在不同流行区呈现特征性分布:高疟区婴幼儿以恶性贫血为主要表现,中疟区儿童多见脑型疟和代谢性酸中毒,低疟区成人则以
急性肾衰、
黄疸和
肺水肿为典型表现。临床表现涵盖多系统损害,包括持续高热或反常低温等全身炎症反应,头痛抽搐昏迷等神经系统症状,呼吸窘迫和肺水肿等呼吸系统表现,以及
溶血性黄疸、异常出血等血液系统异常,同时伴有低血糖和酸中毒等代谢紊乱。其发病机制核心在于细胞因子风暴触发内皮细胞活化,促使受染红细胞黏附于微血管,形成“细胞因子-内皮活化-微血管阻塞”的恶性循环,最终导致多器官缺氧性损伤。值得注意的是,间日疟相关脑型疟的报道打破了传统认知,证实不同疟原虫种均可诱发相似危重病理过程,而宿主免疫状态差异是造成临床表现多样化的关键因素。
疟性肾病
多见于三日疟长期未愈者,典型表现为
全身性水肿、
腹水、
蛋白尿和
高血压,最终可导致肾功能衰竭,多见于非洲儿童患者。该病症与高效价疟原虫抗体及
IgM水平升高密切相关,其病理特征为慢性化后抗疟药物治疗无效,而重症恶性疟患者虽可出现类似症状但临床表现较轻且药物治疗有效。
其他类型疾病
如先天疟疾、婴幼儿疟疾、输血性疟疾等。输血疟疾是指由输血后引起的疟疾,临床表现与蚊传疟疾相似。其潜伏期长短与输血的原虫数、注射途径和受血者的易感性有关。库血贮存时间短于6天者最危险,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。
遗传
基因组
疟原虫基因组具有显著的种间差异,其中恶性疟原虫3D7克隆株的基因组特征尤为突出:其基因组大小约为23Mb,具有明显的A-T碱基偏好性。该基因组编码约5300个基因,呈现特殊的基因分布模式——编码自身
代谢酶和转运体的基因数量较少,而与宿主寄生适应及免疫逃避相关的功能基因占比显著增高。
染色体聚散
疟原虫在其生活史的核分裂过程中未观察到典型的染色体凝缩和分离现象,但通过加压场梯度凝胶电泳技术可检测到至少14个分子量和位置各异的连锁群。
流变性基因组
疟原虫基因组表现出显著的“流变性基因组”特征,其基因组中含有10%以上的重复序列,且同种疟原虫不同分离株间存在惊人的染色体多态性,同源染色体长度差异可达20%。这种基因组流变性可能源于配子在蚊胃内受精时发生的染色体重排,涉及DNA片段的删节和间插等机制。
免疫种类
固有免疫
疟疾的
固有免疫是宿主先天具有的抵抗力,表现为严格的种属特异性(人疟原虫仅感染人类)和特定人群的遗传抗性特征。西非地区和美国黑人中Duffy血型抗原阴性者对间日疟原虫具有天然抵抗力,而
镰状红细胞性贫血患者或
G6PD缺乏者则因红细胞内环境改变影响疟原虫代谢而获得对恶性疟的先天抗性。
获得性免疫
获得性免疫又称适应性免疫,是指疟疾感染后产生的适应性免疫包括体液免疫和细胞免疫两种机制。体液免疫主要表现为针对红细胞内期疟原虫产生的
IgG、IgM和
IgA抗体(以IgG为主),这些抗体能抑制裂殖体发育和繁殖,并促进吞噬细胞对裂殖体和裂殖子的清除。细胞免疫则通过
T细胞、
活化巨噬细胞和
中性粒细胞及其分泌的细胞因子(如
γ-干扰素、
肿瘤坏死因子等)发挥作用,导致感染红细胞内疟原虫变性坏死并被吞噬消化。这种免疫应答通常形成“带虫免疫”状态,即宿主能抵抗同种疟原虫再感染,体内维持低水平原虫血症而不出现临床症状,但免疫力会随原虫消失而逐渐消退。同时,部分疟原虫可通过免疫逃避机制(如抗原变异)在宿主体内持续存在,与保护性抗体共存,这种现象解释了疟疾免疫的不完全保护特性。
实验诊断
病原学诊断
疟疾实验室诊断的金标准是外周血涂片镜检疟原虫,该方法被
WHO推荐为最可靠的诊断依据。具体操作需同时制备厚、薄两种血膜,经姬氏或瑞氏染色后镜检。薄血膜的优势在于红细胞形态完整、原虫结构清晰,利于虫种鉴别,但低原虫密度时易漏检;厚血膜因血量多、原虫集中而检出率高,但红细胞溶解导致原虫形态改变,增加虫种鉴别难度。因此推荐在同一玻片上制备厚薄
