青蒿素类抗疟药作用机制和耐药机制探究进展【摘要】青蒿素作为重要的抗疟药物，因其抗疟 作用效率高、速度快、毒性低并且与大部分其他类别的抗疟 药无交叉抗性等优点，成为目前全球抗疟的主要药物，虽然 在泰柬边境地区已出现了青蒿素耐药性，但就目前全球各地 使用青蒿素及其衍生物为基础的联合疗法(ACT)疗效来看 仍能达到90%以上，因此必须对刚刚出现的青蒿素耐药性现 象迅速采取遏制行动本文主要通过描述青蒿素的抗疟机 制，讨论其耐药性机制，以及对青蒿素的发展前景作一综述关键词】青蒿素；抗疟药；作用机制；耐药性机 制疟疾(Malaria)是经按蚊叮咬感染疟原虫(plasmodium, spp)所引起的虫媒传染病，不同的疟原虫可分别引起间日 疟、三日疟、恶性疟及卵圆疟恶性疟原虫是东南亚和非洲 流行疟疾的主要病原体，是造成患者死亡的主要杀手，本病 主要表现为周期性规律发作，全身发冷、发热、多汗，长期 多次发作后，可引起贫血和脾肿大等危害人体健康由于在 热带及亚热带地区常年温热潮湿，一年四季都可以发病，并 且容易流行，因此有效的防治疟疾十分重要，不仅可以保护 人民身体健康和生命安全，还可以为全球根除疟疾奠定基 础。
青蒿素(artemisinin)是我国科研人员1972年首次从 一种菊科植物黄花蒿(Artemisia annua L.)叶中提取分离 得到的有过氧基团的倍半菇内酯药物由于青蒿素结构特 殊，具有抗疟作用效率高、速度快、毒性低并且与大部分其 他类别的抗疟药无交叉抗性等优点，逐渐成为世界卫生组织 推荐的新的抗疟疾药物，是抗疟药史上的又一重大突破，并 且为抗疟药的研究与发展奠定了新的基础WHO已经将青蒿 素类药物的7 d疗程给药方案作为治疗恶性疟疾和体内敏感 测定的标准方案［1-2］ o本文根据文献报道，对全球近年来 有关于青蒿素类药物及其衍生物的抗疟作用的机制、耐药性 的产生及该药的发展前景作一综述1抗疟作用的机制1.1自由基的抗疟作用 青蒿素类药物属于含有过氧桥 的倍半菇内酯类新型抗疟药，对各种疟原虫有效各国学者 通过对青蒿素类药物作用机制的广泛深入研究，发现如果改 变了青蒿素过氧基团这一结构，其抗疟的作用消失，因此普 遍认为过氧基团这一结构是该类化合物抗疟作用的重要组 成部分［3-5］且迄今研究也认为，自由基与青蒿素类药物 抗疟活性之间也有着重要的关系，亚铁血红素或其他生物大 分子络合的亚铁，在药物活化过程中起到了关键作用，经研 究发现青蒿素类化合物抗疟作用属于氧化性机制，可以分为 两个过程，即青蒿素经活化后产生自由基，继而氧化性自由 基与疟原虫蛋白络合形成共价键，使疟原虫蛋白失去功能， 从而导致虫体的死亡［6-10］ o因为还原分解过氧桥形成自由 基时需要金属离子的帮助，因此现普遍认为亚铁离子（Fe2+） 与自由基产生有关，体内Fe2+的来源一是亚铁血红素，二是 游离Fe2+［11-12］。
首先过氧桥被催化断裂后产生氧自由基, 后由产生的氧自由基经过分子重排转化为以青蒿素碳原子 为中心的自由基和活性氧，虽然这两种自由基都对疟原虫的 细胞结构和功能具有损伤作用，但由于青蒿素转化为碳自由 基后活性更强，碳自由基发挥其烷基化的作用，使疟蛋白烷 基化，因此现认为青蒿素通过碳自由基起活性作用的可能性 更大［13-15］ o1.2青蒿素对红内期疟原虫有直接杀灭作用体外实验 中发现，Fe2+不存在时，青蒿素类药物同样具有选择性的高 效抗疟疾作用Pandey等［16］在抑制Fe2+的活性的条件下 对青蒿素类药物的抗疟活性进行了检测，结果发现Fe2+不存 在时青蒿素类药物的抗疟作用效果没有发生明显变化，故认 为青蒿素类药物杀灭红内期疟原虫的作用机制可能并不需 要Fe2+青蒿素选择性杀灭处于红内期的疟原虫主要原理是 影响其超微结构，青蒿素的作用位点位于疟原虫的膜系结 构，起到影响表膜-线粒体的功能，阻断宿主红细胞为其提 供的营养，从而达到抗疟的目的青蒿素对疟原虫配子体具 有杀灭作用，青蒿素类药物能够快速杀灭疟原虫早期配子 体，抑制各时期配子体，并对未成熟配子体起到中断其发育 过程的作用该类药物对配子体的杀灭有利于控制疟疾流行 ［17］。
