瘧原蟲來自何方?

瘧疾是全球最嚴重的傳染病之一。世界衛生組織報告，全球大約40%的人口受瘧疾威脅，每年全世界3.5～5億人感染瘧疾，110萬人因瘧疾死亡，每天有3000名兒童因患瘧疾而失去生命。在瘧疾的分布上，全球有59%的瘧疾病例分布在非洲，38%分布在亞洲，3%分布在美洲。盡管瘧疾在歐洲非常少見，但2006年少數西歐國家已發現無旅行史或輸血史的惡性瘧疾病例。降低瘧疾發病率，減輕瘧疾疾病負擔已列入《聯合國千年發展目標》。

瘧原蟲來自雞還是黑猩猩?

過去的研究早就明確，瘧疾是由人惡性瘧原蟲

(Plasmodium falciparum)引起。但是，瘧原蟲最初又是從哪里來的呢?人類的疾病很多要追溯到動物，瘧疾就是其中一種。在蚊子內寄生的瘧原蟲有5種，但是，惡性瘧原蟲對人類造成的傷害最大，因為它導致數以億計的人染上瘧疾。而追蹤瘧原蟲來自何方對開發藥物和戰勝這種疾病有巨大的幫助。基于此目的，無數研究人員進行了不懈的研究和探索。但是，關于人身上瘧原蟲的來源卻一直是半個世紀以來科學界爭論的話題。

關于瘧原蟲的起源，最早有兩種解釋。一種認為來自雞，而另一種認為來自黑猩猩。早在1958年，著名的人類學家弗蘭克·利文斯通(FrankLivingstone)博士就提出，惡性瘧原蟲是從黑猩猩跨物種傳染到智人身上的。可能的原因是，人類現代農業的興起和發展使人類入侵原始森林，這讓黑猩猩身上瘧原蟲的變種亞種瘧原蟲找到了新的宿主，于是瘧原蟲從黑猩猩轉移到人身上并引起人患瘧疾。然而，另一派研究人員則認為，惡性瘧原蟲是雞瘧原蟲的一個變種，是從雞轉移到人身上。

2010年8月，美國科學院院刊(PNAS)發表的一篇研究文章證明，瘧原蟲可能來源于黑猩猩。美國阿默斯特馬薩諸塞大學的史蒂芬·里奇(Stephen Rich)博士和舊金山全球病毒預報機構的內森·沃爾夫(Nathan Wolfe)等人組成的研究小組用基因證據證實了惡性瘧原蟲是亞種瘧原蟲的衍生變種。大約在10，000年前，瘧原蟲從黑猩猩身上跳躍式地傳到人身上。而黑猩猩身上的瘧原蟲稱為里赫諾夫氏瘧原蟲(Plasmodiumreichenowi)

里奇和沃爾夫從近100只黑猩猩身上獲取了瘧原蟲，并對其DNA序列進行了研究。這些黑猩猩都是從中非和西非捕獲的，它們的上一代是野生的。通過測序，他們認出了8個亞種瘧原蟲的版本(之前只知道一種)，并且發現惡性瘧原蟲的DNA恰好坐落在這些亞種瘧原蟲的基因組中間。而且，從黑猩猩到人類的這次跳躍似乎只出現過一次。現存的所有惡性瘧原蟲是由亞種瘧原蟲的某個個體衍生而來。

這個研究結果似乎印證了利文斯通在1958年的推測。所以，得知這一研究結果后，利文斯通估計，在人類開始現代農業之時，狩獵采集的人類開始了農耕生活，定居下來，同時也染上了黑猩猩所傳播的惡性瘧原蟲亞種。不過，里奇等人的研究也表明，對人有強烈致病性的惡性瘧原蟲(亞種瘧原蟲)卻對其最早的宿主黑猩猩致病性較輕，這提示，可能會找到一種有效抗御人瘧疾的天然減毒疫苗。

瘧原蟲來自黑猩猩還是大猩猩?

