瘧原蟲入侵人體的年輕紅細胞，隨後開始在整個身體中擴散。在一項新的研究中，來自澳大利亞和美國的研究人員利用低溫電鏡技術(cryo-EM)首次在原子水平上揭示出間日瘧原蟲(Plasmodium vivax)如何入侵人體紅細胞的三維藍圖。他們繪製出這種瘧原蟲與它們入侵的年輕紅細胞之間的首次接觸，從而破解了它們用來附著到人紅細胞上的分子機器---間日瘧原蟲蛋白PvRBP2b與人轉鐵蛋白受體1(TfR1)和轉鐵蛋白結合在一起而形成的一種三元入侵複合物---的三維結構。這為開發新型瘧疾疫苗邁出了重要的一步。相關研究結果於2018年6月27日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Cryo-EM structure of an essential Plasmodium vivax invasion complex”。論文通信作者為美國霍華德休斯醫學研究所研究員Zhiheng Yu博士和澳大利亞沃爾特-伊麗莎-霍爾醫學研究所的Wai-Hong Tham博士。論文第一作者為沃爾特-伊麗莎-霍爾醫學研究所的Jakub Gruszczyk博士和霍華德休斯醫學研究所的Rick Huang博士。

        今年初，在一項發表在Science期刊上的研究中，這些研究人員已發現間日瘧原蟲通過劫持人轉鐵蛋白受體入侵人體紅細胞(Science, doi:10.1126/science.aan1078，詳情參見生物穀新聞報道：重磅!開發瘧疾疫苗有戲!揭示間日瘧原蟲通過劫持人轉鐵蛋白受體入侵紅細胞)。如今，在革命性的cryo-EM技術的幫助下，他們能夠在原子水平下可視化觀察PvRBP2b與TfR1和轉鐵蛋白之間的相互作用。這就為開發潛在的抗瘧疾藥物和疫苗奠定基礎。

        間日瘧原蟲是世界上分布最為廣泛的瘧原蟲，也是非洲以外絕大多數國家中的瘧疾病例的主要原因。鑒於它隱藏在人體肝髒中而不被免疫係統檢測到，它也是導致複發性瘧疾感染的頭號瘧原蟲。

        在這種三維結構的指導下，這些研究人員能夠解析出這種瘧原蟲-宿主相互作用的確切細節，並鑒定出它的最為脆弱的位點。

        Tham說，“這基本上是一項設計挑戰。間日瘧原蟲是非常多樣化的，這對疫苗開發具有挑戰性。我們如今鑒定出這種分子機器，它將是開發出有效地抵抗一係列間日瘧原蟲的抗瘧劑疫苗的最好靶標。”

        她說，“憑借這種前所未有的細節，我們如今能夠開始設計專門靶向和破壞這種瘧原蟲的三元入侵複合物的新型療法，以便阻止它們劫持人紅細胞並通過血液在體內擴散，從而最終阻止它們傳播給其他人。”