**疟原虫属（Plasmodium）** 是一类单细胞真核生物，为脊椎动物和昆虫的专性寄生虫。疟原虫物种的生命周期包括在吸血昆虫宿主内发育，随后昆虫在吸血时将寄生虫注入脊椎动物宿主体内。寄生虫先在脊椎动物的某一组织（通常是肝脏）内增殖，之后进入血液感染红细胞。宿主红细胞随之被破坏，可能引发疟疾。感染期间，部分寄生虫会被吸血昆虫（多数情况下为蚊子）吸食，使生命周期得以延续。
疟原虫属隶属于顶复门（Apicomplexa）—— 一个由大量寄生性真核生物组成的类群。在顶复门中，疟原虫属归入血孢子虫目（Haemosporida）、疟原虫科（Plasmodiidae）。目前已描述的疟原虫物种超过 200 种，根据寄生虫形态和宿主范围，许多物种被进一步划分为 14 个亚属。不同疟原虫物种间的演化关系并不总是遵循分类学界限：部分形态相似或感染同一宿主的物种，经研究发现亲缘关系较远。
疟原虫物种广泛分布于全球所有存在适宜宿主的地区。昆虫宿主多为库蚊属（Culex）和按蚊属（Anopheles）的蚊子；脊椎动物宿主包括爬行动物、鸟类和哺乳动物。19 世纪末，夏尔・拉韦朗（Charles Laveran）首次发现了疟原虫。20 世纪期间，人们在各类宿主中发现并分类了许多其他物种，其中有 5 种常感染人类：间日疟原虫（P. vivax）、恶性疟原虫（P. falciparum）、三日疟原虫（P. malariae）、卵形疟原虫（P. ovale）和诺氏疟原虫（P. knowlesi）。恶性疟原虫是目前对人类致病性最强的疟原虫，每年导致数十万人死亡。人类已研发多种药物治疗疟原虫感染，但寄生虫已对每种药物都产生了抗药性。
尽管疟原虫也可通过输血感染人类，但这种情况极为罕见，且疟原虫不会在人与人之间直接传播。部分疟原虫亚种为专性细胞内寄生虫。
形态描述
疟原虫属包含顶复门中所有满足以下特征的真核生物：能在宿主红细胞内通过裂体生殖（merogony）进行无性繁殖，且在消化宿主血红蛋白过程中产生结晶状副产物 —— 疟色素（hemozoin）。疟原虫物种既具备真核生物的共性特征，也拥有其门级或属级特有的独特特征。疟原虫基因组分为 14 条染色体，存在于细胞核内。在生命周期的大部分阶段，疟原虫仅维持单拷贝基因组，仅在昆虫宿主中肠内进行短暂有性生殖时才会复制基因组 。细胞核旁附着内质网（ER），其功能与其他真核生物的内质网类似。蛋白质经内质网转运至高尔基体，顶复门生物的高尔基体通常为单个膜结合区室，随后蛋白质从这里被转运至细胞的各个区室或细胞表面。
与其他顶复门生物一样，疟原虫在细胞顶端具有多个特殊细胞器，这些细胞器可向宿主细胞内分泌效应分子。其中最显著的是球状的棒状体（rhoptries），内含参与入侵宿主细胞及在细胞内修饰宿主环境的寄生虫蛋白。棒状体旁是较小的微线体（micronemes），内含寄生虫运动、识别及附着宿主细胞所需的蛋白质。寄生虫体内还分布着被称为致密颗粒（dense granules）的分泌小泡，内含可修饰 “寄生泡（parasitophorous vacuole）” 膜的蛋白质 —— 该膜是分隔寄生虫与宿主细胞的结构。
疟原虫还含有两个源于内共生事件的大型膜结合细胞器 —— 线粒体和顶质体（apicoplast），二者均在寄生虫代谢过程中发挥关键作用。与含有多个线粒体的哺乳动物细胞不同，疟原虫细胞仅含一个大型线粒体，其分裂与疟原虫细胞分裂同步进行。与其他真核生物类似，疟原虫线粒体可通过柠檬酸循环产生 ATP 形式的能量，但该功能仅在寄生虫处于昆虫宿主内时为生存所必需，在红细胞内增殖阶段无需此功能。第二个细胞器顶质体起源于次级内共生事件，即疟原虫的祖先获取了一种[[0. 红藻门]]。顶质体参与多种代谢前体的合成，包括[[0. 脂肪酸]]、类异戊二烯、铁硫簇及血红素生物合成途径的组分。
