惡性瘧原蟲對(duì)青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的全球現(xiàn)狀和基礎(chǔ)研究

趙紹敏，王滿元

（首都醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，北京100069）

惡性瘧原蟲對(duì)青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的全球現(xiàn)狀和基礎(chǔ)研究

趙紹敏，王滿元

（首都醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院，北京100069）

根據(jù)WHO《2013年世界瘧疾報(bào)告》，2012年全球約有2.07億瘧疾病例，死亡62.7萬(wàn)人，其中77%為5歲以下兒童[1]。在中國(guó)，瘧疾主要流行于云南省境內(nèi)。2009年李奔福等[2]報(bào)道云南省瘧疾3163例，惡性瘧占19.82%；2012年云南共報(bào)告瘧疾853例，其中惡性瘧9例[3]。廣西、安徽、江蘇和四川等?。▍^(qū)）也有瘧疾分布。廣西瘧疾發(fā)病病例數(shù)僅次于云南省，2012年瘧疾病例數(shù)220人，占全國(guó)發(fā)病人數(shù)的7.1%[3,4]。近年來(lái)，我國(guó)的瘧疾總病例數(shù)呈下降趨勢(shì)，2009—2012年，總病例數(shù)由14491大幅降至2718[3-5]。

青蒿素（artemisinin）是我國(guó)科學(xué)家從青蒿（黃花蒿，Artemisia annua）中發(fā)現(xiàn)的新型抗瘧藥物。據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，由于青蒿素類藥物的使用，自2000至2012年，瘧疾死亡率下降了45%，對(duì)于5歲以下兒童，瘧疾死亡率下降了51%[1]。青蒿素類藥物的耐藥性問題早在2000年就引起了關(guān)注，雖然當(dāng)時(shí)沒有確切證據(jù)顯示在臨床出現(xiàn)了耐藥性。但由于青蒿素及其衍生物在臨床上的大量、廣泛和反復(fù)應(yīng)用，分別在泰國(guó)（1998）、印度（2000）和塞拉利昂（2001）出現(xiàn)臨床疑似青蒿素抗性病例的報(bào)道[6-8]。2005年WHO在相關(guān)報(bào)告中指出要嚴(yán)肅面對(duì)抗瘧藥敏感性降低的情況，并警告很可能會(huì)出現(xiàn)青蒿素耐藥性[9]。2006年1月19日，WHO正式發(fā)出通告，要求停止生產(chǎn)、銷售單一青蒿素制劑或使用青蒿素單一療法治療瘧疾，并呼吁臨床醫(yī)生使用復(fù)方青蒿素制劑，也就是以青蒿素類藥物為基礎(chǔ)的聯(lián)合用藥（artemisinin-based combinationtherapies，ACTs）。但由于瘧疾多流行于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，醫(yī)療水平相對(duì)落后，當(dāng)?shù)孛癖妼?duì)耐藥性的認(rèn)識(shí)不全面，很多地區(qū)仍然存在大量使用青蒿素單方制劑的現(xiàn)象。同時(shí)，很多患者服藥后，未徹底根治就停止用藥等不規(guī)范治療，又進(jìn)一步加速了青蒿素類藥物耐藥性的產(chǎn)生。同年，WHO宣布在東南亞大湄公河流域的柬埔寨與泰國(guó)邊境地帶對(duì)青蒿琥酯的惡性瘧原蟲耐藥性已經(jīng)產(chǎn)生[10]。

《中國(guó)消除瘧疾行動(dòng)計(jì)劃（2010—2020年）》的目標(biāo)是“到2015年，全國(guó)除云南部分邊境地區(qū)外，其他地區(qū)均無(wú)本地感染瘧疾病例；到2020年，全國(guó)消除瘧疾”。因此，關(guān)注該類藥物耐藥性的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)制定相應(yīng)的策略非常重要。