血膜联合检测,当厚血膜发现原虫但难以定种时,可转查薄血膜确认。为提高检出率,采血时机至关重要:一般应在抗疟治疗前采血,对恶性疟患者更需严格把握采血时间,因其环状体后的发育阶段会隐匿于内脏微血管,仅在发作初期或发作后数小时内外周血中可见较多原虫。此外,恶性疟原虫的环状体特征(多感染红细胞、多重感染常见)及被寄生红细胞的形态改变(不胀大、可见茂氏点)也是重要的鉴别要点。
免疫学诊断
随着快速诊断技术的发展,基于胶体金免疫层析技术的快速诊断试剂(RDTs)因其操作简便(无需专业设备和技术)、快速(15-20分钟出结果)、高灵敏度和特异性等优势,已成为中国疟疾流行区重要的辅助诊断工具。主要检测两种疟原虫特异性抗原:恶性疟原虫特有的富组氨酸蛋白-Ⅱ(PfHRP-2)和疟原虫
乳酸脱氢酶(pLDH),前者可特异性诊断恶性疟,后者可用于所有疟原虫感染的检测。这些快速诊断方法不仅适用于临床诊断,还可用于流行病学调查、防治效果评估及献血员筛查等公共卫生领域。中国疟区普遍采用商品化Dip-stick法试纸条,其原理基于斑点免疫结合试验技术。根据国家规范,快速检测阳性者必须采集并保留血样以备复核,确保诊断准确性。
分子生物学技术
核酸探针杂交技术、PCR和基因芯片技术在疟疾检测中具有特异性强和敏感性高的优势,但其临床应用仍受限于操作技术要求高、实验设备复杂等条件限制,难以在基层现场推广。这些分子生物学方法在疟原虫种属鉴别(如区分三日疟原虫与诺氏疟原虫)、鉴别新发感染与再燃复发,以及开展基因分型和耐药基因筛查等方面具有独特价值。
流行病学
流行分布
截至2023年全球新增疟疾病例约2.63亿例,并导致59.76万例死亡。该疾病在83个疟疾流行国家和地区持续传播,其中非洲地区受影响最为严重。其次为亚洲和中南美洲。
流行环节
传染源(reservoir)
疟疾的传染源包括现症患者和带虫者,其传播能力取决于疟原虫配子体的发育特征和数量。配子体密度与原虫血症水平呈正相关,且不同疟原虫种的配子体出现时间存在显著差异:间日疟原虫在血症后2-3天即可产生配子体,使患者在发病早期即具传染性;而恶性疟原虫需7-11天才出现配子体。配子体的传播效率受其成熟度、数量、性别比例及蚊体内受精条件等多因素影响。
传播媒介(vector)
疟疾的传播媒介为
按蚊,全球450多种按蚊中仅不到20%具有传播能力。中国61种按蚊中,确认的传播媒介有8种,其中4种为主要传播种类:中华按蚊是中国平原地区的主要媒介,分布广泛;嗜人按蚊分布于长江以南山区;微小按蚊见于南方山区、丘陵和部分盆地;大劣按蚊则局限分布于海南及西双版纳的山林地带。
易感人群(susceptible population)
无免疫力的人群称为易感人群,如流行区儿童和非疟区无免疫力人群,而成人反复感染的机会多,可呈带虫状态。
流行因素
自然因素
疟疾传播受温度、湿度、雨量和地形等自然因素的综合调控,其中温度是决定性因素——疟原虫在媒介蚊体内发育需要15~30℃的适宜温度范围,低于15℃或高于30℃时发育停滞(形成休止期),这一温度依赖性导致温带地区疟疾传播呈现典型的春秋双高峰季节性特征,而海南岛和西双版纳等常年温度维持在15℃以上的热带地区则不存在传播休止期;同时雨量通过影响蚊虫孳生地的形成和持续时间直接调控媒介种群密度,湿度则进一步调节蚊媒生存和吸血活动频率,地形因素则通过塑造局部微气候和水体分布格局间接影响传播强度。
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。
流行特征
地方性
疟疾地方性流行区的划分主要依据2-9岁儿童脾肿率水平,具体分为四个等级:低度流行区(儿童脾肿率≤10%)、中度流行区(11%-50%)、高度流行区(>50%且成人脾肿率>25%)以及全疟区(儿童脾肿率>75%而成人脾肿率<25%)。这种分级体系通过脾肿率这一客观指标,准确反映了不同流行区疟疾传播强度的差异,其中全疟区呈现的“儿童高感染-成人低脾肿”特征,特别体现了长期高疟区人群获得性免疫的发展特点。
