腦瘧疾是一種臭名昭著的惡性寄生蟲病，已導(dǎo)致大部分發(fā)病率。根據(jù)世界衛(wèi)生組織 (WHO) 的數(shù)據(jù)，它每年在全球造成約2.28 億新感染和近 4

腦瘧疾是一種臭名昭著的惡性寄生蟲病，已導(dǎo)致大部分發(fā)病率。根據(jù)世界衛(wèi)生組織 (WHO) 的數(shù)據(jù)，它每年在全球造成約2.28 億新感染和近 450,000 人死亡。盡管已經(jīng)考慮了大量的策略和方法來對抗它，但今天它仍然是全球健康負(fù)擔(dān)（圖1）。瘧疾是由瘧原蟲種類、間日瘧原蟲（最常見）、惡性瘧原蟲（最致命的種類）、瘧原蟲（危害較小）和卵形瘧原蟲的傳播引起的，這些瘧原蟲屬于頂復(fù)門。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，包括非洲和印度在內(nèi)的發(fā)展中國家的人群主要是瘧疾流行病，最容易感染這種疾病，有近91%的病例，其中 86%是孕婦和 5 歲以下的兒童。間日瘧原蟲的死亡率低于惡性瘧原蟲，它在巴布亞新幾內(nèi)亞、亞洲、南非和大洋洲等國家具有巨大的社會經(jīng)濟影響。另一方面，寄生蟲基因組的多樣性在不同地區(qū)之間存在顯著差異。全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 表明，遺傳異質(zhì)性與地理直接相關(guān)，瘧疾寄生蟲可以根據(jù)大陸人口聚集（寄生蟲來自亞洲、非洲、柬埔寨、泰國-柬埔寨、泰國和美國）。在瘧疾流行地區(qū)，對于一名孕婦，與瘧疾預(yù)后和治療相關(guān)的總成本從3.2美元到 54 美元不等。在印度中部，每戶家庭的價格從 19 美元到 35 美元不等。不幸的是，瘧疾仍然被視為一種被忽視的疾病，幾乎沒有治療選擇和配方，市場上也沒有疫苗。

圖1. 2000-2019 年全球瘧疾病例和死亡人數(shù)估計，世界衛(wèi)生組織《2020 年世界瘧疾報告》（來源：ACS Applied Bio Materials）。

巨大的死亡率是由于瘧原蟲復(fù)雜的生命周期，如圖2所示。瘧原蟲具有內(nèi)在的生物鐘，它們能夠與體溫的周期性波動同步。感染始于雌性按蚊叮咬，將瘧原蟲以子孢子的形式（存在于唾液腺中）注射到血液中。然后這些子孢子移向肝臟。在惡性瘧原蟲和間日瘧原蟲的情況下，一個子孢子分別能夠產(chǎn)生約 30000 和 10000 種新寄生蟲。然后它經(jīng)歷7-10天的無性繁殖，形成數(shù)千個裂殖子。這些裂殖子進(jìn)入紅細(xì)胞(RBCs)，靜置10-15小時，形成環(huán)狀階段。此外，它們在接下來的25小時內(nèi)經(jīng)歷快速生長期并達(dá)到滋養(yǎng)體階段。感染48 h后，晚期滋養(yǎng)體在細(xì)胞裂解前分裂數(shù)次，釋放出新形成的裂殖子，繼續(xù)進(jìn)入新的循環(huán)。這種裂解會導(dǎo)致不同的瘧疾癥狀，如體溫周期性升高（每 48-72 小時）、頭痛、脾腫大、貧血等。一些裂殖子形成新鮮的裂殖子，這些裂殖子成熟為雌性和雄性配子體并在血液。這些配子體在叮咬感染者時被按蚊帶走。通過有性繁殖，它們形成數(shù)千個子孢子。這些子孢子然后傳播到蚊子的唾液腺。當(dāng)蚊子叮咬另一個人時，感染周期再次開始。腦型瘧疾，表現(xiàn)為腦血管血流阻塞等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，是由惡性瘧原蟲引起的嚴(yán)重感染引起的。由此產(chǎn)生的結(jié)果是血管堵塞、腦水腫、顱內(nèi)高壓水平升高等等。血管內(nèi)寄生蟲會導(dǎo)致腦損傷，最終，當(dāng)感染嚴(yán)重時，會導(dǎo)致死亡。

圖2. 惡性瘧原??蟲生命周期重要階段的代表圖（來源：ACS Applied Bio Materials）。

已經(jīng)開發(fā)了幾種抗瘧疾藥物，例如磺胺喹、伯氨喹、氯喹和乙胺嘧啶，以及用于病媒控制的殺蟲劑。這些藥物被大量使用，隨后寄生蟲對其產(chǎn)生抗藥性，它們會產(chǎn)生毒性作用，如奎寧引起的低血糖，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）缺乏癥患者因伯氨喹引起的溶血毒性，甲氟喹引起的神經(jīng)精神毒性和氟泛群引起的心臟毒性等。已經(jīng)引入了聯(lián)合療法進(jìn)行治療，例如，青蒿素為基礎(chǔ)的療法（ACTs）和非青蒿素為基礎(chǔ)的療法，進(jìn)一步遇到了耐藥性并引起副作用，例如ACT的作用方式不明確、高劑量引起的神經(jīng)毒性、致畸性和伙伴藥物的半衰期短。這些限制進(jìn)一步需要治療瘧疾的替代藥物。傳統(tǒng)的給藥方法也會引起許多副作用，例如高血壓、胃腸道反應(yīng)、炎癥、頭痛、胃痛和視力模糊。游離藥物雙氫青蒿素顯示出低生物利用度、短半衰期和低穩(wěn)定性并且在很長一段時間內(nèi)不能在血液中獲得。為了克服這些困境，研究人員正在嘗試開發(fā)基于納米粒子的治療模型。然而，找到合適的納米粒子來靶向受感染的紅細(xì)胞是最大的挑戰(zhàn)。在不同形式的載體中，聚合物納米載體目前表現(xiàn)出最有希望的治療效果。使用具有不同形態(tài)和大小的天然或合成聚合物在微生物傳染病領(lǐng)域，特別是瘧疾領(lǐng)域，具有提高的生物相容性和生物利用度、增強的滲透性、更好的保留時間和更低的毒性，已獲得突出地位。聚合物載體系統(tǒng)，如膠束、水凝膠、樹枝狀大分子和聚合物-藥物偶聯(lián)物，也被設(shè)計用于克服耐藥性和多藥耐藥性 (MDR) 行為。由于組合治療藥物遞送系統(tǒng)，可以實現(xiàn)所需的藥物釋放曲線、藥效學(xué)和藥代動力學(xué)行為。

最近的幾篇綜述文章很少關(guān)注聚合物納米粒子，脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸和金屬納米粒子，水凝膠、膠束和用于負(fù)載抗瘧藥物用于瘧疾治療的樹枝狀聚合物。一些關(guān)于用于傳染病（如 HIV 和其他病毒感染）的聚合物的文章包括瘧疾，其中討論僅限于一段。很少有關(guān)于聚合物納米顆粒的評論僅限于“青蒿素及其衍生物”，和載有抗瘧藥物或其他藥物的金屬、聚合物、量子點和肽/蛋白質(zhì)載體等遞送系統(tǒng)被限制在一個或兩個段落。令人驚訝的是，上述評論都沒有集中在用于瘧疾診斷或疫苗接種的聚合物上，也沒有嚴(yán)格關(guān)注腦型瘧疾的治療、相關(guān)挑戰(zhàn)和治療的未來方向。因此，非常需要突出該領(lǐng)域的洞察力，包括新的功能性聚合物納米材料（結(jié)構(gòu)、中空、多孔、尺寸、形狀等）在納米醫(yī)學(xué)中的作用以及用于治療腦瘧疾的已開發(fā)機械方法。有一些關(guān)于瘧疾疫苗開發(fā)的綜述可供參考，這些綜述已經(jīng)討論過了。已在感染的不同階段測試過的一般疫苗接種方法使用煙草花葉病毒平臺、前紅細(xì)胞階段、傳播阻斷階段、基于蛋白質(zhì)的疫苗接種和基于子孢子的疫苗接種。值得注意的是，早期的評論都沒有討論用于開發(fā)預(yù)防腦瘧疾的疫苗的聚合納米材料。總之，據(jù)我們所知，沒有一篇評論討論過使用聚合物納米粒子制成的瘧疾診斷工具或設(shè)備。

在此背景下，本綜述重點關(guān)注用于開發(fā)新的診斷策略、納米藥物和疫苗以控制腦型瘧疾的聚合納米材料或納米膠囊。集體信息將指導(dǎo)科學(xué)界進(jìn)一步開發(fā)藥物和治療程序。在第一節(jié)中，我們討論了抗瘧疾藥物遞送和疫苗開發(fā)所采用的各種方法，以及它們從瘧疾治療的體外或體內(nèi)評估中獲得的治療效果。在第二部分中，我們重點介紹了在治療腦型瘧疾的框架下使用 3D 模型器官進(jìn)行的各種專利報告和合適的動物試驗。在這里，我們將這篇綜述集中在聚合物材料和聚合物納米載體上，如納米膠囊、納米顆粒、基于磁性納米顆粒的聚合物復(fù)合材料、刺激響應(yīng)嵌段共聚物、基因傳遞、聚合物-藥物偶聯(lián)物和聯(lián)合療法，這些藥物從未一起用于治療瘧疾。