1. 3抑制PfATP6酶的抗疟作用 恶性疟原虫钙ATP蛋白6 (Plasmodium falciparumcalcium ATPase 6, PfATP6) 是 青蒿素及其衍生物作用靶点之一，许多学者认为青蒿素可能 通过作用于疟原虫的PfATP6酶而发挥抗疟作用PfATP6是 恶性疟原虫基因组中唯一一类肌浆网/内质网钙ATP酶 (sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase, SERCA), 它通过消耗ATP来调节疟原虫胞浆内钙离子浓度，保持钙浓 度的内稳状态［18］青蒿素及其衍生物对PfATP6具有强大 且特异的抑制效果，通过抑制PfATP6,从而引发疟原虫胞浆 内Ca2+水平升高，细胞也随之凋亡，从而起到抗疟作用 ［19-20］ o徐进等［21］模拟出PfATP6酶的空间结构，并进一 步证明青蒿素与PfATP酶结合在空间结构上是可能的Eckstein-Ludwig等［22］也通过荧光实验证明，青蒿素在不 影响其他正常细胞Ca2+排出的情况下，通过阻断疟原虫所在 细胞PfATP6酶的活动，引起细胞死亡，从而达到治疗疟疾 的目的2耐药性产生机制青蒿素及其衍生物作为高效速效的抗疟药，被大量、广 泛、连续应用于临床，致使恶性疟原虫对青蒿素的抗药性正 在快速产生，由于青蒿素类药物有效血药浓度的时间较短， 当用药不规范，如疗程（一般7 d）不足时，杀灭疟原虫不 彻底，造成较高的治疗疟疾复发率［23-24］。
长期处于较低 药物压力下，循环往复，最终可导致青蒿素耐药性产生这 在实验室和现场研究中都得到了验证实验室培育的约氏疟 原虫和体外选育的恶性疟原虫对青蒿素及其衍生物产生抗 性较为缓慢且不稳定，以及对其抗性指数不高，如果去除药 物压力，耐药株就会恢复敏感性［25］因此可以认为疟原虫 对青蒿素及其衍生物产生耐药性是在药物压力下相应基因 表达发生改变，从而导致作用靶点蛋白表达量改变的结果 通过遗传学研究证实，电子传递链具有激活青蒿素的作用， 青蒿素抗性的产生是通过电子传递链之间相互作用导致电 势下降从而抑制了线粒体的功能，并且产生的自由基进一步 破坏了线粒体，编码线粒体NADH脱氢酶NDE1或NDI1的缺 失会导致对青蒿素类产生抗性，反之过度表达则可以增加敏 感性，因此电子传递的变化或环境因素的影响也可改变宿主 对青蒿素的敏感性［26］ o翻译控制肿瘤蛋白（TCTP）可能是青蒿素类药物抗疟作 用的靶点之-［9］o Walker等［27］在约氏疟原虫耐青蒿素虫 株中，未发现敏感株与抗性株TCTP基因序列有差异，但是 抗性株TCTP蛋白表达量高于敏感株2. 5倍因此由于TCTP 过度表达而产生的耐药性可能与青蒿素类药物的作用机制 有关［28］。
Krishna等［29］从恶性疟患者体内分离出的虫株对蒿甲 瞇的IC50值有所升高通过测序发现PfATP6的第769位的 丝氨酸突变为天冬酰胺(S769N),通过PfATP6基因序列的 置换突变出现耐药现象大量研究显示，疟原虫的某些遗传突变对青蒿素及其衍 生物的体外敏感性也有影响如恶性疟原虫多药抗性基因 (Plasmodium falciparum multi-drug resistance gene sequence,简称pfmdrl)、恶性疟原虫氯喳抗性性转运蛋白 (Plasmodium falciparum chloroquine resistant transporter,简称pfcrt)的基因序列与耐药性的产生密切 相关，因此pfmdr 1基因发生突变以及pfcrt基因的拷贝数 增加都可能会导致膜转运蛋白的改变，从而使药物外排增 多，使其无法实施有效的抗疟作用而产生耐药性［30-31］ oWitkowski等［3212010年提出了一个全新的理论假说： 恶性疟原虫对青蒿素及其衍生物药物压力的反应是在环状 体期形成细胞周期静止/阻滞现象：经过青蒿素培育的耐受 株F32-ART能够在初始药物浓度7 000倍的药压下逃生，且 未发现有上述基因突变或者高表达。
