给蚊子打“避孕针”？！Science：科学家首次直接解析疟原虫受精复合体，开辟疫苗设计新路径

来源：100医药网 2025-08-25 12:48

疟疾仍是全球最致命的传染病之一，每年导致超过600,000人死亡。沃尔特和伊丽莎 霍尔医学研究所（WEHI）研究人员首次成功解析了疟原虫中一个关键蛋白质复合物的结构，为开发新一代疫苗找到新靶点，有望阻止这种疾病的传播。

利用前沿的冷冻电子显微镜技术，该团队首次捕获了疟原虫受精必需蛋白质复合物的精细结构。这项发表于《科学》杂志的发现，已促成一种前景广阔的mRNA候选疫苗的研发 该疫苗能阻止疟原虫在蚊子体内繁殖，从而在疾病传播给人类之前阻断传播链。

透视疟原虫的生殖机制

多年來，科学家已知晓出现在疟原虫表面的两个关键蛋白Pfs230和Pfs45对疾病传播至关重要。首席研究员Melanie Dietrich博士表示，这项新研究首次揭示了这些蛋白质的相互作用机制，从而发现了新的疫苗靶点。

"我们的结构生物学方法是关键。通过冷冻电子显微镜，我们能够直接观察源自寄生虫（而非实验室制备版本）的完整受精复合物，"WEHI博士后研究员Dietrich博士表示，"这使我们清晰看到了该受精复合物的真实结构，并揭示了一个对此过程至关重要的未知区域，解锁了强大的新疫苗靶点。"

WEHI实验室负责人Wai-Hong Tham教授指出，通过直接从寄生虫中捕获受精复合物，团队揭示了实现传播精确接触点。"我们利用这些发现开发出一种疫苗，在靶向这些接触点方面展现出巨大潜力，"Tham教授表示，"要消除疟疾，我们必须阻断传播。这种候选疫苗可能是拼图中的关键一块。"

从结构洞察到疫苗创新

与许多依赖细菌、昆虫或哺乳动物细胞制备蛋白质的结构生物学研究不同，这项研究成功直接从疟原虫中纯化了受精复合物 这种技术挑战性方法确保了结构反映其真实生物形态。

研究团队揭示了Pfs230和Pfs45蛋白质结合的关键接触点。当通过基因编辑去除这些接触点时，疟原虫受精失败且传播被阻断，这为新疫苗靶点提供了明确方向。

基于结构发现，团队设计出新一代mRNA疫苗，该制剂是与莫纳什大学药物科学研究所（MIPS）mRNA核心设施合作开发的。临床前研究中，该疫苗可触发高效抗体识别寄生虫，在蚊子体内阻断传播效率高达99.7%。

MIPS的Colin Pouton教授表示，其团队能利用mRNA疫苗开发专长应对疟疾疫苗接种的重要新靶点，这是一个激动人心的机遇。"借助mRNA核心的经验，MIPS团队转向攻克疟疾疫苗接种的新挑战，"Pouton教授表示，"疟疾疫苗项目的成功证明了mRNA技术的多功能性，其在COVID疫苗之外拥有众多应用。与同位于Parkville研究区的WEHI团队合作尤其令人欣慰，专业知识共享推动了疟疾预防新方法的诞生。"

靶向寄生虫生命周期中的脆弱阶段

针对蚊子体内寄生虫的策略具有独特优势，这源于研究者所称的"种群瓶颈"现象：虽然疟原虫在人类宿主体内数量庞大，但仅有一小部分会发育为有性形态并在蚊子体内成功受精。这种瓶颈意味着即使在此阶段轻微减少寄生虫数量，也能对传播产生显著影响。

传播阻断疫苗（如本的针对蚊子体内疟原虫的疫苗）提供了一种战略性阻断疟疾传播的途径 在寄生虫数量最少、生命周期最脆弱的环节实施干预。

迈向消除疟疾的多阶段策略

团队设想将mRNA疫苗作为多阶段策略的组成部分，同时靶向蚊子与人类宿主中的寄生虫。通过将传播阻断疫苗与针对人体血液或肝脏阶段起作用的疫苗相结合，研究人员希望构建全面防御体系，显著减轻疟疾负担并逐步实现消除目标。

Tham教授指出，WEHI与MIPS的合作体现了墨尔本生物医学研究区的优势，以及mRNA技术将基础科学快速转化为疫苗创新的潜力。"在单一研究生态系统内设计、配制和测试候选疫苗的能力，加速了从发现到临床前验证的进程，"她表示。（100yiyao.com）

参考文献：

Melanie H. Dietrich et al, , Science (2025). DOI: 10.1126/science.ady0241.