2. 基于聚合物納米顆粒的瘧疾診斷

用于診斷的聚合物納米粒子應(yīng)滿足一些基本要求，例如（i）均勻行為的窄尺寸分布，（ii）在所需的 pH 值、溫度和離子強度下的穩(wěn)定性，以及（iii）固定化生物探針的活性保留。對于瘧疾的檢測，有許多診斷工具可供使用；然而，每種診斷策略都有其自身的優(yōu)點和缺點。重要的診斷策略主要依賴于診斷疾病的創(chuàng)新和有效的想法。據(jù)報道，流體動力學(xué)尺寸約為349 ± 21 nm的單分散聚（苯乙烯-共 - 丙烯酸）（St/AA）可用于診斷瘧疾，其中該共聚物與惡性瘧原蟲抗原或抗瘧原蟲抗體的粗提物物理吸附。惡性瘧原蟲，即生物探針。將 St/AA 抗原結(jié)合顆粒（免疫膠乳）與感染惡性瘧原蟲的血漿一起孵育后，在光學(xué)顯微鏡下觀察到免疫凝集顆粒。后來，通過三種不同的方法將有色 St/AA（流體動力學(xué)尺寸 ～99.7 ± 0.4 nm）膠乳與人惡性瘧原蟲多克隆 IgG 抗體偶聯(lián)，所有方法均顯示 100% 的靈敏度。金納米粒子還用線性二嵌段共聚物（聚（N-異丙基丙烯酰胺）和 N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺）進(jìn)行了功能化，該共聚物與鏈霉親和素結(jié)合，并與生物素化的 IgG 抗體進(jìn)一步共修飾。這些金納米粒子抗原用于檢測加標(biāo)混合血漿中的瘧原蟲。還開發(fā)了基于陽離子聚合物如聚（二烯丙基甲基氯化銨）和聚（烯丙基胺鹽酸鹽）的金納米粒子介導(dǎo)的適體傳感器。與多克隆 IgG 抗體化學(xué)結(jié)合的多糖涂層超順磁性 (Fe3O4) 納米顆粒用于分離含有特定抗原的瘧原蟲。顯微結(jié)果表明，從血液中分離出不同階段的惡性瘧原蟲，純度高。使用 FDA（美國食品和藥物管理局）批準(zhǔn)的吲哚菁綠 (ICG) 熒光染料制備 PEG 化（聚（乙二醇））脂質(zhì)體，用于治療和診斷腦型瘧疾。對于 PEG 化 ICG 脂質(zhì)體，與 CM 處理小鼠腦中的游離脂質(zhì)體相比，發(fā)射強度增加。根據(jù)惡性瘧原蟲乳酸脫氫酶 (Pf-LDH) 和間日瘧原蟲乳酸脫氫酶 (Pv-LDH) 蛋白的濃度，顏色會發(fā)生變化。這些適體傳感器已顯示出非常低的檢測限。 Omar 和他的團隊開發(fā)了一種化學(xué)分析技術(shù)，使用廉價且穩(wěn)定的非生物試劑（如可溶性瘧原蟲）來催化 N-異丙基丙烯酰胺 (NIPAM) 的自由基聚合，并且 pNIPAM 溶液的顏色會在寄生蟲存在時發(fā)生變化。然而，通過這種方法，由于渾濁的形成，通過光學(xué)測量定量檢測寄生蟲感染變得困難，并且系統(tǒng)難以準(zhǔn)確檢測感染。PEG 和適配體-PEG 薄膜也用于抑制人血清對電化學(xué)瘧疾適配體傳感器的非特異性結(jié)合。然而，與疏水性烷硫醇相比，PEG 對基質(zhì)生物污染的抵抗力明顯更高。此外，PEG可以幫助提高檢測限和復(fù)雜基質(zhì)耐受性，而不影響適體傳感器的靈敏度。

3. 基于聚合物納米載體的抗瘧藥物遞送系統(tǒng)

為了克服預(yù)防性抗瘧疾藥物自行給藥的不規(guī)律性，基于納米載體或載體的制劑發(fā)揮著重要作用。根據(jù)這一點，可以將它們裝載或封裝在聚合物載體中，而不是給予游離藥物，以提供更好的穩(wěn)定性并提高低劑量治療的有效性，以及最大限度地減少副作用。因此，基于聚合物納米顆粒的抗瘧藥物遞送可導(dǎo)致 (i) 劑量減少，特別是確保細(xì)胞內(nèi)靶向、降低毒性、高藥物有效載荷和免疫原性，保護藥物免于細(xì)胞外降解，并選擇性地將它們轉(zhuǎn)運至瘧原蟲，以及(ii) 改善抗瘧藥的藥代動力學(xué)或藥效學(xué)特征，其作用期應(yīng)少于使用刺激反應(yīng)載體給藥的抗瘧藥混合物。此處重點介紹的不同聚合物納米載體可列為納米球、脂質(zhì)體、樹枝狀大分子、膠束和水凝膠或納米凝膠。下面討論一些這樣的方法。

瘧疾藥物治療的主要目的是在寄生瘧原蟲的細(xì)胞內(nèi)寄生空泡中誘導(dǎo)高藥物濃度。寄生蟲存在于紅細(xì)胞內(nèi)，為了接近寄生蟲內(nèi)的目標(biāo)，攜帶者必須穿過多個膜或屏障。遇到的膜的順序是宿主細(xì)胞膜 (HCM)、寄生液泡膜 (PVM)、寄生蟲質(zhì)膜 (PPM) 和食物液泡膜 (FVM)（圖3）。管泡膜 (TVM) 起源于PVM并延伸至RBC膜。上述細(xì)胞內(nèi)隔室的pH值差異有助于使用pH敏感納米載體遞送抗瘧藥物。盡管迄今為止通過納米載體將抗瘧藥物遞送至受感染的紅細(xì)胞的機制尚不清楚，但這里描述了兩種建議的機制，（i）新的滲透途徑（NPP）和（ii）傳統(tǒng)的序列途徑。第一種機制是基于瘧原蟲感染后（12-16小時）在宿主紅細(xì)胞上形成通道或孔。這些通道被稱為“新的滲透途徑”，它們有助于區(qū)分受感染的紅細(xì)胞和未受感染的紅細(xì)胞。由于TVM 靠近 NPP，尺寸 < 80 nm 的納米載體可能會直接沉入受感染的紅細(xì)胞，并與其內(nèi)容物一起滲透到紅細(xì)胞內(nèi)。

圖3. 被感染的紅細(xì)胞（NPP途徑和傳統(tǒng)序列途徑）和不同聚合物載體的標(biāo)準(zhǔn)尺寸范圍的兩種擬議藥物吸收機制的圖解表示。縮寫：G，高爾基體； Hb，血紅蛋白；赫茲，血紅素； Fe，鐵離子； M，線粒體； N，核；紅細(xì)胞，紅細(xì)胞； HCM，宿主細(xì)胞膜； PVM，寄生液泡膜； PPM，寄生蟲質(zhì)膜； FVM，食物泡膜； NPP，新的滲透途徑（來源：ACS Applied Bio Materials）。

第二種機制基于傳統(tǒng)的膜融合，即載藥納米載體直接與受感染的紅細(xì)胞（iRBC）融合。這兩種機制之間的主要區(qū)別在于NPP繞過RBC的胞質(zhì)溶膠，而在第二種情況下，制劑通過 iRBC的胞質(zhì)溶膠。

3.1. 用于瘧疾治療的聚合物納米顆粒和納米膠囊

納米尺寸的顆粒可以輕松穿過生物屏障，提高細(xì)胞吸收并輕松將藥物材料運送到目標(biāo)部位，如肝臟、大腦和實體腫瘤。與脂質(zhì)體類似，其他聚合物納米制劑，如納米膠囊、納米顆粒和納米乳液，是藥物輸送系統(tǒng)研究最多的載體。聚合物納米制劑的尺寸可達(dá)1000 nm，由一種生物相容性聚合物組成，藥物分子可以在其中非常安全地吸附、截留或封裝。

3.1.1. 基于聚合物納米粒子的納米藥物

天然或合成來源的可生物降解和生物相容性聚合物納米粒子能夠捕獲治療分子。這些顆粒的穩(wěn)定性可以根據(jù)所需的藥物遞送動力學(xué)和機制進(jìn)行調(diào)整。莫能菌素是一種羧基聚醚離子載體，被封裝在不同分子量的聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA) 納米顆粒中，具有雙相釋放動力學(xué)，即初始爆發(fā)釋放然后持續(xù)釋放行為。與游離莫能菌素給藥相比，抗瘧活性提高了10 倍。姜黃素與三聚磷酸五鈉和殼聚糖納米顆粒的配方可以增強細(xì)胞攝取。與小鼠血漿中游離姜黃素給藥相比，該制劑的體外研究表明其降解較晚，并且該制劑在約氏瘧原蟲菌株中的體內(nèi)抗瘧試驗表明它能夠通過完整的粘膜屏障。設(shè)計了一系列以鹽酸甲氟喹作為抗瘧藥的納米制劑和聚己內(nèi)酯（PCL）納米顆粒，主要通過一級、零級、Korsmeyer Peppas 模型、Higuchi 和 Hixson Crowell 模型檢查藥物釋放動力學(xué)。 .這些納米制劑表現(xiàn)出持續(xù)釋放并導(dǎo)致體外抗瘧活性。青蒿素也用聚乙烯醇 (PVA; ξ ≈ 16.3–27.2 mV) 包裹在 PCL 中 (99.93%)，通過在24小時內(nèi)釋放藥物分子實現(xiàn)了有希望的抗瘧活性。這項工作進(jìn)一步報道，可以通過改變 PCL 和 PVA 的比例以及青蒿素-HCL 來控制劑量。使用聚(甲基丙烯酸丁酯-共-嗎啉代乙基磺基甜菜堿甲基丙烯酸酯) (PBMA-MESBMA) 合成了自組裝的兩性離子聚合物納米粒子。這些聚合物納米粒子可以包裹姜黃素和抗瘧疾藥物，并可以通過穿透腸上皮進(jìn)行口服給藥。