生命周期
疟原虫的生命周期在昆虫和脊椎动物宿主中包含多个不同阶段。寄生虫通常通过昆虫宿主（除部分爬行动物疟原虫外，一般为蚊子）的叮咬进入脊椎动物宿主体内。寄生虫首先感染肝脏或其他组织，在其中完成一轮大规模复制后，脱离宿主细胞感染红细胞。此时，部分灵长类疟原虫物种可形成一种长寿的休眠体，称为休眠子（hypnozoite），其在肝脏内可存活一年以上。但对于大多数疟原虫物种而言，感染肝细胞内的寄生虫仅为裂殖子（merozoites）。如前所述，裂殖子从肝脏释放后进入红细胞，随后不断循环感染红细胞；同时，少数寄生虫分化为配子体（gametocyte）—— 即有性生殖阶段，会在昆虫吸血时被摄入。在部分宿主中，疟原虫感染红细胞可引发疾病（即疟疾），有时病情严重，可导致宿主快速死亡（如人类感染恶性疟原虫）；而在另一些宿主中，疟原虫感染可能表现为无症状。
即使人类处于这种亚临床疟原虫感染状态，体内仍可能存在大量增殖的寄生虫，尤其在脾脏和骨髓中隐匿繁殖 —— 间日疟原虫的感染就属于这种情况。这些隐匿的寄生虫（连同休眠子）被认为是间日疟原虫疟疾复发的根源。
在红细胞内，裂殖子首先发育为环状体，随后成长为更大的滋养体（trophozoite）。滋养体进一步成熟为裂殖体（schizont），裂殖体经多次分裂产生新的裂殖子。受感染的红细胞最终破裂，释放出的新裂殖子进入血液，感染更多红细胞。大多数裂殖子继续维持这种增殖循环，而部分裂殖子感染红细胞后，会分化为雄性或雌性配子体。这些配子体在血液中循环，直至蚊子叮咬受感染的脊椎动物宿主时被吸入体内。
在蚊子体内，配子体随血液进入中肠，在此发育为雌雄配子，雌雄配子结合受精形成合子（zygote）。合子随后发育为能运动的动合子（ookinete），动合子穿透中肠壁，嵌入中肠外壁膜并发育为卵囊（oocyst）。卵囊经多次分裂产生大量细长的子孢子（sporozoites），子孢子迁移至蚊子的唾液腺，当蚊子叮咬下一个宿主时，子孢子会被注入宿主血液，生命周期再次循环。
演化与分类
分类学
疟原虫属隶属于顶复门（Apicomplexa），该分类群包含一类单细胞寄生虫，其细胞一端具有特征性分泌细胞器。在顶复门中，疟原虫属归入血孢子虫目（Haemosporida），该类群包含所有寄生于血细胞内的顶复门生物。根据疟色素的存在与否及无性生殖方式，血孢子虫目进一步分为 4 科，疟原虫属归入疟原虫科（Plasmodiidae）。
疟原虫属包含超过 200 个物种，通常根据其在受感染脊椎动物血液涂片中的形态特征进行描述。这些物种依据形态和宿主范围被划分为 14 个亚属：
• 亚洲变形虫亚属（Asiamoeba，Telford, 1988）—— 宿主为爬行动物
• 贝内特尼亚亚属（Bennettinia，Valkiunas, 1997）—— 宿主为鸟类
• 卡林变形虫亚属（Carinamoeba，Garnham, 1966）—— 宿主为爬行动物
• 焦万诺拉亚属（Giovannolaia，Corradetti 等，1963）—— 宿主为鸟类
• 血变形虫亚属（Haemamoeba，Corradetti 等，1963）—— 宿主为鸟类
• 赫夫亚属（Huffia，Corradetti 等，1963）—— 宿主为鸟类
• 蜥蜴变形虫亚属（Lacertamoeba，Telford, 1988）—— 宿主为爬行动物
• 拉韦兰亚属（Laverania，Bray, 1958）—— 宿主为大型类人猿、人类
• 诺维耶拉亚属（Novyella，Corradetti 等，1963）—— 宿主为鸟类
• 蛇亚属（Ophidiella，Telford, 1988）—— 宿主为爬行动物
