抗新孢子蟲病藥物研究進展

梁馨一，葛冰潔，趙 鵬

延邊大學農學院，吉林延吉 133002

新孢子蟲是一種頂復門原蟲，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系統、肌肉、肝、腦及其他內臟組織。新孢子蟲病可造成患病動物的流產或死胎及神經系統疾病等。新孢子蟲病呈全球性分布，是導致奶牛流產的主要原因之一，嚴重影響奶牛養殖業的健康、穩步發展，并造成巨大的經濟損失。

新孢子蟲病的預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是保障畜牧業持續健康良好發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-喹諾酮為結構母核的人工合成抗生素，該類藥物能夠產生內毒素抑制蟲體線粒體電子傳遞鏈的細胞色素bc1復合體，細胞色素bc1促進電子從泛醌向細胞色素的轉移，同時含有氧化和還原催化位點。阿托瓦酮是一種經典的氧化位點抑制劑，最初作為抗瘧藥物應用于禽類瘧疾模型進行研究。

Gingrich等研究發現類內啡肽類喹諾酮對禽和鼠弓形蟲病具有活性。Winter R發現內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-半乳糖苷酶的轉基因新孢子蟲速殖子篩選了14個ELQ化合物。在體內抑蟲試驗中發現，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化合物，具有抗菌、抗病毒、抗寄生蟲等多種藥理作用，化學結構與泛醌（輔酶Q）相似。其中布帕伐醌（2-[（4-叔丁基環己基）甲基]-3-羥基-1,4-萘二酮）是與帕伐醌相關的羥基萘醌，可用于環形泰勒蟲病、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，產生活性氧簇，從而阻止吡啶的合成。

Müller等在體內抑蟲試驗中發現短期內布帕伐醌可有效抑制犬新孢子蟲速殖子復制（IC50=4.9 μm；IC100=100 μm），0.5 μm 濃度下培養 9 d 或1 μm培養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20 d后在100 μm布帕伐醌的作用下能適應并恢復增殖。通過TEM觀察發現，用布帕伐醌處理新孢子蟲感染的成纖維細胞線粒體基質發生了超微結構改變，影響新孢子蟲速殖子的增殖；體內實驗結果顯示，治療組腦內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。結果表明該化合物可用于預防急性新孢子蟲病，但布帕伐醌并未消除中樞神經系統的寄生蟲，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，從而發揮抗蟲作用。Cuteri等采用有較高流產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，每頭牛口服磺胺嘧啶和甲氧芐啶持續給藥一年。結果顯示，流產復發率顯著降低，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現，該藥物能夠明顯改善細胞的形態變化，與對照組相比細胞形態較為完整，裂解程度較輕，胞外速殖子數量較少、運動遲緩，這是由于該藥物阻礙寄生蟲體內二氫葉酸的還原，影響蛋白質和核酸的合成，從而發揮抗蟲作用。

1.4 吩噻嗪類

亞甲基藍是一種吩噻嗪染料，是十九世紀開發的第一種用于治療瘧疾的合成藥物。基于MB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聯用會表現出協同效應。同時，MB和DMMB聯用則表現出拮抗作用，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組合應用比PYR的單獨應用更具優勢。

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構的倍半萜內酯類化合物，具有抗瘧疾、抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、免疫調節等功效。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鍵分子。青蒿素能夠破壞瘧原蟲的細胞結構及功能，被世界衛生組織稱為“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%），但其抗蟲藥效學和藥代動力學還有待進一步研究。

Luiz等研究證實青蒿素與其他藥物聯合可用于后繼的非典型臨床前試驗。與PYR或MB聯合使用對新孢子蟲具有抑制作用，與PYR聯用效果更為顯著。青蒿素與PYR聯用在細胞增殖試驗和清除試驗中表現出協同作用；與MB聯用或三聯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的深入，基于靶向激酶的抗寄生蟲藥物開發是一種公認的方法。鈣依賴性蛋白激酶1是一個具有應用前景的藥物靶點，因為CDPK1是由頂質體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，統稱為激酶抑制劑。BKIs具有廣譜活性，可影響許多頂復門寄生蟲，強干擾新孢子蟲病孕鼠模型經胎盤傳播的實驗。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上發展起來的，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量。

Roberto等檢測BKI-1553在妊娠綿羊和胎兒血漿中的藥物濃度，結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反應降低、流產率降低等，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、減少寄生蟲數量及負荷來減輕感染的影響。結果表明，BKI-1553在懷孕的母羊及其胎兒中表現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致的流產和胎兒傳播提供了部分保護。但是，檢測發現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，應當通過應用替代制劑、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，目前化療藥物被應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構發生改變。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進一步挖掘。

4 展望

在我國奶牛養殖業中，新孢子蟲病是造成巨大經濟損失的常見病，藥物防治是新孢子蟲病防控的關鍵，并將長期伴隨奶牛養殖業的發展。目前我國應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、藥代動力學等相關實驗研究，了解各類藥物對新孢子蟲的抑制模式，開發更有前途的候選藥物，研發出更加安全、有效的治療藥物，適當開發更具優勢的新型生物制劑類藥物及聯合用藥模式以增加療效。為了適應獸醫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的創新迫在眉睫。

參考文獻：略