1 青蒿素類藥物的應(yīng)用現(xiàn)狀

臨床使用的青蒿素類藥物主要包括：青蒿素、雙氫青蒿素、蒿甲醚和青蒿琥酯等。為提高該類藥物的療效，降低復(fù)燃率，延緩耐藥性的產(chǎn)生[11]，WHO自2001年開始推薦使用ACTs。目前主流ACTs療法大多都是青蒿素類藥物與已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性的氨基喹啉類藥物聯(lián)合應(yīng)用。WHO于2010年發(fā)布的瘧疾治療新指南[12]中推薦了5種ACTs，分別為蒿甲醚＋苯芴醇、青蒿琥酯＋阿莫地喹、青蒿琥酯＋甲氟喹、青蒿琥酯＋磺胺多辛（周效磺胺）／乙胺嘧啶以及雙氫青蒿素＋哌喹。聯(lián)合用藥的實(shí)質(zhì)是為了避免產(chǎn)生耐藥性，將半衰期較短的青蒿素類藥物與半衰期較長(zhǎng)的藥物聯(lián)合用藥。一般聯(lián)用藥物的抗瘧機(jī)制與青蒿素類藥物不同，即利用不同作用靶點(diǎn)的抗瘧藥使瘧原蟲的不同代謝環(huán)節(jié)受到藥物的干擾，避免低血藥濃度的出現(xiàn)，延緩抗藥性產(chǎn)生[13,14]。

2 瘧原蟲對(duì)青蒿素類耐藥性的全球現(xiàn)狀

病原體從體內(nèi)清除的時(shí)間是WHO衡量瘧原蟲對(duì)青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的基礎(chǔ)指標(biāo)[15]。若患者在服藥3 d后體內(nèi)瘧原蟲檢測(cè)仍呈陽(yáng)性則判定為產(chǎn)生疑似耐藥性；若在7 d后瘧原蟲仍呈陽(yáng)性則判定為已產(chǎn)生耐藥性[16]。全球熱帶和亞熱帶地區(qū)90多個(gè)國(guó)家存有惡性瘧流行[10]，主要集中在東南亞、非洲和南美洲。其中非洲和南美洲尚未出現(xiàn)對(duì)青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的病例。2006—2013年，柬埔寨、緬甸、泰國(guó)、越南和老撾等地相繼證實(shí)出現(xiàn)青蒿素類耐藥瘧原蟲株[17]。在我國(guó)，雖然尚未報(bào)道發(fā)現(xiàn)對(duì)ACTs產(chǎn)生耐藥性的瘧原蟲株，但在21世紀(jì)初，云南和海南曾相繼報(bào)道抗蒿甲醚的惡性瘧病例[18,19]。楊恒林等[20,21]分別在1989和1997年應(yīng)用Rieckmann體外微量法測(cè)定云南惡性瘧原蟲對(duì)青蒿琥酯的敏感性，結(jié)果顯示，1997年云南省惡性瘧原蟲對(duì)青蒿琥酯的敏感性與1989年的相比已經(jīng)降低。

2.1 大湄公河流域

大湄公河流經(jīng)中國(guó)云南省、老撾、緬甸、泰國(guó)、柬埔寨和越南，從越南胡志明市流入南海，最先開始確定惡性瘧原蟲產(chǎn)生耐藥性的地區(qū)在泰柬邊境一帶，并從此處擴(kuò)散至大湄公河區(qū)域。柬埔寨自2006年確診青蒿琥酯-甲氟喹抗性病例后，2008年采用雙氫青蒿素-哌喹進(jìn)行替代[17]。在柬埔寨拜林市，2008—2010年，使用雙氫青蒿素-哌喹治療瘧疾，3 d后體內(nèi)仍存在瘧原蟲的患者比例從26%上升至45%[22]。自2009年以來(lái)，緬甸東南部5個(gè)省分別出現(xiàn)對(duì)青蒿琥酯-甲氟喹、雙氫青蒿素-哌喹和蒿甲醚-苯芴醇3種ACTs組方的耐藥性。2008年，泰國(guó)確認(rèn)對(duì)青蒿琥酯-甲氟喹產(chǎn)生耐藥性后，采取措施將之前的2日劑量改為3日，但在北碧府等4個(gè)地區(qū)，治療失敗率仍超過10%。2001—2010年，在泰國(guó)西北邊境地區(qū)，瘧原蟲對(duì)藥物的敏感性明顯降低；經(jīng)ACTs治療后，體內(nèi)瘧原蟲清除速度較慢的患者比例從0.6%上升至20%[23]。2013年的數(shù)據(jù)顯示，22.2%的瘧疾患者使用蒿甲醚-苯芴醇治療3 d后體內(nèi)仍存在瘧原蟲[17]。自2010年起，在使用不同組成的ACTs聯(lián)合用藥治療3 d后寄生蟲檢測(cè)呈陽(yáng)性的病例地區(qū)蔓延至緬甸的西南部、越南南部和泰國(guó)緬甸邊境等處[24-26]。

