让疟疾无所遁形，共创无疟新世界

一说到疟疾，大家都不会感到陌生，这是一种由疟原虫引起的急性传染病，通过受感染的雌性按蚊叮咬传播给人类。虽然我国在抗疟方面已经取得了阶段性胜利，但是疟疾作为最严重的公共卫生问题之一，在全球范围内还在威胁着人类健康。科研工作者一直在寻找新的病媒控制方法、诊断试剂和抗疟药物等，希望加快全球抗击疟疾的步伐，共创无疟世界。

在疟疾的相关研究中，Biacore 作为分子互作的“金标准”，依然表现出色。接下来小编就来盘点一下近两年国内科研工作者在疟疾方面的一些研究成果吧。

在抗疟药物的发展史上，氯喹(Chloroquine，CQ)的发现是一个重大突破，在抗疟战役中具有极其重要的作用。2022年中国中医科学院青蒿素研究中心在Military Medical Research上发表文章，报道了Chloroquine的作用靶点。首次基于活性探针分析（ABPP）和热位移质谱分析（MS‑CETSA）的方法，揭示了Chloroquine抗疟的作用机理。通过ABPP和MS-CETSA找到了8个潜在的靶点蛋白，研究人员最终选用Biacore直接证明了Chloroquine与靶点蛋白的结合（图1）。从图1可以看到，即使信号值只有几个RU，但Biacore的超高灵敏度确保了低信号的结合也能精确检测。与Chloroquine已知的抑制疟原虫疟色素（hemozoin）形成的机制不同，研究中找到的靶蛋白均与疟原虫糖酵解及能量代谢相关，这进一步完善了氯喹(Chloroquine，CQ)抗疟的作用机理。

2020年香港大学等单位在PNAS上发表文章，报道了一种立方烷修饰的核酸适配体（cubamer），能够特异性识别间日疟原虫（Plasmodium vivax）的乳酸脱氢酶PvLDH。Biacore在分子水平上确证了两者的结合亲和力为670 ± 9 nM（图2A）。值得注意的是，这种修饰后的适配体1501s特异性地结合间日疟原虫的乳酸脱氢酶PvLDH，而与高同源性的恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的乳酸脱氢酶PfLDH不结合，这种结合的选择性在Biacore上得到了直接的证明（图2B）。这也足以证明Biacore能够高分辨地识别高度同源的蛋白在结合能力上的差异。

研究人员进一步结合结构生物学证据和突变实验验证了PvLDH与1501s结合的关键氨基酸。Biacore结果表明将PvLDH 232/233位疏水性氨基酸突变为甘氨酸之后，失去了结合1501s的能力（图3）。说明了PvLDH疏水性氨基酸侧链在结合中的重要性。

HAP2是广泛存在于生殖细胞表面，与真核生物受精相关的蛋白。2021年南京大学与波士顿儿童医院合作在elife上发表文章，报道了靶向伯氏疟原虫（Plasmodium berghei）HAP2的两个单克隆抗体，可以通过结合HAP2的D3结构域阻碍疟原虫的受精过程，从而阻止疟疾的传播。研究人员选择Biacore直接验证了两个抗体的Fab段2/1.12和2/6.14与HAP2的D3片段以及胞外域的结合（图4）。结合结构学的证据，作者提出了对不同单克隆抗体阻断效力差异的见解，这为设计HAP2 作为潜在的候选疫苗提供了可能性。

GAMA是在疟原虫入侵过程中重要的红细胞结合蛋白，虽然已经有GAMA抗体显示能够阻碍疟原虫与红细胞的结合进而抑制疟疾传播，但是GAMA介导疟原虫入侵红细胞的分子机制还不清楚。2022年江南大学无锡医学院在JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY杂志上发表文章，找到了红细胞膜上与GAMA结合的特异性受体ankyrin 1（ANK1）和Band 3。Biacore结果显示，恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）GAMA蛋白的不同截短片段PfGAMA-Tr3 (aa 500–715)和PfGAMA-F2 (aa 345–589)均能与ANK1和Band3结合（图5）。通过后续的实验，研究人员发现，与靶向PfGAMA-Tr3的抗体相比，靶向Band 3-P5的抗体能够极大地减弱GAMA与红细胞的结合活性从而有效抑制恶性疟原虫裂殖子入侵红细胞。这类红细胞GAMA受体的全新发现为后续药物及疫苗的设计奠定了基础。

上海有机所针对恶性疟原虫的赖氨酰-tRNA合成酶（Lysyl-tRNA synthetase ，LysRS）筛选小分子抑制剂，发现一种在临床试验中用于治疗B细胞淋巴瘤和实体瘤的激酶抑制剂ASP3026展现出了全新的PfLysRS抑制能力，2020年该研究成果发表于Nucleic Acids Research杂志。Biacore在分子水平上确证了ASP3026与PfLysRS的结合（图6），两者的亲和力KD=239nM。后续的实验表明ASP3026能够抑制血液感染阶段的恶性疟原虫生长，是一种有潜力的抗疟抑制剂。

从这些案例中足以可见Biacore应用的广泛性和过硬的实力，从疟疾的机制研究，到核酸适配体的开发，从小分子抑制剂的筛选，到单克隆抗体的研发，始终可以看到Biacore的身影。2021年世界卫生组织向中国颁发国家消除疟疾认证，相信在Biacore的助力和科研工作者的努力下，在全球范围内消除疟疾也指日可待！