然而，人瘧原蟲來自黑猩猩的研究結論公布不久，新的研究結果就在挑戰這一結論，指出人瘧原蟲不是來自黑猩猩，而是來自大猩猩。

美國亞拉巴馬大學伯明翰分校研究人員比阿特麗斯·哈恩(Beatrice Hahn)的研究小組在美國以及非洲、歐洲搜集了約2700只野生的大猩猩、黑猩猩以及倭黑猩猩的糞便。研究人員對糞便中的瘧原蟲基因組分析后發現，目前在人類社會中傳播比較普遍的瘧原蟲僅與“西部大猩猩”糞便中的一種瘧原蟲親緣關系非常接近，而與黑猩猩及倭黑猩猩糞便中的瘧原蟲關系較遠。這表明，導致人患瘧疾的瘧原蟲最初來自大猩猩，而不是黑猩猩。

馬薩諸塞大學的史蒂芬·里奇等人得出人瘧原蟲來自黑猩猩的結論之所以有誤是因為其研究樣本有限，只有不到100只黑猩猩，而且沒有對照研究大猩猩、黑猩猩以及倭黑猩猩的樣本。同時，里奇等人研究的黑猩猩不是野生的，而是捕獲后喂養的，因而其身上的瘧原蟲的基因組并不純正。

哈恩等人的研究全部采用的是來自下撒哈拉非洲的野生黑猩猩、倭黑猩猩和大猩猩，對從它們糞便中提取的瘧原蟲的基因進行分析，以比較與人惡性瘧原蟲的關系。最初，研究人員只是打算調查這些靈長類動物中艾滋病病毒(HIV)的進化歷程以及與人的關系。但是，研究人員在1827只黑猩猩、803只大猩猩和107之黑猩猩的糞便樣本中發現了瘧原蟲的DNA片斷，特別是在這些動物的線粒體中發現了瘧原蟲的DNA。

通過分析發現，黑猩猩和西部大猩猩具有高水平的瘧疾感染，它們似乎像是瘧原蟲的自然貯存庫。但是，在東部大猩猩和倭黑猩猩身上卻沒有發現瘧疾感染的跡象。現在，研究人員把大猩猩劃分為兩個種:西部大猩猩和東部大猩猩。西部大猩猩又分兩個亞種，西部低地大猩猩和克羅斯河大猩猩，東部大猩猩也分兩個亞種，東部低地大猩猩和山地大猩猩。

哈恩等人再利用線粒體DNA來組建系統發生樹，這是一種根據DNA來判斷生物之間親緣關系的方法。通過分析發現，靈長類動物感染瘧疾至少由9種瘧原蟲引起，其中3種對于科學界來說是全新的。除了一種瘧原蟲例外，其他瘧原蟲在親緣關系上都非常接近，都從屬于三日瘧原蟲亞種(又名萊佛蘭氏原蟲亞種)，而且具有高度的寄主選擇性。

與此同時，研究人員又對人瘧原蟲進行了分析，發現人瘧原蟲與喀麥隆、中非共和國和剛果共和國的西部大猩猩所感染的瘧原蟲非常接近，兩者之間很可能起源于同一次傳播事件。參與這次研究的愛丁堡大學的進化生物學家保羅·夏普(Paul Sharp)認為，人瘧原蟲與靈長類瘧原蟲的遺傳差異較小。倫敦大學學院的進化生物學家丹尼爾·杰法瑞(Danielleffares)認為，這一發現當然很重要。如果正如哈恩等人研究結果所說的人瘧原蟲是通過一次單一的事件從大猩猩跳躍到人身上，那么，利用瘧原蟲基因組中相應致病基因可以研制出有效的疫苗，人類戰勝瘧疾可能出現曙光。但是，也有一些研究提示，還有其他瘧原蟲變種通過其他方式傳播到人類。所以，對于哈恩等人研究結果還需要以后更多的研究來驗證。

人是如何息瘧疾的?