泰柬邊境地區(qū)也是瘧原蟲對(duì)氯喹和乙胺嘧啶等抗瘧藥產(chǎn)生抗性的起始地，從此處擴(kuò)散至東非再至整個(gè)非洲大陸[27]。在這一地區(qū)，產(chǎn)生耐藥性的惡性瘧原蟲株之所以能產(chǎn)生并迅速擴(kuò)散，除瘧原蟲基因變異等內(nèi)在因素外，最主要還是大湄公河流域國(guó)家醫(yī)療條件以及國(guó)情等一系列原因造成的。首先，瘧疾流行地帶多在叢林中或近叢林區(qū)域，受感染的也大多是一些移民和流動(dòng)人口，這類人群自身對(duì)瘧原蟲感染的免疫力低下，且感染后不規(guī)范治療，這在很大程度上加速了瘧原蟲耐藥株的產(chǎn)生[28,29]。其次，大湄公河流域也是最早使用乙胺嘧啶和磺胺多辛等藥物作為一線抗瘧藥的地區(qū)[30]。另外，1960—1962年，泰柬邊境地區(qū)推廣含有乙胺嘧啶的食鹽用于烹飪，惡性瘧原蟲對(duì)乙胺嘧啶的耐藥性隨之產(chǎn)生[31]。最后，由于瘧疾流行的區(qū)域多在各國(guó)邊境地帶，耐藥性控制措施難以實(shí)施，致使青蒿素類藥物耐藥性的狀況更加復(fù)雜化[26]。

2.2 非洲

截至目前，雖然在非洲境內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)青蒿素類藥物聯(lián)合用藥產(chǎn)生耐藥性的病例，但由于撒哈拉以南地區(qū)屬于嚴(yán)重的瘧疾流行區(qū)，產(chǎn)生耐藥性的可能性極大，且一旦產(chǎn)生將很難控制，所以非洲地區(qū)的耐藥性情況一直被人們密切關(guān)注。在WHO提出的全球抗擊青蒿素類藥物耐藥性計(jì)劃中，最有效控制耐藥性的方法是建立全面且持續(xù)的用藥監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。20世紀(jì)90年代，非洲出現(xiàn)了對(duì)單方青蒿素類藥物的耐藥性，非洲國(guó)家的耐藥性監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)也自那時(shí)起建立。但由于該地區(qū)政治局勢(shì)復(fù)雜，醫(yī)療條件差，在2001年WHO建議使用ACTs治療無(wú)并發(fā)癥瘧疾時(shí)，仍有很多國(guó)家沿用單方青蒿素類藥物進(jìn)行治療，直到2004年以后，各種類型的組織機(jī)構(gòu)強(qiáng)烈呼吁使用ACTs取代單方用藥，非洲各國(guó)才逐漸采納這一建議，并且開始重點(diǎn)關(guān)注瘧疾的治療，改變了治療策略，提高一線醫(yī)療工作者的素質(zhì)，并獲取充足的資金用以購(gòu)買藥品，以確保瘧疾患者能得到充分治療。但與此同時(shí)，卻忽視了對(duì)于抗瘧藥耐藥性的系統(tǒng)監(jiān)控。近年來(lái)，隨著東南亞地區(qū)對(duì)ACTs耐藥性的出現(xiàn)，越來(lái)越多的人意識(shí)到在非洲進(jìn)行有導(dǎo)向、重點(diǎn)和全面的系統(tǒng)監(jiān)控刻不容緩。在2004年之前，東非地區(qū)的用藥監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)得以有效實(shí)施的重要原因之一，是其迅速將研究成果應(yīng)用于相關(guān)政策的制定。很多研究者認(rèn)為，目前成功建立用藥監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是非洲各國(guó)的監(jiān)控機(jī)構(gòu)能與學(xué)術(shù)團(tuán)體進(jìn)行有效交流與合作[32]。