通過這種配方，小鼠血液中的姜黃素濃度通過口服給藥增加。此外，在實驗性腦瘧疾模型中，與天然姜黃素相比，納米配制的 PLGA-姜黃素納米顆粒顯示出更好的治療指數(shù)。這些制劑即使在較低濃度下也能抑制大腦中感染的紅細(xì)胞和 CD8+ T 細(xì)胞的隔離。它還表現(xiàn)出更好的生物學(xué)可用性以及預(yù)防神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和延遲小鼠死亡。設(shè)計了一種 PCL-MPEG（甲氧基聚（乙二醇））納米顆粒并裝載了青蒿素來治療腦型瘧疾。體內(nèi)結(jié)果表明，伯氏瘧原蟲 ANKA 感染的 C57BL/6小鼠的藥代動力學(xué)行為、抗瘧原蟲活性和抗炎作用得到改善。

3.1.2. 聚合物納米膠囊 (NCs) 和納米藥物

納米膠囊是一種膠體藥物載體系統(tǒng)，由一個油性核心和一層薄的聚合物膜組成，其中可以截留生物活性化合物。負(fù)載在涂有 PEG (20 kDa)（總 d ≈ 150–250 nm）的聚乳酸（PLA）NC 中的鹵泛群（Hf）用于瘧疾治療，并表現(xiàn)出改善的藥代動力學(xué)和較低的毒性。此外，Hf NCs 對血清蛋白的親和力相對較高，并且制劑表面存在的 PEG 鏈通過提供親水性空間屏障阻礙了 Hf 的釋放，并顯示出可控的釋放行為。然而，溶解在 PEG-二甲基乙酰胺中的 Hf 被證明是有害的。此外，封裝在殼聚糖 NC 中的抗菌藥物三氯生也表現(xiàn)出對惡性瘧原蟲的有效殺滅作用。奎寧 (QN) 被封裝在由 PCL 和 200 nm 大小的聚山梨醇酯80組成的NC 中。 P. berghei-Wistar 大鼠實驗?zāi)Ｐ偷捏w內(nèi)實驗顯示出良好的藥代動力學(xué)和藥效學(xué)行為，存活率也明顯提高。奎寧和姜黃素被封裝在聚山梨醇酯80涂層 PCL 納米膠囊中，并針對 W2 和 3D7 惡性瘧原??蟲菌株進(jìn)行了測試，顯示出增強的活性和最小的毒性。青蒿琥酯-肝素綴合的納米膠囊被設(shè)計用于青蒿琥酯的細(xì)胞內(nèi)遞送。體外結(jié)果表明，在中性生理條件下，釋放率較低（33.81%），而在酸性條件下（如寄生蟲食物泡），釋放率非常高（92.74%）。

3.2. 用于瘧疾治療的基于脂質(zhì)體的納米藥物

由于膠體藥物載體（如乳液）的適應(yīng)性，脂質(zhì)體正在引起人們對抗瘧藥物遞送的關(guān)注。脂質(zhì)體可以捕獲親水性和疏水性藥物，從而降低它們的毒性。靜脈注射后，脂質(zhì)體很容易被脾臟和肝臟的吞噬細(xì)胞吞噬。根據(jù)目標(biāo)位點，脂質(zhì)體可以與趨化配體（如多糖、肽和抗體）結(jié)合，也可以與 pH 響應(yīng)性脂質(zhì)（如聚乙烯亞胺 (PEI)、親水性聚乙二醇化磷脂或 PEG-肽）結(jié)合以賦予瘧疾治療體內(nèi)模型的特定治療效果和改進(jìn)的性能。

例如，包覆殼聚糖（~250 nm）的奎寧包封脂質(zhì)體在冷卻條件下至少穩(wěn)定6個月，可以釋放奎寧并用于瘧疾的干預(yù)。用從伯氏瘧原蟲環(huán)子孢子蛋白 (CSP) 的 N 端收集的 19 個氨基酸肽制備的脂質(zhì)體可以有效地靶向小鼠肝臟。該制劑對肝細(xì)胞的遞送效率相當(dāng)高（>80%）。特別是，當(dāng)這些肽與脂質(zhì)-PEG系統(tǒng)的遠(yuǎn)端結(jié)合時，它們表現(xiàn)出嚴(yán)重的血清誘導(dǎo)的脂質(zhì)體聚集。此外，隨著PEG和 PEG-肽（CSP 蛋白N端的 19 個氨基酸）摩爾分?jǐn)?shù)的變化，發(fā)現(xiàn)綴合的脂質(zhì)體制劑可有效靶向肝細(xì)胞（Hepa 細(xì)胞）。對于靜脈給藥，在伯氏瘧原蟲感染的小鼠模型中，觀察到在15分鐘內(nèi)，肝臟中恢復(fù)了近 80% 的總給藥劑量，并且發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞攝取增加了600多-比心臟的攝取量高出1倍，比其他器官高出200多倍。

裝載在聚乙二醇化脂質(zhì)體中的青蒿素和姜黃素也用于瘧疾治療。聚（乙二醇）-2000-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺（P90G）和基于膽固醇的脂質(zhì)體載體非常穩(wěn)定（ξ ≈ -20 mV），負(fù)載效率約為70%，并且比游離青蒿素/姜黃素更快地減少寄生蟲血癥以與通過 NK-65 感染的伯氏瘧原蟲鼠模型測試相似的劑量給藥。與游離莫能菌素遞送相比，用不同密度的二硬脂酰-磷脂酰-乙醇胺-甲氧基-PEG 2000 (DSPE-mPEG-2000) 修飾的PEG功能化脂質(zhì)或脂質(zhì)體顯示出更好的抗瘧原蟲活性。免疫PEG脂質(zhì)體也用于將親脂性抗瘧藥物如氨基喹啉和氨基醇輸送到受感染的紅細(xì)胞。在約氏瘧原蟲感染的小鼠中，含有氨基喹啉的脂質(zhì)體制劑可以成功地減少血液中的寄生蟲血癥。 (100,101) 在約氏瘧原蟲感染的小鼠模型中測試了兩種不同形式的帶有 Eudragit S100 的陰離子共聚物脂質(zhì)體（Eudragit-hyluronan 脂質(zhì)體和 Eudragit 營養(yǎng)體）與姜黃素組裝在一起。在胃腸液中，營養(yǎng)體表現(xiàn)出比脂質(zhì)體形式更好的結(jié)果。PEG-脂質(zhì)體在使用包裹在脂質(zhì)體膜中的多米芬溴化物和包裹在脂質(zhì)體中的兩種藥物（吡咯啶和阿托伐醌）的聯(lián)合治療中也表現(xiàn)出顯著的抗瘧活性，優(yōu)于這三種藥物的自由給藥。

3.3. 基于樹枝狀大分子的納米載體

樹枝狀大分子被稱為“21 世紀(jì)的聚合物”，是通過成核-生長過程產(chǎn)生的單分散聚合物，它們在藥物輸送方面表現(xiàn)出很高的效率。由于樹枝狀大分子內(nèi)部是空的，它們可以容納巨大的藥物負(fù)載，藥物降解較少，并提供控釋。

由與賴氨酸綴合的PEG合成并涂有硫酸軟骨素A (CSA) 的樹枝狀大分子在靜脈內(nèi)給藥后用于控制和延長蒿甲醚 (ART)（一種疏水性抗瘧藥物）的釋放。根據(jù)抗瘧藥的大小，它們可以通過與等摩爾CSA綴合來裝載，隨后裝載和釋放效率可以提高許多倍。涂有 CSA 有助于降低溶血性和巨噬細(xì)胞毒性。此外，CSA有助于在幾個小時內(nèi)清除惡性瘧原蟲的兩個階段、滋養(yǎng)體和環(huán)狀階段。

同樣，負(fù)載在 CSA 包被的基于聚 (l-賴氨酸) 的樹枝狀大分子中的氯喹 (CQ) 在清除惡性瘧原蟲的滋養(yǎng)體和環(huán)狀階段方面表現(xiàn)出顯著的效果。 CSA 涂層有助于 CQ 從樹枝狀大分子中的持續(xù)和受控釋放。基于 PEG-賴氨酸-肽的樹枝狀大分子制劑中的伯氨喹 (PQ) 有助于在紅細(xì)胞中維持較低的寄生蟲感染水平。然而，盡管使用涂有 PEG-1000 并負(fù)載有磷酸氯喹的聚 (l-賴氨酸) 樹枝狀聚合物顯示出毒性較小、吞噬作用降低、巨噬細(xì)胞，免疫原性較低。

另一方面，兩親樹枝狀大分子能夠形成一系列超分子納米結(jié)構(gòu)，并允許抗瘧藥物內(nèi)化到細(xì)胞中。考慮到這些事實，開發(fā)了兩種用于抗瘧藥物遞送的樹枝狀系統(tǒng)：(1) 兩親鏈段 Janus 樹枝狀大分子（由兩個不同極性的樹枝狀嵌段組成）和 (2) 使用 Pluronic 聚合物的線性樹枝狀嵌段共聚物和基于 2,2-雙(羥甲基)丙酸 (bis-MPA) 的聚酯樹枝狀聚合物。 (119-121) 生物相容性、在生物環(huán)境中的溶解性以及酶促和非酶促水解降解是 bis-MPA 的重要特征，它增強了抗瘧藥物的遞送。在此 PQ 和 CQ用于特異性靶向瘧原蟲感染的紅細(xì)胞（即感染了惡性瘧原蟲和約氏瘧原蟲菌株）。與 CQ 和 PQ 的游離給藥相比，它們表現(xiàn)出較低的體外 IC50 值（低3倍和4倍）。可以注意到，百草枯在G6PD缺乏的患者中會產(chǎn)生溶血，這種毒理學(xué)問題限制了百草枯的使用。然而，這些樹突狀制劑可作為一種有前途的抗瘧藥，因為用于樹突狀生長抑制試驗 (GIA) 的濃度既不溶血也不具有細(xì)胞毒性。然而，增加樹枝狀鏈的鏈長可以封裝更多量的抗瘧藥物并提供不同的結(jié)果，因為這些制劑隨著血液停留時間的增加而提高了藥物的穩(wěn)定性。此外，青蒿素與三聚體和四聚體分子共價結(jié)合，由于其在培養(yǎng)基中的溶解度有限（高親脂性），與四聚體分子相比，三聚體分子的處理效率更高。合成了一種負(fù)載 CQ 的姜黃素陰離子線性球狀樹枝狀大分子（檸檬酸-PEG-檸檬酸），平均尺寸為239 nm。這些制劑用于使用1H NMR 研究來研究惡性瘧原蟲的代謝組學(xué)。這些制劑在乙醛酸鹽和羧酸鹽樣代謝循環(huán)中進(jìn)一步顯示出可忽略不計的毒性。

