抗新孢子虫病药物研究进展

梁馨一，葛冰洁，赵 鹏

延边大学农学院，吉林延吉 133002

新孢子虫是一种顶复门原虫，孢子虫纲，球虫亚纲，真球虫目，肉孢子虫科，新孢子虫属，在其生活史中已知的三个重要阶段是包囊(组织囊)、卵囊、速殖子。新孢子虫病是由原生动物新孢子虫寄生于细胞内引起的，主要是垂直传播，狐狸及犬为终末宿主，山羊、绵羊、牛、马、兔、猪、鹿等多种动物亦可作为中间宿主，它主要寄生于中枢神经系统、肌肉、肝、脑及其他内脏组织。新孢子虫病可造成患病动物的流产或死胎及神经系统疾病等。新孢子虫病呈全球性分布，是导致奶牛流产的主要原因之一，严重影响奶牛养殖业的健康、稳步发展，并造成巨大的经济损失。

新孢子虫病的预防和治疗大多依旧处于研究阶段，寄生虫传播控制仍处于初级阶段，尚未研制出抗新孢子虫病的特效药及疫苗。因此，抗新孢子虫病药物的研究与开发是保障畜牧业持续健康良好发展的主要因素与重要条件，本文重点对近年来抗新孢子虫病药物的研究及未来应用趋势进行综述。

1 新型药物

1.1 喹诺酮类药物

喹诺酮化合物是一类以4-喹诺酮为结构母核的人工合成抗生素，该类药物能够产生内毒素抑制虫体线粒体电子传递链的细胞色素bc1复合体，细胞色素bc1促进电子从泛醌向细胞色素的转移，同时含有氧化和还原催化位点。阿托瓦酮是一种经典的氧化位点抑制剂，最初作为抗疟药物应用于禽类疟疾模型进行研究。

Gingrich等研究发现类内啡肽类喹诺酮对禽和鼠弓形虫病具有活性。Winter R发现内胆素样喹诺酮在体外具有较高的抗恶性疟原虫活性（IC50<0.1 µm），其水溶性较差，但4（1H）-喹啉酮-3-二芳醚类化合物克服了这一缺点。此类化合物中ELQ-271和ELQ-316对抗新孢子虫具有进一步研究价值。Nicoleta Anghel等采用表达β-半乳糖苷酶的转基因新孢子虫速殖子筛选了14个ELQ化合物。在体内抑虫试验中发现，ELQ-316及其前药ELQ-334可有效抑制新孢子虫速殖子的活性；在体外抑虫试验中，通过透射电子显微镜（TEM）观察到寄生虫线粒体明显变化，安全性评估试验结果显示该化合物不会干扰小鼠妊娠。

1.2 喹啉类药物

喹啉类化合物是一种重要的含氮杂环化合物，具有抗菌、抗病毒、抗寄生虫等多种药理作用，化学结构与泛醌（辅酶Q）相似。其中布帕伐醌（2-[（4-叔丁基环己基）甲基]-3-羟基-1,4-萘二酮）是与帕伐醌相关的羟基萘醌，可用于环形泰勒虫病、小泰勒虫病和瑟氏泰勒虫病的兽药使用。该化合物通过阻断线粒体中的电子传递，产生活性氧簇，从而阻止吡啶的合成。

Müller等在体内抑虫试验中发现短期内布帕伐醌可有效抑制犬新孢子虫速殖子复制（IC50=4.9 µm；IC100=100 µm），0.5 µm 浓度下培养 9 d 或1 µm培养6 d可杀死新孢子虫。随着时间的推移，新孢子虫速殖子在培养20 d后在100 µm布帕伐醌的作用下能适应并恢复增殖。通过TEM观察发现，用布帕伐醌处理新孢子虫感染的成纤维细胞线粒体基质发生了超微结构改变，影响新孢子虫速殖子的增殖；体内实验结果显示，治疗组脑内寄生虫荷载量明显低于对照组，且在妊娠期具有消除或者减少妊娠期胎儿的感染能力。结果表明该化合物可用于预防急性新孢子虫病，但布帕伐醌并未消除中枢神经系统的寄生虫，说明该药物仍不能充分穿过血脑屏障。

