抗新孢子蟲病藥物研究進展

梁馨一，葛冰潔，趙 鵬

延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林延吉 133002

新孢子蟲是一種頂復(fù)門原蟲，孢子蟲綱，球蟲亞綱，真球蟲目，肉孢子蟲科，新孢子蟲屬，在其生活史中已知的三個重要階段是包囊(組織囊)、卵囊、速殖子。新孢子蟲病是由原生動物新孢子蟲寄生于細胞內(nèi)引起的，主要是垂直傳播，狐貍及犬為終末宿主，山羊、綿羊、牛、馬、兔、豬、鹿等多種動物亦可作為中間宿主，它主要寄生于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉、肝、腦及其他內(nèi)臟組織。新孢子蟲病可造成患病動物的流產(chǎn)或死胎及神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。新孢子蟲病呈全球性分布，是導(dǎo)致奶牛流產(chǎn)的主要原因之一，嚴重影響奶牛養(yǎng)殖業(yè)的健康、穩(wěn)步發(fā)展，并造成巨大的經(jīng)濟損失。

新孢子蟲病的預(yù)防和治療大多依舊處于研究階段，寄生蟲傳播控制仍處于初級階段，尚未研制出抗新孢子蟲病的特效藥及疫苗。因此，抗新孢子蟲病藥物的研究與開發(fā)是保障畜牧業(yè)持續(xù)健康良好發(fā)展的主要因素與重要條件，本文重點對近年來抗新孢子蟲病藥物的研究及未來應(yīng)用趨勢進行綜述。

1 新型藥物

1.1 喹諾酮類藥物

喹諾酮化合物是一類以4-喹諾酮為結(jié)構(gòu)母核的人工合成抗生素，該類藥物能夠產(chǎn)生內(nèi)毒素抑制蟲體線粒體電子傳遞鏈的細胞色素bc1復(fù)合體，細胞色素bc1促進電子從泛醌向細胞色素的轉(zhuǎn)移，同時含有氧化和還原催化位點。阿托瓦酮是一種經(jīng)典的氧化位點抑制劑，最初作為抗瘧藥物應(yīng)用于禽類瘧疾模型進行研究。

Gingrich等研究發(fā)現(xiàn)類內(nèi)啡肽類喹諾酮對禽和鼠弓形蟲病具有活性。Winter R發(fā)現(xiàn)內(nèi)膽素樣喹諾酮在體外具有較高的抗惡性瘧原蟲活性（IC50<0.1 μm），其水溶性較差，但4（1H）-喹啉酮-3-二芳醚類化合物克服了這一缺點。此類化合物中ELQ-271和ELQ-316對抗新孢子蟲具有進一步研究價值。Nicoleta Anghel等采用表達β-半乳糖苷酶的轉(zhuǎn)基因新孢子蟲速殖子篩選了14個ELQ化合物。在體內(nèi)抑蟲試驗中發(fā)現(xiàn)，ELQ-316及其前藥ELQ-334可有效抑制新孢子蟲速殖子的活性；在體外抑蟲試驗中，通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察到寄生蟲線粒體明顯變化，安全性評估試驗結(jié)果顯示該化合物不會干擾小鼠妊娠。

1.2 喹啉類藥物

喹啉類化合物是一種重要的含氮雜環(huán)化合物，具有抗菌、抗病毒、抗寄生蟲等多種藥理作用，化學(xué)結(jié)構(gòu)與泛醌（輔酶Q）相似。其中布帕伐醌（2-[（4-叔丁基環(huán)己基）甲基]-3-羥基-1,4-萘二酮）是與帕伐醌相關(guān)的羥基萘醌，可用于環(huán)形泰勒蟲病、小泰勒蟲病和瑟氏泰勒蟲病的獸藥使用。該化合物通過阻斷線粒體中的電子傳遞，產(chǎn)生活性氧簇，從而阻止吡啶的合成。

Müller等在體內(nèi)抑蟲試驗中發(fā)現(xiàn)短期內(nèi)布帕伐醌可有效抑制犬新孢子蟲速殖子復(fù)制（IC50=4.9 μm；IC100=100 μm），0.5 μm 濃度下培養(yǎng) 9 d 或1 μm培養(yǎng)6 d可殺死新孢子蟲。隨著時間的推移，新孢子蟲速殖子在培養(yǎng)20 d后在100 μm布帕伐醌的作用下能適應(yīng)并恢復(fù)增殖。通過TEM觀察發(fā)現(xiàn)，用布帕伐醌處理新孢子蟲感染的成纖維細胞線粒體基質(zhì)發(fā)生了超微結(jié)構(gòu)改變，影響新孢子蟲速殖子的增殖；體內(nèi)實驗結(jié)果顯示，治療組腦內(nèi)寄生蟲荷載量明顯低于對照組，且在妊娠期具有消除或者減少妊娠期胎兒的感染能力。結(jié)果表明該化合物可用于預(yù)防急性新孢子蟲病，但布帕伐醌并未消除中樞神經(jīng)系統(tǒng)的寄生蟲，說明該藥物仍不能充分穿過血腦屏障。