• 副疟原虫亚属（Paraplasmodium，Telford, 1988）—— 宿主为爬行动物
• 疟原虫亚属（Plasmodium，Bray, 1955）—— 宿主为猴类、类人猿
• 蜥蜴变形虫亚属（Sauramoeba，Garnham, 1966）—— 宿主为爬行动物
• 温克内亚属（Vinckeia，Garnham, 1964）—— 宿主为哺乳动物（包括灵长类）
感染猴类和类人猿的疟原虫物种（恶性疟原虫和 reichenowi 疟原虫除外，二者共同构成拉韦兰亚属）归入疟原虫亚属；感染其他哺乳动物（包括部分灵长类，如狐猴等）的寄生虫归入温克内亚属；贝内特尼亚亚属、焦万诺拉亚属、血变形虫亚属、赫夫亚属和诺维耶拉亚属包含已知的鸟类疟原虫物种；其余亚属（亚洲变形虫亚属、卡林变形虫亚属、蜥蜴变形虫亚属、蛇亚属、副疟原虫亚属、蜥蜴变形虫亚属）包含感染爬行动物的多种寄生虫。
系统发育
近年利用分子生物学方法对疟原虫物种的研究表明，该类群的演化并不完全遵循传统分类学划分。许多形态相似或感染同一宿主的疟原虫物种，经证实亲缘关系较远。20 世纪 90 年代，多项研究通过比较不同物种的核糖体 RNA 和表面蛋白基因，评估疟原虫物种的演化关系，发现人类寄生的恶性疟原虫与鸟类疟原虫的亲缘关系，比与其他灵长类疟原虫的亲缘关系更近。然而，后续纳入更多疟原虫物种的研究发现，哺乳动物疟原虫与肝囊虫属（Hepatocystis）共同构成一个支系，而鸟类或蜥蜴疟原虫则形成独立支系，其演化关系与亚属划分并不一致。
不同疟原虫支系的分化时间估算存在较大差异。血孢子虫目的分化时间估算范围为约 1620 万至 1 亿年前。由于恶性疟原虫的医学重要性，其与其他疟原虫支系的分化时间备受关注，估算结果介于 11 万至 250 万年前。
分布范围
疟原虫物种分布于全球各地。所有疟原虫物种均为寄生性，必须在脊椎动物宿主和昆虫宿主之间交替才能完成生命周期。不同疟原虫物种的宿主范围存在差异：部分物种仅能感染一种脊椎动物和一种昆虫宿主，而另一些物种可感染多种脊椎动物和 / 或昆虫。
脊椎动物宿主
疟原虫已在多种脊椎动物宿主中被发现，包括爬行动物、鸟类和哺乳动物。尽管许多物种可感染多种脊椎动物，但通常对其中一类（如鸟类）具有宿主特异性。
人类主要受 5 种疟原虫感染，其中绝大多数严重疾病和死亡由恶性疟原虫导致。部分感染人类的疟原虫也可感染其他灵长类，某些物种（如诺氏疟原虫）从其他灵长类向人类的人畜共患病传播较为常见。非人灵长类还携带多种通常不感染人类的疟原虫物种，其中部分可导致灵长类严重疾病，另一些则可在宿主体内长期存活而不引发病症。许多其他哺乳动物也携带疟原虫，如各类啮齿动物、有蹄类动物和蝙蝠，同样，部分疟原虫物种可导致这些宿主严重疾病，而多数则不会。
超过 150 种疟原虫感染多种鸟类，通常每种疟原虫仅感染 1 至少数几种鸟类。鸟类疟原虫通常可在宿主体内持续存在数年甚至终生，不过在某些情况下，感染可导致严重疾病并快速致死。与哺乳动物疟原虫不同，鸟类疟原虫分布于全球各地。
疟原虫多个亚属的物种可感染多种爬行动物，已在大多数蜥蜴科中发现疟原虫，其分布与鸟类疟原虫类似，遍及全球。同样，根据寄生虫和宿主的种类不同，感染可能导致严重疾病，或表现为无症状。
多年来，人类已研发多种药物以控制脊椎动物宿主（尤其是人类）的疟原虫感染。17 世纪至 20 世纪初，[[奎宁（Quinine）]]一直是一线抗疟药物，直至其广泛抗药性出现。[[奎宁（Quinine）]]抗药性的产生推动了 20 世纪多种抗疟药物的研发，包括[[氯喹（Chloroquine）]]、氯胍（proguanil）、阿托伐醌（atovaquone）、磺胺多辛 / 乙胺嘧啶（sulfadoxine/pyrimethamine）、甲氟喹（mefloquine）和[[青蒿素（Artemisinin）]]。但所有药物在投入使用后的几十年内，均出现了对应的抗药性寄生虫。为应对这一问题，抗疟药物常采用联合用药方案，目前青蒿素联合疗法（artemisinin combination therapies）是治疗疟疾的金标准。通常，抗疟药物主要针对疟原虫在脊椎动物红细胞内的生活阶段 —— 这是引发疾病的关键阶段。此外，针对寄生虫生命周期其他阶段的药物正在研发中，旨在预防旅行者感染及阻断配子体向昆虫宿主的传播。
