這項研究可能會加快新的抗瘧疾藥物的開發進度，這些藥物通過對導致該疾病的寄生蟲產生”時差”效應而發揮作用。衛生當局警告說，耐藥性的增加可能會逆轉最近在防治瘧疾方面取得的進展，特別是在非洲和東南亞。在尋求打擊由蚊子傳播的致病寄生蟲的替代方法時，研究人員現在已經確定了一個潛在的新目標：生物鐘。

幾乎所有的生物都擁有與生俱來的時鐘，這些時鐘管理著從食慾和激素濃度到全天基因活動時間的各種變化。

在6月6日發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究中，研究人員分析了在泰國和柬埔寨邊境的醫療機構出現的病人的基因活動，這些病人的血液中有瘧疾感染的跡象。

研究小組發現，瘧疾寄生蟲以某種方式將它們的分子節律與宿主的內部24小時時鐘同步，它們各自的基因在一天內完美地相互上升和下降，就像兩個同步擺動的鐘擺。

杜克大學、佛羅里達大西洋大學和武裝部隊醫學研究所的研究小組說，這些發現可能為新的抗瘧疾藥物鋪平道路，使瘧疾的內部時鐘與宿主脫節，本質上使寄生蟲”時差”。

高級作者、杜克大學生物學教授Steve Haase說：”我們有理由關心這個問題。”我們正在使用最後一線藥物，即基於青蒿素的綜合療法，而且我們已經在東南亞看到了對這些藥物的抗性。探索一些抗擊瘧疾的新思路是有意義的。”

當一個人患有瘧疾時，一個致命的循環在他們的身體內重複進行。這種疾病反復出現的發燒高峰是由微小的瘧原蟲引起的，它們侵入人的紅血球，進行繁殖，然後齊刷刷地爆發出來，數以百萬計地噴入血液中，侵入其他細胞，開始新的循環。

這個循環每24、48或72小時重複一次，取決於瘧原蟲的種類。這讓科學家們想知道：這些寄生蟲會不會以某種方式與它們的宿主的24小時晝夜節律相協調？

為了找到答案，研究人員收集了10名對間日瘧引起的瘧疾檢測呈陽性的人的血液，間日瘧是在亞洲和拉丁美洲發現的最主要的瘧疾寄生蟲品種。

然後他們在兩天內每三小時分析一次這些樣本中的RNA，以弄清當寄生蟲在受害者的紅血球內成熟時，哪些基因是活躍的。利用一種叫做RNA測序的技術，研究小組追踪了病人的免疫細胞和潛伏在他們血液中的寄生蟲中的1000多個基因的表達。

研究人員發現有數百個基因遵循著類似時鐘的節奏，在一天中的某些時間段會上升，在其他時間段則會關閉。利用這些數據，他們開發了一種方法來計算每個病人的內部時鐘時間，也計算他們的寄生蟲。然後他們計算了基因表達節奏的吻合程度。

間日瘧原蟲有著每48小時重複一次的生命週期，寄生蟲的時鐘每轉一圈，其宿主的24小時身體時鐘就轉兩圈。

研究小組發現，並不是每個病人的24小時內部時鐘都按照完全相同的時間表運行。有些人的周期在一天中較早開始；有些則較晚。但是無論一個人的生物節律如何變化，他們的瘧疾寄生蟲中的循環基因都是一致的。

研究人員已經知道，瘧疾寄生蟲有自己的內部計時機制。在2020年的一項研究中，Haase及其同事確定，即使在體外生長，沒有像宿主的飲食或睡眠週期這樣的線索來幫助它們確定時間，瘧原蟲仍然可以保持節拍。它們的節奏性要感謝一個內部節拍器，該節拍器自行運轉，並使寄生蟲的基因以固定的間隔上升和下降。

但是新的研究顯示了更多的東西。Haase說：”這些結果表明，寄生蟲的時鐘和宿主的時鐘在相互交談。”

科學家們仍然不知道是什麼促使瘧疾寄生蟲與宿主的節律相協調。Haase說：”寄生蟲很可能是在利用其宿主的內部節律來達到自己的目的，但這種優勢的性質還不清楚。”

一種理論是，寄生蟲安排它們從紅血球中出現的時間，以避開受害者的免疫系統最活躍的時候，使自己不那麼容易被攻擊。

“它們也可能在為它們的發育週期計時，以便它們有適當的營養。我們不知道。所以這是一個大問題。”

美國已經有70多年沒有出現過瘧疾疫情了，但這種疾病仍然是世界上較貧窮和熱帶地區的一個主要死亡原因，僅在2021年就有61.9萬人死亡，其中大部分是兒童。

部分原因是瘧疾有能力躲避攻擊。治療瘧疾的藥物已經存在了數百年，但現有武器庫中的許多藥物正在失去效力，因為世界上某些地區的寄生蟲種群正在發展出繞過它們的方法。

研究人員說，如果他們能夠弄清楚瘧疾寄生蟲如何在人類中保持同步，就有可能開發出新的藥物，使寄生蟲的時鐘與宿主的時鐘脫鉤，從而幫助免疫系統更好地對抗入侵者。

其他宿主物種的研究結果也很有希望。在小鼠身上，節奏與宿主不同步的瘧疾寄生蟲傳播感染的效果只有一半。

作為下一步，研究人員正試圖弄清楚寄生蟲和人類的時鐘是如何相互”溝通”的，以使它們的周期保持一致。

哈斯說：”它們必須有一些分子信號來回傳遞給對方。我們不知道它們是什麼，但如果我們能破壞它們，那麼我們可能有機會進行干預。”