疟疾寄生虫在其复杂的生命周期中呈现出多种不同的形式。寄生虫首先在所谓的子孢子阶段感染人，当它在感染的蚊子的口器中类似于一个小的弯曲的胡须。
蚊虫叮咬后，子孢子感染人体肝细胞。人们通常在肝脏感染期间不会感到不适。大约一周后，寄生虫离开肝细胞并侵入红细胞。这是出现疟疾症状的时候。
“这是一场与时间赛跑的比赛，”墨菲说，“我们在肝脏中有七天的时间可以杀死所有被感染的细胞，或者我们输了。”
他解释说，迄今为止大多数疫苗都是通过抗体检测的。抗体是识别病原体并阻断其感染人体细胞的能力的小分子。
墨菲实验室对免疫系统的不同组织感兴趣，白细胞称为T细胞。对于潜在的疟疾疫苗，他的研究小组找到了利用特定类型的这些抗感染细胞的方法。他们的目标是让这些白细胞准备好并在肝脏中等待感染，然后传播。
“我们的理由以及其他研究告诉我们的是什么，”墨菲说，“我们需要将这些记忆T细胞预先定位在肝脏中。”研究人员应用了一种称为“素 - 陷阱”的综合方法来训练和将这些防守者招募到适当的位置。
首先，疟疾DNA接种引发免疫应答并增加所需T细胞的数量。基因枪传递DNA。这种有前景的平台技术也被基因枪先驱和UW医学流感疫苗研究员Deb Fuller所采用。为了制造基因枪疫苗，来自病原体的DNA被放在微小的金颗粒上。接下来，氦气脉冲将涂覆的金颗粒推入皮肤，在那里触发对DNA编码的蛋白质的免疫反应。
在“诱捕”步骤中，减毒寄生虫自身护送引发的T细胞到肝脏。
“毕竟，他们是第一个去肝脏的专业人士，”墨菲说。
驻留记忆T细胞在肝脏中变得丰富。在所测试的方法中，经处理的小鼠具有最强的免疫应答。他们可靠地受到保护，免受野生型疟疾寄生虫的后续挑战。
“我们已经尝试了其他一些方法来完成这项工作，”他说。“我们使用了一种诱导T细胞免疫反应的DNA疫苗，并且低浓度并观察到充满引发的T细胞的小鼠脾脏。但那些T细胞没有任何理由去肝脏。当早期研究中的小鼠暴露于疟疾寄生虫时，它们很容易被感染。“
Murphy说，已经提出了许多其他实验方法用于疟疾疫苗，但是没有一种只用两剂就能达到组织特异性免疫力。
获得组织特异性免疫可能是开发针对在某些器官中生长的其他病原体的成功疫苗的关键。
“这种策略不仅告诉我们疟疾，”Murphy说，“它还增加了人们越来越多的理解，即如果你想让免疫系统（特别是T细胞）对抗组织特异性病原体，组织特异性免疫反应至关重要。 ”
他描述了制造疟疾疫苗的其他努力。例如，疟疾子孢子的弱化或减弱形式 - 由蚊子传播的生物体的生命阶段 - 已经通过静脉输注施用并且是有效的。
然而，他说，使用减毒子孢子有一些缺点。它们必须在蚊子中生长，然后进行纯化。通过多次剂量静脉内给予子孢子疫苗。最有效的免疫反应发生在第一次子孢子给药后，随后下降。仅子孢子疫苗价格昂贵且在实施方面具有后勤挑战性。引发和捕获疫苗仅需要单剂量的子孢子。
“关于主要和陷阱方法的很酷的事情，”墨菲说，“是组件部件并不那么疯狂。我们希望有一天我们能够将它们转化为人类疫苗。“
虽然疟疾是一种热带疾病，但西雅图的研究人员可以通过临床前试验对人体检测候选疟疾疫苗，诊断，预防措施和治疗药物进行人工检测。西雅图疟疾临床试验中心是由UW Medicine，Fred Hutch癌症研究中心和传染病研究中心合作完成的。
墨菲说：“我们在西雅图很幸运，我们有能力不仅在动物模型中测试疫苗，而且还在以后的人类中测试疫苗。在将它们带到真正需要它们的更大的世界人口之前，这是至关重要的。“
他提到，由于蚊帐，蚊子控制和治疗的可用性增加，过去几十年来疟疾造成的死亡人数减少了。尽管如此，每年仍有数百万人感染。除致命或使人衰弱的疾病外，其他后果包括感染母亲的儿童低出生体重，教育程度较低以及疟疾流行地区的贫困。
“很多实验室都专注于疫苗，”他说，“因为这可能是消除疟疾目标的最后一段路。”
华盛顿大学医学院的实验医学系支持这项研究。
Murphy是一名医学科学家，担任威斯康星大学医学中心临床微生物学实验室的助理主任。他是华盛顿大学新兴和再生传染病中心的成员，并指导传染病研究中心的人类挑战中心。
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