早期临床实践发现，氯喹、奎纳克林、金鸡纳生物碱的抗疟作用只限于疟原虫生活史中能降解血红蛋白的阶段。红内期疟原虫对氯喹的敏感性与其血红蛋白的分解代谢程度一致。感染疟原虫的红细胞内，氯喹积聚的浓度远远超过未感染的红细胞内氯喹的浓度。Sinden等^［1］报道，当恶性疟原虫的未成熟配子体经氯喹处理后，出现食物泡肿胀和疟色素堆积及溶酶体形态改变，而配子体DNA的复制仍不断进行。在形态学上，氯喹作用后的恶性疟原虫环状体和滋养体首先出现溶酶体破溃。可见，氯喹的作用部位在疟原虫食物泡，但其作用机制仍然只停留在假说阶段^［2］。

1形成毒性的血红素-氯喹复合物

早在1964年Cohen等就发现，氯喹能改变亲水性的含铁血红素的电子谱，两者可形成一种非共价复合物。Fitch认为，被疟原虫感染的红细胞内存在对氯喹有选择性亲和力的特殊受体，此受体为食物泡内由血红蛋白降解产生的血红素^［3］。Chou和Pani jpan等通过不同的方法，测定出此复合物是由血红素和氯喹以2∶1的比例复合而成的^［4，5］。利用核磁共振技术发现两者是通过卟啉的疏水基团与氯喹的喹啉环结合的，含铁血红素与喹啉、奎尼丁也能形成1∶1的复合物^［6］，而没有抗疟活性的奎宁异构体异奎宁却不能^［7］。至今所有已测试的具有抗疟作用的4-氨基喹啉类和金鸡纳碱都能与含铁血红素结合成亲水性复合物。游离血红素和血红素-氯喹复合物，都能使分离的疟原虫体肿胀、破溃，而且经药物处理后的疟原虫食物泡内的血红素-氯喹复合物，能再次损坏虫体的胞膜，从而表现出毒性作用^［8，9］。氯喹通过与游离血红素结合形成毒性复合物，干扰血红素的正常代谢过程，阻断疟色素的合成，从而表现出对红内期疟原虫的特异性毒性作用。

然而，此学说尚未被普遍接受。有些学者认为游离血红素作为氯喹作用的特异受体证据不足。Yayon^［10］等发现氯化铵几乎能置换出感染了疟原虫的红细胞内的全部游离氯喹，却不能影响结合血红素的氯喹。虽然虫体经氯喹处理后，形态学上有食物泡膜破溃，但未见降解，溶酶体蛋白酶也不外漏^［11］，而且在培养基中加入疟原虫蛋白时，血红素和血红素-氯喹复合物对滋养体的毒性都降低^［12］。当滋养体食物泡内蛋白含量很高时，食物泡内就不可能有足够浓度的血红素-氯喹复合物破坏其泡膜结构。另外，也没有直接的证据表明血红素积聚在氯喹处理后的滋养体食物泡内。

2DNA结合学说

Parker和Irvin首先发现有抗疟作用的喹啉环和丫啶 在体外与DNA有相互作用，Allison等就此作了补充^［13］。他们认为氯喹与DNA二级结构之间存在强大的相互结合作用，氯喹带正电的二氨基戊烷侧链与核酸带负电的磷酸基团之间静电吸引作用。但有些学者认为此学说未能较好的解释氯喹为何只对红内期的疟原虫有选择特异性毒性作用，而肝期疟原虫和成熟配子体的DNA合成却不受影响^［14］。目前能支持氯喹作用机制的生物学研究结果都不能有力证明DNA结合学说。但近来发现氯喹敏感株恶性疟原虫在氯喹作用后，出现DNA断裂（即疟原虫凋亡）现象，似乎又重新提示氯喹与疟原虫DNA的作用可能^［15］。

3抑制疟原虫蛋白的合成

原先的研究认为，药物阻断疟原虫蛋白质合成的作用与其抗疟作用无关。然而，Surolia和Padmanabam^［16］发现，高浓度的氯喹（3μM）能使恶性疟原虫的蛋白质合成减少约50％，而血红素能促进其蛋白质的合成。所以，氯喹很可能是通过高效吸附血红素，减弱血红素的促进作用，从而减少蛋白质的合成。但促进蛋白质合成的血红素最佳浓度（（15μM）足以使恶性疟原虫滋养体破溃^［17］，所以氯喹通过结合血红素抑制疟原虫蛋白质合成的假设不够合理。

4抑制各肽类的代谢

Konigk^［18］发现氯喹和甲氟喹能抑制疟原虫滋养体的鸟氨酸脱羧酶的活性，从而抑制其多肽的合成，这可能与喹啉环类药物的抗疟作用有关。但这种学说不能解释氯喹只对红内期疟原虫有毒性作用，也不符合已知的氯喹主要抑制溶酶体功能的生化资料。

5抑制血红蛋白的分解

氯喹抗疟作用仅限于疟原虫能大量分解血红蛋白阶段，药物选择性的积聚在疟原虫降解血红蛋白的溶酶体内，以及氯喹、奎宁和甲氟喹抑制滋养体合成氨基酸的深度也能阻止其生长。这些都支持喹啉类药物是通过抑制滋养体分解血红蛋白起作用的假说。