1.3 磺胺类药物

磺胺类药物主要通过抑制虫体的二氢叶酸还原酶和二氢叶酸合成酶活性来干扰叶酸的合成，从而发挥抗虫作用。Cuteri等采用有较高流产率的弗里西亚奶牛群，把患有新孢子虫病的奶牛按不同年龄分别注射200 mg/mL磺胺嘧啶和40 mg/mL甲氧苄啶，剂量为20 mg/kg，每头牛口服磺胺嘧啶和甲氧苄啶持续给药一年。结果显示，流产复发率显著降低，初步证明了磺胺类药物的有效性，研究证实磺胺嘧啶和甲氧嘧啶联合用药效果更佳。但其安全性尚不明确，有待进一步研究。谢素珠等在乙胺嘧啶体外抑制新孢子虫实验中发现，该药物能够明显改善细胞的形态变化，与对照组相比细胞形态较为完整，裂解程度较轻，胞外速殖子数量较少、运动迟缓，这是由于该药物阻碍寄生虫体内二氢叶酸的还原，影响蛋白质和核酸的合成，从而发挥抗虫作用。

1.4 吩噻嗪类

亚甲基蓝是一种吩噻嗪染料，是十九世纪开发的第一种用于治疗疟疾的合成药物。基于MB对疟疾病原体疟原虫的良好效果，Luiz等研究证实该药物单独或与PYR联合使用对新孢子虫病具有疗效。

甲基溴是最常用的吩噻嗪染料，具有治疗疟疾的潜力，临床常与青蒿素、奎宁、氯喹和嘧啶联合使用。当甲基溴能够抑制新孢子虫的增殖（IC50为0.349 µm）。此外，NMB、TBO和DMMB是具有不同修饰的亚甲基蓝的衍生物，有一定的抑制新孢子虫增殖作用，且三者 IC50分别为 0.058 µm、1.83 µm和0.019 µm。MB与NMB联用会表现出协同效应。同时，MB和DMMB联用则表现出拮抗作用，但抑制模式却有所改善。由于吩噻嗪染料的组合不同表现出的不同效率模式，可推测它们的作用机制可能不同。当组合时，分子之间可能会有不同的相互作用或积累。因此，吩噻嗪染料对新孢子虫的作用机理需要进行新的研究分析。增殖试验研究结果显示，PYR作为一种很有前途的候选药物，与NMB、MB和DMMB组合应用比PYR的单独应用更具优势。

2 中药类

青蒿为有效的清热解毒中药，属菊科一年生草本植物和黄花蒿的全草，是常用的中草药之一。青蒿素是一种含有过氧桥结构的倍半萜内酯类化合物，具有抗疟疾、抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、免疫调节等功效。2015年诺贝尔奖获得者屠呦呦所描述的青蒿素，是自70年代以来用于治疗疟疾的关键分子。青蒿素能够破坏疟原虫的细胞结构及功能，被世界卫生组织称为“治疗疟疾的最大希望”。谢素珠等采用青蒿素、桦褐孔菌多糖、黄芩苷以及PYR等药物进行了犬新孢子虫体外抑制试验，其中青蒿素的抑制效果最为明显，20 mg/L浓度时抑虫率最高（95.17%），但其抗虫药效学和药代动力学还有待进一步研究。

Luiz等研究证实青蒿素与其他药物联合可用于后继的非典型临床前试验。与PYR或MB联合使用对新孢子虫具有抑制作用，与PYR联用效果更为显著。青蒿素与PYR联用在细胞增殖试验和清除试验中表现出协同作用；与MB联用或三联用药虽显示拮抗作用，但对新孢子虫的抑制增强。与单独使用青蒿素相比，三联用药对新孢子虫的清除更为明显。