1.3 磺胺類藥物

磺胺類藥物主要通過抑制蟲體的二氫葉酸還原酶和二氫葉酸合成酶活性來干擾葉酸的合成，從而發(fā)揮抗蟲作用。Cuteri等采用有較高流產(chǎn)率的弗里西亞奶牛群，把患有新孢子蟲病的奶牛按不同年齡分別注射200 mg/mL磺胺嘧啶和40 mg/mL甲氧芐啶，劑量為20 mg/kg，每頭?？诜前粪奏ず图籽跗S啶持續(xù)給藥一年。結(jié)果顯示，流產(chǎn)復(fù)發(fā)率顯著降低，初步證明了磺胺類藥物的有效性，研究證實磺胺嘧啶和甲氧嘧啶聯(lián)合用藥效果更佳。但其安全性尚不明確，有待進一步研究。謝素珠等在乙胺嘧啶體外抑制新孢子蟲實驗中發(fā)現(xiàn)，該藥物能夠明顯改善細胞的形態(tài)變化，與對照組相比細胞形態(tài)較為完整，裂解程度較輕，胞外速殖子數(shù)量較少、運動遲緩，這是由于該藥物阻礙寄生蟲體內(nèi)二氫葉酸的還原，影響蛋白質(zhì)和核酸的合成，從而發(fā)揮抗蟲作用。

1.4 吩噻嗪類

亞甲基藍是一種吩噻嗪染料，是十九世紀開發(fā)的第一種用于治療瘧疾的合成藥物?；贛B對瘧疾病原體瘧原蟲的良好效果，Luiz等研究證實該藥物單獨或與PYR聯(lián)合使用對新孢子蟲病具有療效。

甲基溴是最常用的吩噻嗪染料，具有治療瘧疾的潛力，臨床常與青蒿素、奎寧、氯喹和嘧啶聯(lián)合使用。當甲基溴能夠抑制新孢子蟲的增殖（IC50為0.349 μm）。此外，NMB、TBO和DMMB是具有不同修飾的亞甲基藍的衍生物，有一定的抑制新孢子蟲增殖作用，且三者 IC50分別為 0.058 μm、1.83 μm和0.019 μm。MB與NMB聯(lián)用會表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。同時，MB和DMMB聯(lián)用則表現(xiàn)出拮抗作用，但抑制模式卻有所改善。由于吩噻嗪染料的組合不同表現(xiàn)出的不同效率模式，可推測它們的作用機制可能不同。當組合時，分子之間可能會有不同的相互作用或積累。因此，吩噻嗪染料對新孢子蟲的作用機理需要進行新的研究分析。增殖試驗研究結(jié)果顯示，PYR作為一種很有前途的候選藥物，與NMB、MB和DMMB組合應(yīng)用比PYR的單獨應(yīng)用更具優(yōu)勢。

2 中藥類

青蒿為有效的清熱解毒中藥，屬菊科一年生草本植物和黃花蒿的全草，是常用的中草藥之一。青蒿素是一種含有過氧橋結(jié)構(gòu)的倍半萜內(nèi)酯類化合物，具有抗瘧疾、抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等功效。2015年諾貝爾獎獲得者屠呦呦所描述的青蒿素，是自70年代以來用于治療瘧疾的關(guān)鍵分子。青蒿素能夠破壞瘧原蟲的細胞結(jié)構(gòu)及功能，被世界衛(wèi)生組織稱為“治療瘧疾的最大希望”。謝素珠等采用青蒿素、樺褐孔菌多糖、黃芩苷以及PYR等藥物進行了犬新孢子蟲體外抑制試驗，其中青蒿素的抑制效果最為明顯，20 mg/L濃度時抑蟲率最高（95.17%），但其抗蟲藥效學(xué)和藥代動力學(xué)還有待進一步研究。

Luiz等研究證實青蒿素與其他藥物聯(lián)合可用于后繼的非典型臨床前試驗。與PYR或MB聯(lián)合使用對新孢子蟲具有抑制作用，與PYR聯(lián)用效果更為顯著。青蒿素與PYR聯(lián)用在細胞增殖試驗和清除試驗中表現(xiàn)出協(xié)同作用；與MB聯(lián)用或三聯(lián)用藥雖顯示拮抗作用，但對新孢子蟲的抑制增強。與單獨使用青蒿素相比，三聯(lián)用藥對新孢子蟲的清除更為明顯。