5.1增加食物泡内的pH值蛋白分解酶的最适pH值约为5.0，当pH值升高时，其活性下降。氯喹属于弱碱性化合物，以双质子化形式被溶酶体摄取后，在溶酶体的酸性环境里，马上被质子化，不能自由通过细胞膜从而积聚在溶酶体内^［19］。虽然膜上ATP-质子泵使食物泡囊有一定的缓冲能力，但大量氯喹的摄入以及氯喹的质子化消耗了食物泡内大量的H⁺导致了pH的上升（＞6.0），从而抑制其蛋白酶的活性，结果疟原虫不能分解血红蛋白，以获得足够的氨基酸^［20］。

Ginsburg等^［21］认为，测量食物泡pH值的方法会损害疟原虫，导致结果不准确。Yayon等通过连续监测疟原虫体外氯喹浓度，并利用数学模型估计药物处理后疟原虫滋养体食物泡pH值的变化，发现治疗量的氯喹处理后并不改变食物泡的pH^［22］。总之，食物泡内pH值的改变是氯喹等抗疟药的主要作用机制还未取得一致意见。

5.2抑制食物泡的磷脂酶经氯喹处理后的疟原虫滋养体食物泡中，积聚了许多单膜包绕的内噬泡，反映溶酶体功能可能普遍下降，或者可能是氯喹直接抑制了降解内噬胞内膜的磷脂酶^［23］。一旦血红蛋白分解酶被抑制，疟原虫就无法满足自身的氨基酸需要而死亡。然而，此学说缺少特异性，而且要求高浓度的药物才能奏效。

5.3抑制食物泡的蛋白酶氯喹能直接抑制食物泡的蛋白酶，阻断疟原虫滋养体降解血红蛋白。Cyang发现33mM氯喹能抑制60％恶性疟原虫的天冬氨酸蛋白酶的活性，而10mM氯喹则不能。Vander Jagt测得1mM氯喹能抑制大约10％恶性疟原虫的不同低分子量天冬氨酸蛋白酶的活性^［24］。但又报道含铁血色素是一种比氯喹更强的天冬酸蛋白酶抑制剂，而且氯喹存在时这种作用存在^［25］。因此即使氯喹不与疟色素结合，游离血色素也将浓集到足以进一步抑制蛋白酶的活性和血红蛋白的降解。而且，疟原虫食物泡内氯喹浓度不超过1～5mM，因而其抑制蛋白酶的作用并不能充分解释喹啉类药物的特异抗疟作用。

6抑制血红素多聚酶

疟原虫滋养体内，游离血红素和氧合血红素达到一定浓度就能直接破坏细胞结构。如果疟原虫滋养体依靠血红蛋白作为其氨基酸的主要来源，那么它必须对释放的血红素有解毒作用。疟原虫既不能排泄血红素，也不具有血红素氧化酶，只能将血红素转化成一种不溶、无活性晶体疟色素而解毒。疟色素是由一血红素分子中央的铁离子与另一血红素分子碳侧链上的氧原子共价结合而形成的多聚体，这种结构的物质只存在于疟原虫滋养体内，而含铁血红素或血红蛋白在生理条件下并不能自发地形成疟色素晶体。Slater和Cerami^［26］报道恶性疟原虫滋养体含有一种能特异催化血红素联结的血红素多聚酶。氯喹能抑制疟原虫滋养体的血红素多聚酶活性，从而阻止血红素合成疟色素，不断积聚的游离型血红素可能抑制食物泡蛋白酶和质子泵的活性，最终如形态学所观察到的溶酶体功能的破坏。然而Dorn等^［27］报道，疟色素的合成是一种血红素衍生物自身催化的化学反应，而非蛋白酶促反应，因为酸性加热或加蛋白酶K或氯仿-甲醇都不能明显减少疟色素的合成。Sullivan等^［28］报道，食物泡中的富组氨酸蛋白（HRP）能结合游离型血红素从而调节疟色素的合成。

目前，尚未分离出血红素多聚酶，它是否真的存在依然未知。疟色素合成的调节机制还需深入研究。

7钙调蛋白（CaM）调节假说

早在80年代就有证据显示Ca²⁺对疟原虫的正常生长发育是不可缺少的，特别是感染红细胞后20～26h的成熟期裂殖子的再入侵及其完全成熟必需Ca^{2+［29,30］}。临床应用的抗疟药按其抗疟性能排列的次序与其抗CaM作用大小一致。氯喹（包括其他抗疟药）通过与CaM之间的缩水作用和静电作用，抑制钙调蛋白及其与效应酶的激活。这些药物抑制疟原虫的生长与其抗CaM作用有关。联合应用抗疟药和Ga²⁺/CaM抑制剂，发现在耐药虫株表现明显的抗疟增效作用，敏感虫株却不存在。证明这些药物竞争性结合与CaM或CaM介导的效应蛋白有共同立体构象的受体，此受体在耐药虫株被大量表达且受Ca²⁺/CaM调节^{［31，32］}。因此，疟原虫耐药性的产生可能是由于两者竞争结合受体的结果。Warhurst和Thomas利用荧光显微镜观察虫体内抗疟药米帕林与CaM结合后的分布，提出抗疟药能结合活虫的钙调蛋白，并认为后者可能是耐药虫株的药靶^［33］。

此假说表明，疟原虫的生长发育强烈依靠Ca²⁺和CaM。而氯喹耐药性的产生可能是由于氯喹与Ca²⁺竞争相同的受体。耐药虫株的此种受体大量表达并由Ca²⁺/CaM调控。Ca²⁺/CaM拮抗剂（比如