然而，與實現(xiàn)樹枝狀大分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的主要問題是在合成過程中需要使用交聯(lián)劑，并且大多數(shù)交聯(lián)劑本質(zhì)上是有毒的。此外，已知的天然存在的生物相容性交聯(lián)劑非常少并且在許多情況下是無效的。因此，交聯(lián)劑的選擇對于設(shè)計可用于制備治療腦型瘧疾的納米藥物的樹枝狀大分子至關(guān)重要。

3.4.基于膠束的給藥系統(tǒng)

對于瘧疾治療，膠束由兩親嵌段共聚物（具有疏水和親水鏈端）的自組裝制成。由于膠束中存在親水鏈，它們有助于增加血液循環(huán)時間并提供抗瘧藥物的持續(xù)釋放。這進(jìn)一步由用于制造膠束的聚合物類型的臨界膠束濃度 (CMC) 控制。可以注意到，較低的 CMC 值更適合抗瘧藥物的輸送。用于瘧疾治療的由生物相容性和可生物降解聚合物（包括 PEG、mPEG、PCL、PVP 及其嵌段共聚物）制備的許多膠束及其大小和封裝藥物列于表1。

表 1. 用于抗瘧藥物遞送的聚合物膠束列表

由mPEG組成的膠束負(fù)載蒿甲醚并顯示出抗瘧活性；然而，該配方的主要缺點是膠束載體降解緩慢，最終對測試系統(tǒng)有毒。后來青蒿素被包裹在mPEG-co-PCL中以獲得緩釋。 Manjili 和他的同事合成了基于 PCL-PEG-PCL 的膠束，據(jù)報道這些膠束具有抗瘧原蟲作用（體內(nèi)）。可以注意到載青蒿素的膠束與其自由給藥相比增加了藥物在血液中的循環(huán)以及治療效果。甘氨酸修飾的雙-MPA（甲基丙酸）以兩種形式使用（樹枝狀超支化分子 DHP 和雜化樹枝狀-線性-樹枝狀嵌段共聚物 HDLDBC）和基于聚（酯酰胺）的新型樹枝狀配方 2 ,2'-雙(甘氨酰氧基甲基)丙酸 (bis-GMPA) 用于封裝 PQ、CQ 和奎納克林。所有這些制劑都表現(xiàn)出高載藥能力以及對受感染紅細(xì)胞的有效靶向。設(shè)計了一種自組裝的可生物降解的二嵌段共聚物 PVP-b-PAVL 膠束并將其連接到苯芴醇上。最后，該組件包埋了第二種藥物分子（即蒿甲醚），所得制劑用于瘧疾的聯(lián)合治療。盡管與自由遞送苯芴醇和蒿甲醚以組合模式相比，這些制劑顯示出較少的藥物釋放，但發(fā)現(xiàn)通過將這兩種藥物包封在聚合物膠束中可以降低毒性。

3.5. 基于納米凝膠的瘧疾藥物

生物安全聚合物水凝膠具有3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以吸收溶劑。這些是非免疫原性的、易降解的、無毒的，并且本質(zhì)上對刺激敏感。水凝膠的這些特性使其可用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如組織再生、藥物輸送、診斷等。

為了更長時間地提高生物利用度，負(fù)載姜黃素的羥丙基甲基纖維素 (HPMC) 和 PVP 水凝膠顯示出顯著的抗瘧活性潛力。由果膠（一種多糖）基質(zhì)制成的基于水凝膠的透皮貼劑也可以裝載 CQ。在體內(nèi)大鼠模型中，觀察到與靜脈內(nèi)給藥相比，該貼劑可以顯著釋放 Na+ 離子。后來，這種水凝膠的改良形式在氯喹果膠基水凝膠中與乙酸 (AA) 一起配制。這些透皮貼劑可以很容易地釋放 AA，從而顯著降低寄生蟲血癥。一種稱為阿拉伯樹膠的雜多糖被用作雙重抗瘧藥物載體（4-氨基喹啉和姜黃素）。根據(jù)水凝膠的交聯(lián)劑，可以控制不同的藥代動力學(xué)行為。大豆分離蛋白-Carbopol-聚丙烯酰胺基水凝膠負(fù)載氯喹二磷酸鹽和姜黃素在 pH 7.4 時表現(xiàn)出增加的溶脹行為，一項體外研究表明，與姜黃素相比，氯喹的釋放速度要快得多。此外，體內(nèi)結(jié)果表明在減少寄生蟲血癥方面有很大的潛力

制備由聚山梨醇酯80、油酸和癸二酸二丁酯組成的溶致液體預(yù)濃縮物，其中溶解了 ACT 衍生物如苯芴醇和蒿甲醚。向該溶液中添加 PLGA 有助于使水凝膠的強度增加 3 倍，從而顯示出持續(xù)釋放。密度泛函理論 (DFT) 用于研究三種不同抗瘧藥（氯喹、伯氨喹和阿莫地喹）與基于水凝膠的丙烯酰胺二聚體和三聚體分子在水和真空環(huán)境中的理論相互作用。通過自然鍵軌道計算觀察到強電荷轉(zhuǎn)移，相互作用程度為氯喹<阿莫地喹<伯氨喹。這導(dǎo)致了第一種合理設(shè)計受控抗瘧藥物遞送的方法。可以注意到，溶脹行為、抗瘧藥物的負(fù)載程度及其釋放、網(wǎng)絡(luò)降解的性質(zhì)和抗瘧治療效率可以受到水凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能性的強烈控制，這進(jìn)一步可以通過正確選擇用于設(shè)計水凝膠的“mers”和交聯(lián)劑來控制。親水性和疏水性主要控制靜電相互作用的程度以及加載和釋放的量，從而進(jìn)一步控制抗瘧藥物的給藥劑量。

3.6.用于瘧疾治療的刺激響應(yīng)性聚合物納米載體和納米藥物

刺激響應(yīng)（光、磁、機械、超聲、溫度、電刺激、化學(xué)物質(zhì)（例如，溶劑、電化學(xué)、離子強度和 pH）或生物制劑（例如，受體、酶或葡萄糖））聚合物大多是兩親性嵌段ABC型共聚物，廣泛用作藥物輸送載體或載體。一般來說，ABC 型共聚物由兩個具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的獨立部分組成，它們經(jīng)歷相分離。由于鏈締合過程，選擇性地將一個嵌段溶解在特定溶劑中。結(jié)果，形成了具有核/殼結(jié)構(gòu)的納米級敏感聚合物膠束。疏水和親水嵌段與周圍介質(zhì)之間的相互作用形成膠束ABC型自組裝的基礎(chǔ)。膠束化后，疏水核作為疏水藥物的儲存空間，可以化學(xué)、物理或靜電封裝。親水殼有助于穩(wěn)定疏水核，該殼充當(dāng)疏水區(qū)域和本體水相之間的邊界。

ABC 型熱敏聚合物納米粒子對治療瘧疾非常有用，因為它具有許多特性，例如低 CMC、與脂質(zhì)體相比具有更好的機械穩(wěn)定性、在同一系統(tǒng)中使用刺激響應(yīng)材料的可??能性以及靶向部分的修飾。通過添加聚酯、聚磷酸酯或多肽如 PCL，可以增強 ABC 型聚合物的生物降解性。對新的抗瘧藥或?qū)巩a(chǎn)生耐藥性的方法的需求已得到廣泛認(rèn)可。一種克服耐藥性發(fā)展的建議系統(tǒng)是基于刺激敏感聚合物納米顆粒的高濃度抗瘧藥物遞送。

尺寸減小的聚合物納米顆粒是必不可少的，因為有效靶向 iRBC 中細(xì)胞內(nèi)瘧原蟲所需的尺寸約為80 nm。使用 PEG 替代物 poly(2-甲基-2-惡唑啉）（PMOXA）。這些還原響應(yīng)ABC型納米顆粒由疏水性PCL和親水性PMOXA通過接枝技術(shù)組成，以實現(xiàn)聚（2-甲基-2-惡唑啉）-接枝（SS）-聚（ε-己內(nèi)酯）（PMOXA-g（SS） -PCL) (圖4b) 通過在 PMOXA 和 PCL 之間形成二硫鍵連接器。這種二硫鍵本質(zhì)上是氧化還原反應(yīng)的。然而，氧化還原響應(yīng)性聚合物納米粒子具有廣泛的應(yīng)用和不同的低分子量生物分子、藥物和核酸的傳遞機制。除此之外，二硫鍵的斷裂在細(xì)胞攝取后迅速發(fā)生，還原性納米顆粒在胞質(zhì)溶膠中發(fā)生分解，這有助于釋放治療寄生蟲血癥所需的藥物。

圖4. 通過基于還原響應(yīng)性兩親嵌段共聚物 (ABC) 的水性自組裝將藥物輸送到瘧原蟲感染的紅細(xì)胞 (iRBC) 的代表圖。 (a) 使用還原響應(yīng)性 PMOXA-g(SS)-PCL 納米粒子將 SHMT 抑制劑 (±)-1 遞送至 iRBC 的示意圖。 (b) PMOXA-g(SS)-PCL 和 (c) SHMT 抑制劑 (±)-1 的化學(xué)結(jié)構(gòu)（來源：ACS Applied Bio Materials）。