無論人惡性瘧原蟲來自大猩猩還是黑猩猩，今天，它讓人患上瘧疾的原理是一致的。

瘧疾傳播有三個基本環節，即傳染源、傳染媒介和易感人群。瘧疾的傳染源為瘧疾病人，按蚊是重要的傳染媒介，而人群對瘧疾普遍易感。只有這三個環節同時存在，瘧疾才有可能流行。

瘧疾的具體傳染是，當蚊子叮咬了某個瘧疾病人，他(她)血液中的瘧原蟲就會被吸進蚊子體內。瘧原蟲在蚊子體內增殖和發育，10414天后發育成熟，就可以傳播給其他的人。如果蚊子這時叮咬了一個建康人，瘧原蟲將進入健康人的機體，使這個健康人變成瘧疾病人。蚊子有許多種，但只有按蚊可以傳播瘧原蟲。

瘧原蟲的發育成熟需要人和蚊子兩種寄主。瘧原蟲在人體內的發育分為紅細胞外期、紅細胞內期。

唾腺中帶有瘧原蟲成熟子孢子的雌性按蚊叮人吸血時，子孢子隨唾液進入人體，約經30分鐘隨血流侵入肝細胞，子孢子再攝取肝細胞內營養進行發育并裂體增殖，形成紅外期裂殖體。成熟的紅外期裂殖體內含數以萬計的裂殖子。當肝細胞脹破時，裂殖子釋出，一部分裂殖子被人體中的防御細胞巨噬細胞吞噬，其余部分則侵入紅細胞，開始紅細胞內期的發育。間日瘧原蟲完成紅外期的時間約8天，惡性瘧原蟲約6天，三日瘧原蟲為11-12天，卵形瘧原蟲為9天。

紅外期的裂殖子從肝細胞釋放出來，進入血流后很快侵入紅細胞，即紅細胞內期。侵入紅細胞的裂殖子先形成環狀體，攝取營養，生長發育，分裂增殖，形成大滋養體、未成熟裂殖體，最后形成含有一定數量裂殖子的成熟裂殖體。紅細胞破裂后，裂殖子釋出，一部分裂殖子被巨噬細胞消滅;其余部分裂殖子再侵入其他正常紅細胞，重復其紅內期的裂殖體增殖過程。

完成一代紅內期裂殖體增殖，間日瘧原蟲約需48小時，惡性瘧原蟲約需36～48小時，三日瘧原蟲約需72小時，卵形瘧原蟲約需4 8小時。惡性瘧原蟲的早期滋養體在外周血液中經十幾小時的發育，逐漸隱匿于微血管、血竇或其他血流緩慢處，繼續發育成晚期滋養體及裂殖體，晚期滋養體和裂殖體在外周血液中一般不易見到。

瘧原蟲經幾代紅內期裂殖體增殖后，部分裂殖子侵入紅細胞不再進行裂體增殖而發育成雌、雄配子體。惡性瘧原蟲的配子體主要在人的肝、脾、骨髓等器官的血竇或微血管里發育，成熟后開始出現于外周血液中。配子體的進一步發育需在蚊胃中進行，否則在人體內經30～60天即衰老變性而被消滅。

當雌性按蚊叮刺病人或帶蟲者吸血時，在紅細胞內發育的各期瘧原蟲隨血液進入蚊胃，但只有雌、雄配子體繼續發育，其余各期原蟲均被消化。在蚊胃內，雌、雄配子體發育成雌、雄配子。雄配子鉆進雌配子體內，受精形成合子。合子變長，能動，成為動合子。動合子穿過蚊子胃壁，在胃彈性纖維膜下形成圓球形的卵囊。

卵囊長大后，囊內的核和胞質反復分裂進行孢子增殖，生成成千上萬的子孢子。子孢子隨卵囊破裂釋出或由囊壁上的微孔逸出，隨血淋巴集中于按蚊的唾腺，當受染按蚊再叮咬人吸血時，子孢子即可隨按蚊唾液進入人體，又開始在人體內的發育，并致人患病。幾周之后，被感染的人就會出現瘧疾特有的發熱和寒戰而病倒。這種發熱呈一過性，并且反復發作。在最適宜條件下，瘧原蟲在按蚊體內發育成熟所需時間為，間日瘧原蟲約為9-10天，惡性瘧原蟲約為10-12天，三日瘧原蟲約為25-28天，卵形瘧原蟲約為16天。(文章代碼:102217)

【責任編輯】張田勘