大多数疟疾药物旨在减少感染后的症状。它们通过阻止人体血液中致病寄生虫的复制起作用，但它们不能防止蚊子感染或传播。更糟糕的是，疟疾寄生虫正在发展对现有药物的抵抗力。
“在很多方面，寻找新的疟疾药物一直在寻找类似于阿司匹林的东西 - 它会让你感觉更好，但不一定能解决问题的根源，”药理学教授Elizabeth Winzeler博士说。和加州大学圣地亚哥分校医学院的药物发现。
在12月7日发表在“科学”杂志上的一项研究中，Winzeler和她的团队采取了不同的方法：在疟疾寄生虫的生命周期的早期阶段，当它最初感染人类肝脏时，而不是等到寄生虫在血液中复制并制造一个人病了。
该团队花了两年的时间从数十万只蚊子中提取疟疾寄生虫，并利用机器人技术系统地测试了超过500,000种化合物，因为它们能够在肝脏阶段关闭疟疾寄生虫。经过进一步测试，他们将名单缩小到631个有希望的化合物，这些化合物可能成为新的疟疾预防药物的基础。
为了加快这项工作，研究人员将研究结果作为开源，这意味着数据可以自由地与科学界共享。
“我们希望，由于我们没有为这些化合物申请专利，世界上许多其他研究人员将把这些信息用于他们自己的实验室和国家，以推动抗疟疾药物的发展，”Winzeler说。
大多数疟疾病例是由蚊子传播的寄生虫恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)或间日疟原虫(Plasmodium vivax)引起的。寄生虫的生命周期始于受感染的蚊子在吃血粉时将子孢子传染给人。这些子孢子中的一些可能在肝脏中产生感染。在那里复制后，寄生虫爆发并感染红细胞。当这个人开始出现疟疾症状时，例如发烧，发冷和头痛。这也是当寄生虫被新蚊子吸起并传染给另一个人的时候。
为了安全起见，Winzeler和团队在研究中使用了一种名为Plasmodiumberghei的相关寄生虫，它只能感染老鼠。他们在纽约的合作者用这些寄生虫感染了蚊子，每个星期二，Winzeler的团队都会收到联邦快递的一大盒橙色蚊子。在星期二下午，他们将提取子孢子，将它们转移到含有1,536个小凹坑或水槽的平板上，然后将平板带到位于加州大学圣地亚哥分校的Skaggs药学院和药学院的药物筛选设施或街对面。诺华研究基金会的基因组学研究所。
“在一个好的一周里，我们能够测试20,000种化合物，”Winzeler说，“当然，我们收到的许多蚊子都会被干燥，冷冻或覆盖在真菌中。”
这些子孢子经过精心设计，可以产生荧光素酶，这种萤火虫与萤火虫产生的萤光素相同。然后，在药物筛选设施中，研究人员使用机器人技术和声波添加微量的每种化合物，每个含子孢子的一种化合物。
研究人员寻找能够“关闭”光晕的化合物，这意味着它们杀死了寄生虫或阻止了它们的复制能力。他们服用这些化合物，证实了它们的效力，并清除了对肝细胞有毒的化合物。他们还测试了这些化合物在其他生命周期阶段抑制或杀死其他疟原虫物种和寄生虫的能力。
这使得他们得到了631种有前景的化合物 - 化学起点，用于开发新药以在症状出现前阻止疟疾感染，并防止它们传播到血液，蚊子和其他人。温泽勒说，她惊讶地发现许多化合物(58)阻断了寄生虫的电子传递链，这是一种在其线粒体中产生能量的过程。
该团队接下来将仔细研究631名有希望的候选药物，以确定对疟原虫物种影响人类的肝脏阶段有多少工作。Winzeler和比尔和梅林达盖茨基金会疟疾药物加速器(MalDA)的成员，一个致力于加速药物开发的国际联盟，正在合作解开许多化合物对抗疟疾寄生虫的机制。
该团队和其他人员还将继续开展必要的工作，将这些化合物开发成可供人类食用的药物，并有效预防肝脏阶段寄生虫复制和爆发进入血液。理想的新药对于世界上没有冷藏或大量医疗保健提供者的地区的管理来说也是可负担得起的和实用的。
“很多人很难一直睡在蚊帐下或每天吃药，”温泽勒说。“我们为生育控制等方面开发了许多其他方案。为什么不疟疾呢?疟疾研究界一直特别合作，愿意分享数据和资源，这让我很乐观，我们很快就会到达那里。”
根据世界卫生组织(世卫组织)的一份新报告，疟疾病例正在增加，特别是在包括马达加斯加，尼日利亚和刚果民主共和国在内的13个国家。2017年有2.19亿疟疾病例，而去年为2.17亿疟疾病例。2017年，约有435,000人死于疟疾。