然而，當(dāng)溶液相中的粒徑范圍為 30–50 nm 且劑量高達(dá) 1 mg/mL 時，這些基于 ABC 的系統(tǒng)可提供更好的結(jié)果。在該系統(tǒng)中，通過添加 GSH（谷胱甘肽）來控制（較慢）釋放程度。此外，該系統(tǒng)控制細(xì)胞內(nèi)條件，就像其他許多維持細(xì)胞溶質(zhì)還原潛力的蛋白質(zhì)和酶一樣。值得注意的是，谷胱甘肽是一種抗氧化劑，主要由三種氨基酸組成，谷氨酰胺、甘氨酸和半胱氨酸，通常在細(xì)胞中產(chǎn)生。然而，當(dāng)抗瘧藥與這些載體一起給藥時，它對寄生蟲的兩個生命周期都有效。基于PMXA的納米顆粒由于其化學(xué)性質(zhì)和降解行為而在血液中顯示出延長的循環(huán)。該系統(tǒng)的疏水核心充當(dāng)藥物的保護措施，并在到達(dá) iRBC之前保護其免受外部生物環(huán)境的影響，這是游離 SHMT 抑制劑 (±)-1 的一個有希望的案例。使用這種制劑 [SHMT 抑制劑 (±)-1 負(fù)載的 PMXA-g(SS)-PCL]（圖4）的主要優(yōu)點是更快和更有效地釋放候選藥物以對抗耐藥性惡性瘧原蟲與藥物敏感菌株的比較（圖4a）。

2018 年，我們設(shè)計了一種中空介孔 PCL 基溫度響應(yīng)納米膠囊，其中裝載了抗瘧藥物。這些聚合物制劑基于時間-溫度機制將藥物（DHA/CQDP）輸送到感染了惡性瘧原蟲的紅細(xì)胞（圖5a）。這些制劑可以有效地釋放負(fù)載的 DHA/CQDP，并隨著體溫的升高而精確劑量，而當(dāng)體溫降至 37.4°C 時，劑量的遞送最小化，如圖5b、c 中的示意圖所示。

圖5. (a) 抗瘧藥物制備和裝載到介孔核殼聚合物納米顆粒中的多個步驟，以及用受感染的紅細(xì)胞進(jìn)行治療，(b) 納米制劑的“開”和“關(guān)”模式，以及 (c)提出的“溫度時鐘”機制顯示不同程度的釋放隨溫度變化（來源：ACS Applied Bio Materials）。

4. 使用高分子納米材料開發(fā)抗瘧疫苗

盡管自1960年代以來已進(jìn)行了許多嘗試，但至今還沒有獲得許可的瘧疾疫苗。瘧疾疫苗接種方法的類型包括載體疫苗、全寄生蟲疫苗、血液階段疫苗、紅細(xì)胞前期疫苗、蚊子階段疫苗、傳播阻斷疫苗和聯(lián)合疫苗。在此，我們強調(diào)了開發(fā)和應(yīng)用由聚合物材料制成的抗瘧疾疫苗的多種方法。 1987年，Verdini和他的研究小組首次嘗試設(shè)計抗瘧疫苗。他們試圖設(shè)計一種含有天冬酰胺酰-丙氨酰-天冬酰胺酰-脯氨酸低聚物（DP，n≥10）的瘧疾疫苗；然而它并不成功。

4.1. 基于蛋白質(zhì)、肽和碳水化合物的疫苗接種方法

用于疫苗開發(fā)的肽-聚合物偶聯(lián)系統(tǒng)是一種有吸引力的方法，與現(xiàn)有方法相比具有許多優(yōu)勢。葡聚糖、聚(牛血清白蛋白(BSA))和聚(卵清蛋白(OVA))用作載體聚合物，它們與肽綴合，例如惡性瘧原蟲的CSP(環(huán)子孢子蛋白)外殼蛋白和P. . berghei 菌株。葡聚糖與肽的偶聯(lián)在沒有佐劑的情況下產(chǎn)生最佳的每分子價和肽密度。這些攜帶者自己誘導(dǎo) IgG 和 IgM 反應(yīng)。免疫原性也隨著蛋白質(zhì)多樣性的增加而增加。配制了由通過碳二亞胺與 BSA 綴合的伯氏瘧原蟲 CSP 重復(fù)表位 (DPPPPNPN)2-CS 組成的非離子嵌段共聚物。這些在小鼠模型中施用，肽-聚合物偶聯(lián)物 (CS/BSA) 的不同比例為 55:1、6:1 和 170:1，并用活子孢子攻擊。從IFA測量中觀察到抗體-抗原結(jié)合類似于無菌免疫，在子孢子表面，IgG1同種型表現(xiàn)出凝集作用。得出的結(jié)論是，基于受抗體親和力、同種型和特異性影響的無菌免疫誘導(dǎo)，CSP 可能是瘧疾疫苗的潛在候選者。

海藻酸鹽廣泛用于免疫目的、微膠囊化和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞刺激活性，并具有佐劑活性。與肽序列（例如，RGD）偶聯(lián)的改性海藻酸鹽也據(jù)報道能夠通過靶向免疫細(xì)胞來增強抗原攝取和免疫反應(yīng)，并可用于開發(fā)疫苗和預(yù)防瘧疾感染。糖綴合物和合成碳水化合物也被報道為細(xì)胞間識別、受精、炎癥、轉(zhuǎn)移和免疫反應(yīng)等生命過程中的重要材料。此外，這些聚合物還用于合成寡糖疫苗，以對抗熱帶疾病（例如瘧疾）、細(xì)菌感染（例如肺結(jié)核）、病毒感染（例如HIV）和癌癥。據(jù)報道，大量的糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 在瘧原蟲細(xì)胞表面表達(dá)。瘧疾死亡率和發(fā)病率是由GPI 產(chǎn)生的炎癥級聯(lián)反應(yīng)引起的。該抗原是通過用連接到馬來酰亞胺活化的載體蛋白上的接頭處理合成的六糖瘧疾毒素來制備的。在接種疫苗的小鼠（使用 GPI）中，60%–75% 的小鼠存活，而未接種疫苗的小鼠只有 0% 到 9%。因此，與載體蛋白綴合的 GPI 寡糖具有免疫原性，并且對瘧疾寄生蟲具有相當(dāng)大的安全性。兩種主要的抗瘧疾傳播阻斷抗原 Pfs25 和 Pfs230D1 通過形成納米顆粒分別與外蛋白 A（EPA，一種在動物研究中被證明是安全的重組載體蛋白）結(jié)合。與游離抗原相比，這些納米顆粒顯示出增強的免疫原性。由于 Pfs230D1 需要活性補體，Pfs230D1 比 Pfs25 更具免疫原性。自組裝蛋白納米顆粒 (SAN) 設(shè)計有惡性瘧原蟲環(huán)子孢子蛋白的表位和部分 toll 樣受體 5 (TLR5) 激動劑鞭毛蛋白作為佐劑。據(jù)報道，這些 SAN 在瘧原蟲感染的小鼠模型中更具保護性并產(chǎn)生更高的免疫原性反應(yīng)。最近開發(fā)的疫苗 RTS,S/AS01 是基于一種油水配方，其中含有一種免疫刺激劑和一種脂多糖衍生物。

4.2.基于納米聚合物的基因工程疫苗

與其他生物分子相比，基于 DNA 的方法具有開發(fā)瘧疾疫苗的巨大潛力，因為 DNA 的固有特性。根據(jù)用于誘導(dǎo)免疫的載體類型，DNA 疫苗可以誘導(dǎo)細(xì)胞和體液反應(yīng)。陽離子聚合物 PEI 因其內(nèi)溶成分而被廣泛用于制造非病毒基因載體。 DNA 與 PEI 的縮合使流體動力學(xué)直徑更小，并增加了與細(xì)胞膜的靜電相互作用。PLGA，包埋 DNA，有助于在特定生理環(huán)境和質(zhì)粒編碼中持續(xù)釋放 DNA。據(jù)報道，封裝在 PLGA/PEI 中的 19 kDa 裂殖子表面蛋白 1 (MSP119) 片段的 DNA 在個體對瘧疾的免疫中誘導(dǎo)入侵抑制反應(yīng)。 (192) 因此，基于 PLGA-PEI-pDNA（質(zhì)粒 DNA）的系統(tǒng)可能是用于管理瘧疾的疫苗的良好元素。在這里 pDNA 與 PEI 濃縮并通過霧化過程加載。可以指出，雖然很多核酸與陽離子聚合物和陽離子脂質(zhì)體結(jié)合用于臨床，但陽離子復(fù)合物存在生物相容性低、細(xì)胞毒性強等主要缺點。也有報道稱，用 γ-聚（谷氨酸）（γ-PGA）包被的 pDNA 表現(xiàn)出令人滿意的基因表達(dá)，細(xì)胞毒性可忽略不計。基于這些結(jié)果，形成了用于疫苗設(shè)計的三元復(fù)合物，其中使用編碼約氏瘧原蟲 MSP1、PEI 和 γ-PGA 的質(zhì)粒并在 C57BL/6 小鼠中給藥。

基因工程疫苗開發(fā)方法不僅適用于微米尺寸的顆粒，還用于納米尺寸的載體以解決該問題。從多個結(jié)果（ELISA、IFA 和蛋白質(zhì)印跡）得出的結(jié)論是，根據(jù)納米顆粒包被的疫苗制劑，疫苗可以引發(fā)所需的抗體反應(yīng)。Kodama 和他的同事開發(fā)了一種新的 pDNA 和陽離子聚 (l-賴氨酸) (PLL) 藥物載體。然而，由于高細(xì)胞毒性和低基因表達(dá)問題，聚（l-組氨酸）（PLH）被添加到 PLL-pDNA 復(fù)合物中，這有助于增強基因表達(dá)。通過誘導(dǎo) pH 緩沖效應(yīng)，PLH 可以增加設(shè)計復(fù)合物的內(nèi)體逃逸行為。此外，四元復(fù)合物（pDNA-PLL-PLH-γ-PGA 復(fù)合物）表現(xiàn)出低細(xì)胞毒性和高基因表達(dá)。類似地，當(dāng)使用樹枝狀多聚（L-賴氨酸）（DGL）代替 PLL 時，形成了三元復(fù)合物（pDNA-DGL-γ-PGA 復(fù)合物），并表現(xiàn)出低細(xì)胞毒性和高基因表達(dá)。同一研究小組還嘗試使用約氏瘧原蟲菌株 GPI8p-轉(zhuǎn)酰胺酶相關(guān)蛋白 pDNA (PyTAM) 設(shè)計瘧疾 DNA 疫苗，并再次配制了三元復(fù)合物 (PyTAM-DGL-γ-PGA)。通過體內(nèi)瘧疾模型，他們表明該系統(tǒng)顯著增強了基因表達(dá)并增加了免疫小