3 惡性瘧原蟲對(duì)青蒿素類藥物耐藥性的基礎(chǔ)研究

由于ACTs的組成為青蒿素或青蒿素衍生物與哌喹、甲氟喹等氨基喹啉類抗瘧藥聯(lián)用，因此研究耐藥性機(jī)制時(shí)需要區(qū)分是對(duì)青蒿素類藥物還是對(duì)聯(lián)用藥物產(chǎn)生耐藥性。而實(shí)際上，大量研究表明，聯(lián)用藥物耐藥性的產(chǎn)生被認(rèn)為是青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的前提條件。這主要是因?yàn)榍噍锼仡愃幬锱c其聯(lián)用藥物的作用并非同時(shí)進(jìn)行，青蒿素類藥物吸收迅速，先于氨基喹啉類藥物達(dá)到最高血藥濃度，更早發(fā)揮藥效。青蒿素類藥物的迅速作用和較短的半衰期一直以來(lái)被認(rèn)為是瘧原蟲難以對(duì)其產(chǎn)生耐藥性的原因[33]，也就是說，如果瘧原蟲對(duì)聯(lián)用藥物未產(chǎn)生耐藥性，將很難對(duì)青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性。

惡性瘧原蟲對(duì)氨基喹啉類抗瘧藥物的耐藥性產(chǎn)生機(jī)制已基本確定，在大湄公河流域，多數(shù)國(guó)家使用的聯(lián)用藥物主要是甲氟喹、本芴醇和哌喹等。瘧原蟲基因片段pfcrt和pfmdr1上的基因變異會(huì)影響對(duì)甲氟喹和本芴醇的耐藥性。雖然哌喹的耐藥性機(jī)制尚未明確，但由于其結(jié)構(gòu)與氯喹相似，所以推測(cè)基因片段pfcrt和pfmdr1上的基因變異也會(huì)導(dǎo)致對(duì)哌喹耐藥性的產(chǎn)生[34]。2010年，F(xiàn)olarin等[35]開展的研究表明，pfcrt和pfmdr1基因的多態(tài)性與阿莫地喹的耐藥性有關(guān)。

惡性瘧原蟲對(duì)青蒿素類藥物的耐藥性產(chǎn)生機(jī)制一直是各國(guó)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)，但由于青蒿素類藥物的作用機(jī)制尚不明確，所以耐藥性產(chǎn)生的機(jī)制就顯得更加復(fù)雜。隨著研究的廣泛開展和深入探究，幾種與耐藥性產(chǎn)生相關(guān)的原因也逐漸被發(fā)現(xiàn)。瘧原蟲導(dǎo)致傳統(tǒng)抗瘧藥產(chǎn)生耐藥性的基因片段pfcrt和pfmdr1上的基因變異也會(huì)影響對(duì)青蒿素類藥物的敏感性。1999年，Price等[36]在對(duì)泰國(guó)西部邊境地帶的惡性瘧原蟲開展的研究中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致惡性瘧原蟲對(duì)甲氟喹敏感性降低的pfmdr1基因片段變異也會(huì)影響其對(duì)青蒿素類藥物的敏感性。Fidock等[37]的研究結(jié)果顯示，引起對(duì)氯喹敏感性降低的pfcrt基因上的突變會(huì)提高對(duì)青蒿素的敏感性。但2006年Afonso等[38]報(bào)道，經(jīng)篩選得到的具有穩(wěn)定遺傳性的青蒿素、青蒿琥酯抗藥株與敏感株進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，pfmdr1、tctp、cg10和atp6等基因既無(wú)遺傳突變，也無(wú)基因拷貝數(shù)目的增加。隨后，研究者啟用分子標(biāo)記的方法監(jiān)控青蒿素耐藥性的傳播。2014年的一份研究報(bào)告表明，變異的K13-螺旋體基因片段對(duì)青蒿素類藥物的耐藥性產(chǎn)生起決定性作用[39]。此項(xiàng)研究成果不僅可以對(duì)大湄公河流域耐藥性情況的大規(guī)模監(jiān)控提供幫助，同時(shí)，對(duì)今后研究其他與青蒿素類藥物耐藥性相關(guān)的基因也有深遠(yuǎn)意義。除基因突變的原因外，由于青蒿素類藥物產(chǎn)生耐藥性的判斷標(biāo)準(zhǔn)是瘧原蟲體內(nèi)清除率，而體內(nèi)瘧原蟲密度越高，其清除時(shí)間就越長(zhǎng)，所以體內(nèi)瘧原蟲的高密度也是導(dǎo)致其耐藥性產(chǎn)生的原因[40]。

4 結(jié)語(yǔ)