3 其他药物

3.1 生物制剂类

近年来，随着抗寄生虫药物研发的深入，基于靶向激酶的抗寄生虫药物开发是一种公认的方法。钙依赖性蛋白激酶1是一个具有应用前景的药物靶点，因为CDPK1是由顶质体DNA编码的，在哺乳动物宿主中并不存在。CDPK1的活性对于微丝分泌、宿主细胞侵袭和弓形虫的排出是必不可少的，这些化合物可以竞争性抑制CDPK1活性，达到抗寄生虫的作用，统称为激酶抑制剂。BKIs具有广谱活性，可影响许多顶复门寄生虫，强干扰新孢子虫病孕鼠模型经胎盘传播的实验。研究证实，其化合物BKI-1294、BKI-1517和BKI-1553对新孢子虫十分有效。BKI-1553是在BKI-1294的萘基-吡唑嘧啶骨架的基础上发展起来的，其对新孢子虫病的具有良好的防治效果，它具有较低的人类EAG相关基因离子通道抑制作用，具有出色的全身暴露性，在口服时可穿透小鼠的血脑屏障，BKI-1553可降低感染小鼠脑、肺和肝中的寄生虫数量。

Roberto等检测BKI-1553在妊娠绵羊和胎儿血浆中的药物浓度，结果为妊娠绵羊皮下注射12 h后达到最大浓度，胎儿血药浓度1.6±0.2 µm，相当于妊娠绵羊24～30 h血药浓度的20%～30%；BKI-1553治疗能够使新孢子虫病患畜直肠温度降低、外周血IFN-γ水平升高、IgG反应降低、流产率降低等，减轻新孢子虫感染症状。BKI-1553治疗不能阻止垂直传播，但可以通过减少胎脑中的病灶、减少寄生虫数量及负荷来减轻感染的影响。结果表明，BKI-1553在怀孕的母羊及其胎儿中表现出出色的全身暴露能力，可耐受的安全性，并在新孢子虫病怀孕绵羊模型中为寄生虫导致的流产和胎儿传播提供了部分保护。但是，检测发现胎儿脑中寄生虫仅减少25%，这表明该特定治疗方案的疗效较低，应当通过应用替代制剂、使用其他给药途径、药物剂量和给药方案等的改进来提高疗效。

3.2 化疗药物

钌抗癌药在过去二十年里引起了人们广泛关注，与铂类药物相比，钌配合物被认为毒性较低、能够克服铂类药物诱导癌细胞的耐药性。典型的钌配合物含有杂原子配体（如唑衍生物），仅有几种有明显不良反应，目前化疗药物被应用于弓形虫的耐药治疗。在筛选出16个抗弓形虫和犬新孢子虫增殖的化合物后，两个水解稳定的钌配合物（化合物16和18）对弓形虫和犬新孢子虫的IC50分别为18.7 µm、41.1 µm 和 6.7 µm、11.3 µm，通过 TEM 观察显示两种寄生虫的超微结构发生改变。为了达到化合物16的杀寄生虫活性，需要进行长期治疗（80～160 µm用药7～22 d）。这些研究初步表明，钌基化合物的抗寄生虫潜力应进一步挖掘。

4 展望

在我国奶牛养殖业中，新孢子虫病是造成巨大经济损失的常见病，药物防治是新孢子虫病防控的关键，并将长期伴随奶牛养殖业的发展。目前我国应对新孢子虫病的药物疗效较低，治疗方案成效不显著，必须通过药效学、药代动力学等相关实验研究，了解各类药物对新孢子虫的抑制模式，开发更有前途的候选药物，研发出更加安全、有效的治疗药物，适当开发更具优势的新型生物制剂类药物及联合用药模式以增加疗效。为了适应兽医临床对抗新孢子虫病药物的需求，抗新孢子虫病药物及新孢子虫病防治技术的创新迫在眉睫。

参考文献：略