4.3. 抗體-基于抗原的聚合物納米載體

對于抗瘧疾疫苗，聚合生物可降解微球 (MS)非常有效地證明抗體對包埋抗原的延長反應(yīng)。這些也能夠引起 T 細(xì)胞對天然蛋白抗原和合成肽的增殖反應(yīng)。使用不同的MS制劑，來自伯氏瘧原蟲 CSA 蛋白的微小合成肽能夠在不同的小鼠模型中誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞 (CTL) 反應(yīng)。這些 CTL 本質(zhì)上是抗原特異性的。當(dāng)小鼠注射具有短CTL的MS或吸附在空的MS上時，與不完全弗氏佐劑 (IFA) 制劑相比，CTL反應(yīng)增強。這表明 MS 具有傳遞抗原以增強CTL反應(yīng)的效力。這種微囊化技術(shù)也有助于設(shè)計亞單位疫苗。 (202) 用來自惡性瘧原蟲裂殖子表面抗原、紅細(xì)胞結(jié)合蛋白 (EBP)、MSA1 和 MSA2 的非重復(fù)和保守區(qū)域的肽合成了三個B表位。肽與GPG間隔物聚合形成含有半胱氨酸橋的均聚肽，并用于用設(shè)計的配方和明礬中的多種抗原肽免疫兔子。通過IFA和ELISA測定測量，研究了抗體反應(yīng)。最后一次免疫后，IgG 水平維持23周，23周后IgM抗體消失。為了提高 SPf66 的免疫原性，使用亞微米大小的 PLGA 制成基于 MS 的遞送系統(tǒng)并施用于小鼠，它顯示出相當(dāng)高的免疫反應(yīng)。與明礬吸附的 SPf66 相比，它產(chǎn)生了更高的 IgG 水平。后來，這種合成肽被封裝在 PLGA、50:50 和 75:25（乳酸/乙醇酸）亞微粒的組合物混合物中，并口服給予小鼠。對于接種PLGA 的小鼠，觀察到IgG2a 同種型略有增加。因此，這是激活 Th1 樣免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)的標(biāo)志。兩種合成肽也取自惡性瘧原蟲FC27和3D7菌株的恒定區(qū)，封裝在 PLGA 微粒中，并與 Montanide ISA 720（一種佐劑）一起遞送。通過體內(nèi)研究（在 C57BL 小鼠模型中），已經(jīng)表明兩種肽都產(chǎn)生了持續(xù)的抗體反應(yīng)。有趣的是，與皮下給藥途徑相比，皮內(nèi)給藥途徑誘導(dǎo)更好的免疫反應(yīng)。后來，使用PLGA合成了一種模擬病原體的聚合物疫苗納米顆粒，并用單磷酰脂質(zhì)-A (MPLA) 包裹。此外，這與瘧疾抗原VMP001結(jié)合，以檢查對間日瘧原蟲子孢子的免疫反應(yīng)。與具有MPLA的可溶性蛋白疫苗相比，這種疫苗接種的體內(nèi)結(jié)果激發(fā)了具有高滴度值的持久抗原特異性抗體和增加的Th1/Th2反應(yīng)。

4.4. 基于納米脂質(zhì)體和納米聚合物體的疫苗接種方法

建議將基于載體的瘧疾疫苗遞送用于蛋白質(zhì)抗原、pDNA/RNA 和抗原編碼的亞單位疫苗，因為它們與聚合物微粒或納米顆粒的遞送表現(xiàn)出更強的免疫反應(yīng)。科學(xué)家們試圖設(shè)計一種采用佐劑方法的阻斷傳播的瘧疾疫苗，其中Pfs25被封裝在凝膠核心脂質(zhì)體載體中，用于控制遞送至免疫系統(tǒng)的細(xì)胞。使用脂質(zhì)體作為疫苗載體的主要原因是表位易于包封和增強抗原呈遞細(xì)胞 (APC) 的吞噬作用。但是由于它們的不穩(wěn)定性和脂質(zhì)體中負(fù)載的抗原的快速釋放，它們的使用受到限制。為克服這些限制，設(shè)計了一種特殊的脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)，在脂質(zhì)囊泡內(nèi)部，以凝膠或顆粒的形式開發(fā)了聚丙烯酸 (PAA) 的生物相容性聚合物核心。在該系統(tǒng)中，用脂質(zhì)體的凝膠核進(jìn)行免疫是非常有效的。肌肉注射脂質(zhì)體制劑治療瘧疾后，與使用常規(guī)脂質(zhì)體的 Pfs25 相比，免疫反應(yīng)顯著增加。因此，發(fā)現(xiàn)凝膠核心脂質(zhì)體系統(tǒng)作為載體佐劑非常有效，可用于肌肉內(nèi)遞送基于重組抗原的阻斷傳播的瘧疾疫苗。

聚合體由嵌段共聚物組成，可作為開發(fā)瘧疾疫苗的載體。用于疫苗遞送的多聚體的潛在優(yōu)勢是它們的機械穩(wěn)定性和廣泛的化學(xué)多功能性，可有效引入刺激響應(yīng)藥物或疫苗材料，或者也可用作納米反應(yīng)器。它們還顯示出模擬細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)充當(dāng)人造細(xì)胞器的能力。在某些情況下，兩種或更多種不同的嵌段共聚物，例如，聚(2-甲基-2-惡唑啉)-b-聚(二甲基硅氧烷)-b-聚(2-甲基-2-惡唑啉) (PMOXA -b-PDMS-b-PMOXA；圖6c) 和 PDMS-b-肝素 (圖6d) 混合并形成納米囊泡。這些囊泡可以模仿宿主細(xì)胞膜，并且可以像宿主細(xì)胞膜一樣發(fā)揮作用，被發(fā)現(xiàn)可用于開發(fā)。如今，具有多種直徑的聚合體，即巨型單層囊泡 (GUV)，也可作為簡化細(xì)胞模擬物的模型系統(tǒng)，有效預(yù)防瘧疾感染（圖6b）。

圖6. (a) 裂殖子侵入紅細(xì)胞和 (b) 基于聚合物的紅細(xì)胞膜模擬納米結(jié)構(gòu)在進(jìn)入新紅細(xì)胞之前阻斷裂殖子的代表性示意圖。 (c) PDMS-b-肝素和 (d) PDMS-b-PMOXA-b-PDMS 的化學(xué)結(jié)構(gòu)（來源：ACS Applied Bio Materials）。

還研究了使用模擬紅細(xì)胞膜的聚合體抑制將受影響的裂殖子暴露于免疫系統(tǒng)的寄生蟲入侵（即阻斷瘧原蟲的生命周期）。這些RBC膜模擬物具有聚合體的空心球結(jié)構(gòu)，并且能夠以類似于納米模擬物的方式結(jié)合蛋白質(zhì) PfMSP142。值得注意的是，這些RBC膜模擬型聚合物囊體呈圓盤狀，直徑約7 μm，由兩種不同的嵌段共聚物制成。第二種嵌段共聚物含有 GUV 膜中的肝素型受體分子和寄生蟲配體 PfMSP142。有趣的是，感染紅細(xì)胞的惡性瘧原蟲裂殖子與紅細(xì)胞膜的模擬物相互作用，即聚合體/嵌段共聚物，并使它們變形（圖6b）。這種配方既可用作藥物，也可用作候選疫苗。盡管這些配方是微米級的，但這些 GUV 可以成為小分子聚合體的合適模型，可以有效地相互作用和使受感染的紅細(xì)胞變形，并且可能在瘧疾感染的管理中具有潛力。

5. 瘧疾診斷、藥物和疫苗的科學(xué)專利信息

自1970年以來，世界各地已申請了多項用于瘧疾診斷、疫苗接種和治療的專利。首先，來自日本的一組科學(xué)家申請了專利，他們制備了一種含有有機化合物和二氫吡喃羧酸鹽的基質(zhì)，并在體內(nèi)大鼠模型中檢查了伯氏瘧原蟲菌株。源自丙烯酸或其鹽的低分子量聚合物被用作疫苗佐劑來治療各種感染和癌癥。多環(huán)芳香酚用于抑制谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶 (GST)，這是導(dǎo)致瘧疾的主要原因。表2顯示了在全球范圍內(nèi)提交的關(guān)于瘧疾診斷試劑盒、藥物輸送工具和疫苗接種的多項專利。

表 2. 使用聚合物治療瘧疾的專利申請（來源：ACS Applied Bio Materials）

6. 用納米聚合物治療瘧疾的各種方法

6.1. 核-殼聚合物-無機或聚合物-聚合物納米粒子

對于瘧疾的治療，具有超順磁性性質(zhì)的氧化鐵納米顆粒被稱為SPIONs（超順磁性氧化鐵納米顆粒）。這些通過使用磁性藥物遞送技術(shù)（即磁轉(zhuǎn)染）廣泛用于非病毒和病毒載體的基因遞送。這些也適用于使用 PEI 涂層 SPIONS 的低劑量基因轉(zhuǎn)染，因為它們能夠與 DNA 形成復(fù)合物（圖7）。這些縮合產(chǎn)物可以防止通過核酸酶降解，并且還可以磁性靶向所需位點。釋放機制如圖7 所示。

圖7. 通過施加外部磁場逐步制備 PEI 涂層 pDNA 復(fù)合物和瘧疾疫苗釋放行為的代表性示意圖（來源：ACS Applied Bio Materials）。