流行性
疟疾流行性主要表现为暴发流行,其特征是发病率(或包括死亡率)较常年水平急剧成倍甚至数十倍增长,并呈现剧烈波动状态。暴发流行的诱因包括:传染源输入(如感染者或带虫者进入)、传播媒介输入(如疟蚊被携带进入)、无免疫力人群大量进入地方性疟区,以及媒介数量异常增加等因素。这些条件单独或共同作用时,可在特定区域引发疟疾暴发流行。
季节性
疟疾流行呈现明显的季节性特征,其传播季节和发病高峰时间因地理环境、气候条件、媒介种类及疟原虫种类的差异而有所不同。在同时存在恶性疟原虫和间日疟原虫的地区,恶性疟的发病高峰通常较间日疟出现更晚,这种时间差异反映了不同疟原虫种在发育周期、蚊媒感染阈值以及与气候因素相关性等方面的生物学特性差异。
防治方法
抗疟策略
20世纪40年代
DDT(双对氯苯基三氯乙烷)灭蚊试验成功后,杀虫剂室内滞留喷洒与抗疟药物的结合使全球消除疟疾成为可能,促使1955年第8届世界卫生大会提出“全球消灭疟疾计划”。然而由于杀虫剂环境污染、蚊虫抗药性出现及社会经济条件限制,1978年第31届世界卫生大会将策略调整为疟疾控制,这一转变反映了对疟疾防控复杂性的深化认识。在中国,根据《中国消除疟疾行动计划(2010-2020年)》,设定了“2015年云南边境外地区消除疟疾,2020年全国消除疟疾”的阶段性目标。2006-2015年全国疟疾防治规划进一步细化要求:2010年底前除云南边境和海南高传播区外控制流行,70%县市基本消除;2015年底前全面控制高传播区流行,其他地区基本消除,海南省特别要求消除恶性疟。当前中国疟防工作坚持“因地制宜、分类指导、综合治理”原则,针对不同疟区实施差异化防控策略,重点加强流动人口疟疾管理和监测体系建设,形成了科学精准的防控模式。
抗疟措施
控制传染源
疟疾治疗的关键在于早期诊断和及时规范用药,遵循安全、有效、合理的原则。同时及早发现并根治疟疾现症患者和带疟原虫者,急性期症状消失后可解除隔离。
切断传播途径
疟原虫的传播途径主要包括蚊虫叮咬、血液传播和
胎盘传播,因此,抗虐的主要措施在个人防护方面,推广使用驱蚊剂和杀虫剂处理蚊帐;此外,结合新农村建设开展环境治理,通过改造排水系统、清除积水等环境改造措施,从源头上减少蚊虫滋生地。
保护易感人群
为了有效防控疟疾传播,需要采取多层次的综合防护措施:首先应重点加强出入境人员和境内流动人口的疟疾健康教育工作,特别是对来自疟疾流行区的人员实施重点监测。在高传播风险地区,居民应当规范使用驱避剂、长效杀虫蚊帐、蚊香等防护用品,并安装纱门纱窗等物理屏障。针对职业暴露人群(如野外作业或露宿者),必须强化个人防护意识,采取更严密的防蚊措施。对于无免疫力的初入疟区人员,建议在传播季节规律服用预防性抗疟药物(如
多西环素或马拉隆),同时严格做好个人防护以最大限度减少蚊媒接触机会。
疫苗及药物
药物治疗
根据疟原虫种类、药物敏感性及患者情况选择药物,严格掌握剂量疗程。常用抗疟药分为三类:一是红内期杀虫药如氯喹、青蒿素及其衍生物,用于控制症状,其中
青蒿素联合疗法(ACT)是WHO推荐的首选方案,但需警惕大湄公河和非洲部分地区出现的耐药性问题;二是配子体和休眠子杀灭剂
伯氨喹,可根治间日疟和卵形疟并阻断传播,但孕妇、婴儿和G6PD缺乏者需慎用;三是红外期杀虫药
乙胺嘧啶,可用于病因性预防,与磺胺类药物联用可增强效果。治疗重症疟疾时需在抗疟同时对症处理,如使用镇静剂或脱水剂。
疫苗接种
由于疟原虫抗原的多样性,疟疾疫苗的研制一直存在很大困难,目前研制的主要是子孢子蛋白疫苗和
基因疫苗。其中,在2021年,WHO推荐了RTSS/AS01(商品名 Mosquirix)疫苗用于预防疟疾,2023年又推荐了新疫苗
R21/Matrix-M用于预防儿童疟疾。