昆虫宿主
除脊椎动物宿主外，所有疟原虫物种均需感染吸血昆虫宿主（通常为蚊子，部分感染爬行动物的寄生虫由白蛉传播）。
可作为不同疟原虫物种的昆虫宿主的蚊子：
• [[库蚊属（Culex）]]
• [[按蚊属（Anopheles）]]
• [[脉毛蚊属（Culiseta）]]
• [[曼蚊属（Mansonia）]]
• [[伊蚊属（Aedes）]]
其中研究最深入的是传播人类疟原虫的[[按蚊属（Anopheles）]]，以及传播鸟类疟原虫的[[库蚊属（Culex）]]。仅雌性蚊子会感染疟原虫，因为只有雌性蚊子会吸食脊椎动物血液。不同疟原虫物种对昆虫宿主的影响存在差异：有时，感染疟原虫的昆虫寿命缩短，繁殖能力下降；此外，部分疟原虫物种似乎会使昆虫更倾向于叮咬受感染的脊椎动物宿主，而非未感染宿主。
研究历史
1880 年，夏尔・路易・阿方斯・拉韦朗（Charles Louis Alphonse Laveran）首次在疟疾患者的血液中发现了寄生虫，并将其命名为疟疾颤藻（Oscillaria malariae）。1885 年，动物学家埃托雷・马尔基亚法瓦（Ettore Marchiafava）和安杰洛・切利（Angelo Celli）重新研究该寄生虫，将其归入一个新属 —— 疟原虫属（Plasmodium），因其形态与同名黏菌的多核细胞相似。1886 年，卡米洛・高尔基（Camillo Golgi）首次发现，多种疟原虫可能引发不同类型的疟疾。不久后，乔瓦尼・巴蒂斯塔・格拉西（Giovanni Batista Grassi）和雷蒙多・菲利蒂（Raimondo Filetti）将导致两种人类疟疾的寄生虫分别命名为间日疟原虫（Plasmodium vivax）和三日疟原虫（Plasmodium malariae）。1897 年，威廉・韦尔奇（William Welch）鉴定并命名了恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）。随后，另外两种感染人类的疟原虫被发现：卵形疟原虫（Plasmodium ovale，1922 年）和诺氏疟原虫（Plasmodium knowlesi，1931 年在长尾猕猴中发现，1965 年在人类中发现）。1897 年，罗纳德・罗斯（Ronald Ross），以及 1899 年乔瓦尼・巴蒂斯塔・格拉西（Giovanni Batista Grassi）、阿米科・比尼亚米（Amico Bignami）和朱塞佩・巴斯蒂亚内利（Giuseppe Bastianelli），分别描述了昆虫宿主在疟原虫生命周期中的作用。
1966 年，西里尔・加恩厄姆（Cyril Garnham）根据宿主特异性和寄生虫形态，提议将疟原虫属划分为 9 个亚属。这一分类方案包含了 1963 年 A. 科拉代蒂（A. Corradetti）提出的 4 个鸟类疟原虫亚属。1988 年，山姆・R・特尔福德（Sam R. Telford）对感染爬行动物的疟原虫进行重新分类，新增 5 个亚属，扩展了该分类体系。1997 年，G. 瓦尔基乌纳斯（G. Valkiunas）重新划分鸟类疟原虫物种，新增第 5 个亚属 —— 贝内特尼亚亚属（Bennettinia）。