據(jù)報道，磁轉(zhuǎn)染用于制備用約氏瘧原蟲裂殖子表面蛋白 MSP119 (VR1020-PyMSP119) 編程的瘧疾疫苗。含有 MSP119 的質(zhì)粒 DNA (pDNA)，即 PyMSP119，與涂有不同摩爾比的PEI和DNA的 SPIONS 復(fù)合。與中性pH相比，SPION-PEI 復(fù)合物在pH 4.0下與 PyMSP119 的結(jié)合能力增強，此外，聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)有助于在特定 pH 下保護 DNA，從而提高轉(zhuǎn)染效率。

同一組研究人員報告說，SPION 連同 PEI 和透明質(zhì)酸 (HA) 也可作為類似瘧疾 DNA 疫苗的載體。穩(wěn)定性、表面電荷、載體大小以及結(jié)合和釋放 DNA 的能力完全取決于組裝順序和設(shè)計配方。 DNase 敏感性測定表明，至少在30分鐘內(nèi)，編碼 PyMSP119 的 pDNA 疫苗在所有排列中都保持其結(jié)構(gòu)完整性而沒有損壞。因此，具有 SPION 的聚合物材料對于提供瘧疾DNA疫苗非常有用。

為了傳遞青蒿素，設(shè)計了核殼聚（己二酸丁二醇酯）-聚（乙烯基吡咯烷酮）納米纖維，并用惡性瘧原蟲進(jìn)行了體外試驗。疏水核殼材料控制藥物在水性介質(zhì)中的釋放和溶解度。報道了兩種二線抗瘧藥（姜黃素和奎寧）的共同給藥，它們被包裹在核殼聚合物納米載體中，其中 PCL 是殼，辛酸/癸酸甘油三酯是核心。對特定的惡性瘧原蟲菌株 3D7 和 W2 進(jìn)行了體外研究，使用這種納米藥物與兩種藥物的組合，與自由給藥相比，顯示出控制寄生蟲感染的潛力。合成中空介孔鐵氧體納米粒子 (HMFNs) 并涂上肝素 (HEP) 以形成介孔殼。青蒿素（ART）被加載到核殼顆粒（HMFNs@ART@HEP）中，由于紅細(xì)胞期瘧原蟲代謝產(chǎn)物中存在的HMFNs和瘧原蟲素之間的靜電吸引力，實現(xiàn)了對感染紅細(xì)胞的特異性靶向。這些制劑不僅干擾釋放的裂殖子，而且有助于提高抑制效力。

6.2. 基于納米聚合物的組合和共軛療法

聯(lián)合療法是一種新的治療方法，其中給患者服用一種藥丸的組合，每種藥丸都含有一種特定的藥物，或者是一種含有多種藥物的藥丸。由于一線抗瘧藥耐藥，聯(lián)合治療開始發(fā)揮作用。與具有不同作用模式的藥物聯(lián)合治療可以克服藥物再利用篩選挑戰(zhàn)（264），隨后降低單個藥物濃度。

聚磷腈（圖8a）是具有無機骨架的大分子，其中磷和氮原子通過交替的單鍵和雙鍵連接，每個磷原子上有兩個取代基。它們的物理和化學(xué)性質(zhì)可以被廣泛改變，它們可以作為抗瘧藥物輸送的潛在候選者。為了靶向遞送和增加肝細(xì)胞攝取，伯氨喹（喹啉的類似物）和雙氫青蒿素（青蒿素的類似物）作為抗瘧藥效團與 4-乙酰氨基苯氧基取代的聚磷腈、2-丙氧基取代的聚磷腈、4-氨基乙基苯甲酸酯取代的聚磷腈結(jié)合, 和 4-甲酰基取代的聚磷腈并配制成納米顆粒。高表面電荷導(dǎo)致納米顆粒之間的強烈排斥，并以更高的穩(wěn)定性避免聚集。這些制劑在伯氏瘧原蟲感染的小鼠模型中進(jìn)行了測試，并在較長時間內(nèi)表現(xiàn)出強大的防御能力，而不會重新激活瘧疾菌株。后來，同一組研究人員將聚（有機磷腈）與相同的抗瘧疾藥物結(jié)合。與之前的報告相比，這些新配方顯示出不同的降解速率和不同的釋放速率。由設(shè)計的制劑引起的溶血百分比在靜脈給藥可接受的范圍內(nèi)，并且它們表現(xiàn)出~100%的抗瘧活性。由 d-α-生育酚 PEG 和含有氯喹和多西紫杉醇的聚（環(huán)氧乙烷）-嵌段-聚（環(huán)氧丙烷）-嵌段-PCL (PEO-b-PPO-b-PCL) 組成的納米膠束設(shè)計用于癌癥和瘧疾的聯(lián)合治療。體內(nèi)結(jié)果顯示受控釋放速率和低溶血速率。負(fù)載姜黃素和青蒿琥酯的 PLGA NP 在伯氏瘧原蟲感染的小鼠模型中顯示出更高的抗瘧原蟲活性和低毒性。根據(jù)體外研究，觀察到5 mg劑量的抑制率在第5天為 79.0%，在第 8 天為 72.5%。有趣的是，與游離姜黃素或青蒿琥酯相比，這些制劑顯示 10-30%在非常低的濃度下提高瘧疾寄生蟲的抑制效率。包裹atovaquone的固體藥物納米顆粒以及聚合物和表面活性劑的組合（聚合物 PVP30、PVA、PEG、羥丙基甲基纖維素 (HPMC) 和 PEO80-b-PPO27-b-PEO80·PVP30 和 PVA）制劑顯示出對惡性瘧原蟲的良好預(yù)防活性。乙酰和琥珀酰改性 HPMC 聚合物和 PCL-b-PEG 嵌段共聚物用于提高 OZ439（一種合成抗瘧藥）的口服生物利用度。與自由給藥相比，該制劑顯示出具有增加的藥物生物利用度的持續(xù)釋放。PLGA NPs 也用于 CQ 與抗生素阿奇霉素的共同遞送，以獲得更好的療效。一種載有雙膦酸鹽和鉑 (II) 復(fù)合物的水溶性聚天冬酰胺載體在瘧疾治療中也表現(xiàn)出很高的療效，與小劑量抗癌藥物聯(lián)合使用時，抗瘧活性會有所不同。低劑量的抗癌藥物會使寄生蟲的防御能力失活，因此它是對抗耐藥性問題的新機會。一種基于聚天冬酰胺的納米載體，用于雙聯(lián)抗瘧藥物（如乙酰二茂鐵（二茂鐵衍生物）和 (N-(7-chloroquinolin-4-yl)propane-1,3-diamine)（一種氯喹類似物））遞送研究過。乙酰二茂鐵的釋放非常好，動力學(xué)值（n 值）從 1.16 到 1.34 的順序，對于氯喹類似物，它是案例 II，n 值從 1.06 到 1.12。總體而言，這些基于聚天冬酰胺的納米藥物可用于抗瘧藥與低劑量抗癌藥的組合，以解決與一線抗瘧活性相關(guān)的耐藥性問題。

圖 8. (a) 聚磷腈、(b) 聚（乙烯基吡咯烷酮）、(c) 聚天冬酰胺和 (d) 聚（酰胺基胺）（樹枝狀大分子，第 1 代（綠色）和第 2 代（紅色））的化學(xué)結(jié)構(gòu)）（來源：ACS Applied Bio Materials）。

由于程序性藥物釋放、改善藥代動力學(xué)和藥效學(xué)行為、對正常細(xì)胞的毒性較小以及通過腎臟過濾消除等益處，聚合物-藥物偶聯(lián)物在瘧疾的治療中也發(fā)揮著重要作用。 PVP、PGA、PLGA、PEG 和天然可生物降解聚合物（圖8b）是用于制備聚合物-藥物偶聯(lián)物的主要聚合物。由于水溶性、多種生物活性劑的包封、生物降解性和錨定位點的可及性等多種特性，這些被用作結(jié)合治療中的藥物載體。測試了與硫代磷酸酯反義寡脫氧核苷酸綴合的殼聚糖納米粒子抗瘧疾拓?fù)洚悩?gòu)酶 II 基因，結(jié)果顯示惡性瘧原蟲 K1 菌株的生長減少。與表面帶正電荷的納米粒子相比，表面帶負(fù)電荷的納米粒子對寄生蟲生長的抑制作用更強。這項研究是首次嘗試使用納米顆粒對惡性瘧原蟲進(jìn)行反義治療。與氯喹和伯氨喹等抗瘧藥結(jié)合的陽離子（AGMA1 和 ISA1）和陰離子（ISA23）聚酰胺胺（圖8d）也在約氏瘧原蟲感染的小鼠中進(jìn)行了測試，顯示出比自由給藥更好的結(jié)果。此外，同一組研究人員還研究了使用帶有精氨酸單元 (ARGO7) 的陽離子聚（酰胺基氨基酸）的CQ口服給藥。對含有氨基喹啉的聚酰胺胺偶聯(lián)物針對耐氯喹的惡性瘧原蟲進(jìn)行了測試。由于存在 3-二乙胺-1-丙胺單元，與自由施用氨基喹啉相比，該綴合物顯示出更好的抗瘧原蟲作用。許多抗瘧藥（例如，磺胺多辛、乙胺嘧啶、氯喹）與聚天冬酰胺中的抗生素（4-氨基水楊酸）結(jié)合（圖8c）對寄生蟲的無性血期表現(xiàn)出有希望的抗瘧活性。與游離抗葉酸劑相比，乙胺嘧啶和磺胺多辛綴合物顯示出良好的抗瘧原蟲活性。盡管與 4-氨基水楊酸和抗生素的綴合物對無性惡性瘧原蟲沒有活性，但當(dāng)它們與選定的抗瘧藥包封在聚合物載體中時是有效的。