3 其他藥物

3.1 生物制劑類

近年來，隨著抗寄生蟲藥物研發(fā)的深入，基于靶向激酶的抗寄生蟲藥物開發(fā)是一種公認的方法。鈣依賴性蛋白激酶1是一個具有應(yīng)用前景的藥物靶點，因為CDPK1是由頂質(zhì)體DNA編碼的，在哺乳動物宿主中并不存在。CDPK1的活性對于微絲分泌、宿主細胞侵襲和弓形蟲的排出是必不可少的，這些化合物可以競爭性抑制CDPK1活性，達到抗寄生蟲的作用，統(tǒng)稱為激酶抑制劑。BKIs具有廣譜活性，可影響許多頂復(fù)門寄生蟲，強干擾新孢子蟲病孕鼠模型經(jīng)胎盤傳播的實驗。研究證實，其化合物BKI-1294、BKI-1517和BKI-1553對新孢子蟲十分有效。BKI-1553是在BKI-1294的萘基-吡唑嘧啶骨架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其對新孢子蟲病的具有良好的防治效果，它具有較低的人類EAG相關(guān)基因離子通道抑制作用，具有出色的全身暴露性，在口服時可穿透小鼠的血腦屏障，BKI-1553可降低感染小鼠腦、肺和肝中的寄生蟲數(shù)量。

Roberto等檢測BKI-1553在妊娠綿羊和胎兒血漿中的藥物濃度，結(jié)果為妊娠綿羊皮下注射12 h后達到最大濃度，胎兒血藥濃度1.6±0.2 μm，相當于妊娠綿羊24～30 h血藥濃度的20%～30%；BKI-1553治療能夠使新孢子蟲病患畜直腸溫度降低、外周血IFN-γ水平升高、IgG反應(yīng)降低、流產(chǎn)率降低等，減輕新孢子蟲感染癥狀。BKI-1553治療不能阻止垂直傳播，但可以通過減少胎腦中的病灶、減少寄生蟲數(shù)量及負荷來減輕感染的影響。結(jié)果表明，BKI-1553在懷孕的母羊及其胎兒中表現(xiàn)出出色的全身暴露能力，可耐受的安全性，并在新孢子蟲病懷孕綿羊模型中為寄生蟲導(dǎo)致的流產(chǎn)和胎兒傳播提供了部分保護。但是，檢測發(fā)現(xiàn)胎兒腦中寄生蟲僅減少25%，這表明該特定治療方案的療效較低，應(yīng)當通過應(yīng)用替代制劑、使用其他給藥途徑、藥物劑量和給藥方案等的改進來提高療效。

3.2 化療藥物

釕抗癌藥在過去二十年里引起了人們廣泛關(guān)注，與鉑類藥物相比，釕配合物被認為毒性較低、能夠克服鉑類藥物誘導(dǎo)癌細胞的耐藥性。典型的釕配合物含有雜原子配體（如唑衍生物），僅有幾種有明顯不良反應(yīng)，目前化療藥物被應(yīng)用于弓形蟲的耐藥治療。在篩選出16個抗弓形蟲和犬新孢子蟲增殖的化合物后，兩個水解穩(wěn)定的釕配合物（化合物16和18）對弓形蟲和犬新孢子蟲的IC50分別為18.7 μm、41.1 μm 和 6.7 μm、11.3 μm，通過 TEM 觀察顯示兩種寄生蟲的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。為了達到化合物16的殺寄生蟲活性，需要進行長期治療（80～160 μm用藥7～22 d）。這些研究初步表明，釕基化合物的抗寄生蟲潛力應(yīng)進一步挖掘。

4 展望

在我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)中，新孢子蟲病是造成巨大經(jīng)濟損失的常見病，藥物防治是新孢子蟲病防控的關(guān)鍵，并將長期伴隨奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。目前我國應(yīng)對新孢子蟲病的藥物療效較低，治療方案成效不顯著，必須通過藥效學(xué)、藥代動力學(xué)等相關(guān)實驗研究，了解各類藥物對新孢子蟲的抑制模式，開發(fā)更有前途的候選藥物，研發(fā)出更加安全、有效的治療藥物，適當開發(fā)更具優(yōu)勢的新型生物制劑類藥物及聯(lián)合用藥模式以增加療效。為了適應(yīng)獸醫(yī)臨床對抗新孢子蟲病藥物的需求，抗新孢子蟲病藥物及新孢子蟲病防治技術(shù)的創(chuàng)新迫在眉睫。

參考文獻：略