控制與避免青蒿素類藥物耐藥性的蔓延迫在眉睫。診斷的及時(shí)性，治療的有效性，傳染媒介的控制和瘧原蟲配子體的消除等因素也在很大程度上影響著耐藥性的產(chǎn)生。其中，控制傳播媒介屬于較為直接有效的措施之一，且成本較低，便于開展實(shí)施[41]。具體的防控用具包括蚊帳、滅蚊噴霧以及殺蟲器具。通過這些用具的發(fā)放，在越南中部，柬埔寨等地區(qū)有效的控制了傳播媒介[42]。

WHO建議的措施主要為常規(guī)耐藥性監(jiān)控。在WHO最新發(fā)布的“針對(duì)大湄公河流域青蒿素類藥物耐藥性的緊急應(yīng)對(duì)”[43]一文中，明確提出了針對(duì)包括柬埔寨、越南、緬甸和泰國(guó)在內(nèi)的4個(gè)耐藥性高發(fā)國(guó)家的具體控制措施。這些控制措施可以概括為以下幾點(diǎn)：1）為移民人口提供及時(shí)的就醫(yī)途徑，具體措施包括訓(xùn)練具有診斷治療瘧疾能力的志愿者，以及提供免費(fèi)的治療等；2）通過控制按蚊繁殖、提高個(gè)人防護(hù)從而控制耐藥性瘧原蟲株的傳播；3）快速檢測(cè)已有癥狀的瘧疾病例，從而確保治療和清除瘧原蟲配子體的有效性；4）通過篩查等手段檢測(cè)無(wú)癥狀感染者。

青蒿素類藥物耐藥性的現(xiàn)狀不容樂觀，瘧疾流行國(guó)的國(guó)情很大程度上影響了各項(xiàng)措施的開展。想要有效遏制惡性瘧原蟲耐藥性的蔓延，僅靠基礎(chǔ)研究是不夠的。因此，科學(xué)、政治和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的系統(tǒng)合作就顯得十分必要。在科研方面，研究方向主要應(yīng)集中于：1）開展瘧原蟲體內(nèi)清除率的研究，2）開發(fā)體內(nèi)外瘧原蟲檢測(cè)的新方法，3）探索新的抗性蛋白標(biāo)記物，4）研究新的有效殺滅瘧原蟲并阻斷其在按蚊體內(nèi)發(fā)育的治療方法[24]。在政治方面，各流行國(guó)政府的公共衛(wèi)生部門應(yīng)在WHO的正確引導(dǎo)下，通過有效的政策支持開展抗瘧工作，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)耐藥性的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在經(jīng)濟(jì)方面，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)也應(yīng)同樣納入到遏制耐藥性產(chǎn)生或蔓延的行動(dòng)中。除此之外，來(lái)自全世界的人道主義組織、慈善機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)援助也必不可少。

伴隨著全球氣候變暖的趨勢(shì)，熱帶病開始向溫帶蔓延，瘧疾的發(fā)病率呈現(xiàn)出抬頭趨勢(shì)。全球氣候變暖所帶來(lái)的氣候變化對(duì)蚊蟲北移帶來(lái)可能性，致使瘧疾流行區(qū)擴(kuò)大。同時(shí)，氣候變暖可使原瘧疾流行區(qū)傳播季節(jié)延長(zhǎng)，使瘧疾流行程度增高。加強(qiáng)合作是不斷被各界學(xué)者提及的一個(gè)詞匯，它除了代表世界發(fā)展的總體趨勢(shì)外，在抗擊耐藥性的工作中也有現(xiàn)實(shí)的意義。標(biāo)準(zhǔn)化收集、分析、共享數(shù)據(jù)樣本，能夠使紛繁復(fù)雜的關(guān)于青蒿素類藥物耐藥性的研究更加系統(tǒng)化；同時(shí)，合作還可以提高研究方法的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證，從而避免對(duì)于耐藥性產(chǎn)生的誤報(bào)。正如WHO報(bào)告中闡述的一樣：“強(qiáng)有力的政治支持，跨學(xué)科跨領(lǐng)域的合作，不斷完善的醫(yī)療體系，瘧疾流行國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及持久的經(jīng)濟(jì)援助，青蒿素類藥物耐藥性的蔓延終將得到有效控制”。

摘編自《中國(guó)寄生蟲學(xué)與寄生蟲病雜志》2014年32卷5期：380～384頁(yè)，圖、表、參考文獻(xiàn)已省略。