7. 發(fā)達(dá)的動物模型：治療瘧疾的重要前提

為了成功發(fā)現(xiàn)候選藥物或疫苗，制劑必須通過體內(nèi)研究（干預(yù)微生物和宿主兩者）以評估物理后果。為了推進(jìn)臨床和臨床前研究的候選者，非常需要新的策略、快速且具有成本效益的篩選，以及選擇有前景的工具。對于瘧疾治療，使用C57BL/6或CBA/T6菌株作為標(biāo)準(zhǔn)小鼠模型。約氏瘧原蟲和伯氏瘧原蟲是常用的寄生蟲，因為它們具有紅細(xì)胞前免疫，而對于腦型瘧疾，大多數(shù)柏氏瘧原蟲 ANKA 模型是臨床前階段測試的標(biāo)準(zhǔn)小鼠模型。由于倫理和后勤問題，小動物模型或人源化小鼠模型 (HMM) 已發(fā)展成為有效抗瘧候選藥物臨床前測試的重要方法。Ng和他的同事使用PEG支架開發(fā)了一種具有嵌合肝（人異位人工肝）的 HMM。對于瘧疾復(fù)發(fā)病例的體外研究，使用3D球體培養(yǎng)原代肝細(xì)胞開發(fā)了瘧疾階段肝模型。最近，一組科學(xué)家開發(fā)了一種人源化小鼠模型，用于間日瘧原蟲從肝臟階段到血液階段的感染和過渡。同樣，設(shè)計了幾個血腦屏障模型和一個視網(wǎng)膜模型來分別研究血紅素介導(dǎo)的腦損傷和與腦瘧疾相關(guān)的視網(wǎng)膜病變。成功的動物模型絕對需要以最小的副作用將產(chǎn)品推向市場。

8. 抗瘧藥物開發(fā)的臨床和臨床前狀態(tài)

2018年7月 20日，Medicines for Malaria Venture (MMV) 和葛蘭素史克 (GSK) 報告稱，美國 FDA 已批準(zhǔn)單劑量 Krintafel（他非諾喹），可用于16 歲或以上感染間日瘧原蟲的瘧疾患者進(jìn)行預(yù)防瘧疾復(fù)發(fā)。據(jù)WHO稱，RTS,S/AS01 (RTS,S) 是唯一成功的先進(jìn)候選疫苗，其試點研究于 2019 年4月23日開始。截至 2020年11月15日，已在全球范圍內(nèi)接種了100萬劑疫苗。加納、肯尼亞和馬拉維等試點國家和近48萬名兒童在兒童時期接種了第一劑疫苗。圖9列出了仍在進(jìn)行臨床前和臨床試驗的其他有效藥物和候選疫苗。

圖9. (a) 抗瘧疾藥物和 (b) 抗瘧疾疫苗的臨床和臨床前狀態(tài)（來源：ACS Applied Bio Materials）。

9. 討論和未來方面

自發(fā)現(xiàn)瘧疾寄生蟲140年后，經(jīng)典的治療（常規(guī)藥物）和預(yù)防（疫苗接種）方法仍未能消滅瘧疾。缺乏臨床和臨床前數(shù)據(jù)、對產(chǎn)品免疫貢獻(xiàn)的信息不足以及大規(guī)模生產(chǎn)的高成本大大降低了開發(fā)的進(jìn)展。進(jìn)展似乎停滯不前。過去幾十年的成果表明，只有全世界團結(jié)起來，瘧疾治療才有可能取得成功。如果能夠開發(fā)出合適的候選藥物或疫苗來阻止寄生蟲的傳播，并提高療效，全球瘧疾根除政策可能會受益。

然而，與常規(guī)瘧疾化療相關(guān)的主要缺點包括非特異性靶向或?qū)我换蚨喾N藥物遞送至細(xì)胞內(nèi)寄生蟲，這會對特定器官造成無法耐受的毒性。與其他納米粒子系統(tǒng)相比，基于聚合物的納米載體具有許多優(yōu)勢，因為它們具有增強的生物利用度、良好的生物相容性、改進(jìn)的藥物裝載和釋放能力，以及降低的毒性，并且還解決了與耐藥行為相關(guān)的缺點的抗瘧藥。除此之外，盡管聚合物納米粒子（如水凝膠、樹枝狀大分子、膠束、脂質(zhì)體和綴合物）由于其尺寸、固體形式和易于多次修飾的優(yōu)勢而有效地遞送藥物，但仍然存在許多限制。具有高CMC 的膠束會迅速解離并在血液中引起稀釋效應(yīng)，其制備也需要選擇合適的合成化學(xué)水平高的聚合物。與納米脂質(zhì)體相關(guān)的主要問題是它們需要昂貴的合成程序，并且在降解過程中可能釋放大量藥物，從而導(dǎo)致高毒性。對于聚合物-藥物偶聯(lián)物和聯(lián)合療法，高成本、較差的生物利用度、載藥能力和不同的藥代動力學(xué)特征是主要限制。在樹枝狀大分子的情況下，交聯(lián)劑的選擇是一項艱巨的任務(wù)。 因此，通過關(guān)注這些挑戰(zhàn)，可以采用新的和改進(jìn)的方法來設(shè)計聚合物納米載體，以更好地遞送抗瘧藥。

由于瘧原蟲在體內(nèi)有一個內(nèi)在的時鐘，可以預(yù)期刺激響應(yīng)聚合物納米載體（即溫度-時間依賴性）將被更多地探索，以開發(fā)一種合適的瘧疾治療方法。2018年，Dr. Paik也提出了類似的方法。Paik博士及其團隊發(fā)明了一種獨特的中空介孔聚合物膠囊，用于治療腦型瘧疾；惡性瘧原蟲對所有抗瘧藥物都有耐藥性，這對腦型瘧疾的治療提出了挑戰(zhàn)。這種納米藥物通過靶向受感染的紅細(xì)胞并在發(fā)熱周期中溶解其中的惡性瘧原蟲來根除惡性瘧原蟲。這種個性化的時間-溫度調(diào)制納米藥物對改善腦型瘧疾具有獨特的作用。

在過去的四十年里，紅細(xì)胞在鐮狀細(xì)胞性貧血、白血病、糖尿病和糖尿病前期病例中充當(dāng)了生物制劑、藥物和納米顆粒的超級載體，但特別是對于瘧疾，這種技術(shù)很少被利用。與該技術(shù)相關(guān)的主要挑戰(zhàn)是紅細(xì)胞的來源、儲存、化學(xué)修飾程度以及循環(huán)和治療效果。通過解決與紅細(xì)胞攜帶者相關(guān)的這些缺點，可以產(chǎn)生一種新的有效治療方法。從之前的基因分型研究中，還可以表明，與地理相關(guān)的瘧原蟲變異（遺傳異質(zhì)性）可以通過載有靶向基因的基于肽/聚合物的納米載體來解決。

在用于治療腦型瘧疾的疫苗開發(fā)中，聚合物納米顆粒可以發(fā)揮重要作用，并有助于有效地傳遞抗原、基因DNA 分子，但不幸的是，聚合物并未在該領(lǐng)域得到充分利用。然而，在嚴(yán)重的瘧疾病例或瘧疾流行地區(qū)，靜脈注射疫苗將是最佳選擇。預(yù)防瘧疾感染的其他可能性正在增加蚊帳的使用和快速診斷工具的可用性，特別是在瘧疾流行地區(qū)。盡管全球各地已申請了大量專利（見表2），但迄今為止，尚無疫苗可用于商業(yè)化。最近，許多免疫信息學(xué)（計算方法與實驗免疫學(xué)相結(jié)合以開發(fā)算法）方法已被用于預(yù)測瘧疾抗原的免疫原性，并用于設(shè)計抗瘧疾的抗原表位和多亞單位疫苗。這些方法主要基于氨基酸序列或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)水平。因此，通過在惡性瘧原蟲生命周期的正確階段應(yīng)用基于聚合物的納米藥物，可以提高治療效率。

據(jù)世衛(wèi)組織稱，由于COVID-19的爆發(fā)，2020年瘧疾 GTS（2016-2030 年全球瘧疾技術(shù)戰(zhàn)略）里程碑并未在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)。瘧疾診斷和治療出現(xiàn)了巨大的中斷（圖10）。盡管醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的國際合作、創(chuàng)新和發(fā)展提高了有效治療腦型瘧疾的能力和分子水平對病因的了解，但仍需要深入分析整合新療法的寄生蟲學(xué)、流行病學(xué)、市場戰(zhàn)略和社會影響和方法。

圖10. 根據(jù)世衛(wèi)組織發(fā)布的《2020 年世界瘧疾報告》，關(guān)于因 COVID-19導(dǎo)致瘧疾診斷和治療中斷的調(diào)查。縮寫：AFR，WHO非洲區(qū)域； AMR，世衛(wèi)組織美洲區(qū)域； EMR，世衛(wèi)組織東地中海區(qū)域； SEAR，世衛(wèi)組織東南亞區(qū)域； WPR，世衛(wèi)組織西太平洋區(qū)域（來源：ACS Applied Bio Materials）。

10. 總結(jié)

為了提供新的見解和知識并優(yōu)化治療程序，本文廣泛描述了基于聚合材料和納米藥物的各種診斷工具或設(shè)備、納米載體和疫苗。本綜述中的例子表明，聚合物納米藥物在治療腦型瘧疾方面的應(yīng)用較少。不管現(xiàn)有的方法和技術(shù)如何，毫無疑問，可以說通過現(xiàn)有方法與新的創(chuàng)新相結(jié)合，在這個領(lǐng)域有巨大的挖掘空間。預(yù)計本綜述將有效地導(dǎo)致對腦瘧疾治療的更好理解，并將為使用不同形式的聚合物納米材料的診斷、耐受性良好和有效的治療程序以及疫苗接種的可能演變提供新的策略。

參考文獻(xiàn)

Patra, Sukanya, et al. "Polymeric nanoparticle based diagnosis and nanomedicine for treatment and development of vaccines for cerebral malaria: a review on recent advancement." ACS Applied Bio Materials 4 (2021): 7342-7365.