这也正好解释临床治疗 中青蒿素疗程不足时易高复燃的现象3结语青蒿素的发现和应用解决了过去传统抗疟药物产生耐 药性的问题，但作为一种现在普遍使用的抗虐药物，也面临 着产生耐药性的危险，在泰柬边境地区已出现了青蒿素耐药 性的现象，并且体外药物敏感性监测检测时也发现恶性疟原 虫野外分离株的敏感性有降低的现象[33-34] o而且在中国 的云南、海南等疟疾高发并应用青蒿素类抗疟药较久的地 区，恶性疟原虫的敏感性呈缓慢下降的趋势[35],因此查找 并确定青蒿素类药物耐药性的产生机制对防治疟疾具有重 要意义由于尚无法明确其耐药机制，为防止青蒿素类抗疟 药产生的大规模耐药性，目前针对遏制青蒿素类药物产生抗 性的对策是联合用药，现有的复方制剂主要为青蒿素或其衍 生物与其他抗疟药物联合用药，如氯喳、蔡酚喳、哌喳、甲 氟喳等，这种联合用药的治疗方法也可达到延缓耐药性的产 生，但要想完全控制其产生耐药性还需要更进一步的研究参考文献[1] Noedl H, Se Y, Schaecher K, et al. Evidence of artemisinin-resistant malaria in western Cambodia[J]. N Engl J Med, 2008, 359 (24)： 2619-2620.[2] 谭涛，秦宗会，谭蓉•青蒿素类药物的药理作用研究 进展[J]•中国药业，2009, 18 (3)： 63-64.[3] Yang H , Yang Y , Yang P , et al. Monitoring plasmodium falciparum chloroquine resistance in Yunnan Province, China, 1981 - 2006[J]. Acta Tropica, 2008, 108 (1)： 44-49.[4] Wang J Y. Antimalarial mechanism of Qinghaosu and itsderivatives[J]・Chin Tradit Herb Drugs , 1994(25)： 152-155.[5] Chen Y, Zhu S M, Chen H Y. The progress in qinghaosu and its derivative as antimalaria s[J].Acta Pharm Sin, 1998 (33)： 234-239・[6] Kapetanaki S , Varotsis C. Ferryl-oxo heme intermediate in the antimalarial mode of action of artemisinin[J]. FEBS Lett, 2000, 474 (2)： 238-241.[7] Macreadie I, Ginsburg H, Sirawaraporn W, et al. Antimalarial drug development and new targets[J]. Parasitol Today, 2000, 16 (10)： 438-444.[8] Olliaro P L, Haynes R K, Meunier B, et al. Possible modes of action of the art emisi nin - type compounds [J]. Trends Parasitol， 2001, 17 (3)： 122-126・[9] Me。