血吸虫病治疗药物的研究进展
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・医学前沿・JMedRes,Dec2009,V01.38No.12
血吸虫病治疗药物的研究进展
宋丽君余传信
血吸虫病是由寄生在人体血液系统中的血吸虫引起的一种严重危害人体健康的寄生虫病,在非洲、南美洲、亚洲是一项重要的公共卫生问题。据wTO报道,全世界有74个国家有血吸虫病流行,有6亿人受到血吸虫病感染的威胁,每年因血吸虫病死亡的人数达20万人…。在我国血吸虫病主要分布在以湖沼型流行区为主的江苏、安徽、江西、湖北、湖南5省及以山丘型流行区为主的四川、云南两省,全国仍有515971名患者旧1。寄生人体的血吸虫有5种:日本血吸虫、曼氏血吸虫、埃及血吸虫、间插血吸虫、湄公血吸虫。其中日本、曼氏、埃及血吸虫是人体主要的寄生虫,前两者主要引起慢性的肝脏和肠道纤维化,后者可导致输尿管、膀胱等泌尿系统的钙化和纤维化,引起上述器官器质性病变是血吸虫感染对人体的主要危害。血吸虫的生活史包括卵、毛蚴、母胞蚴、子胞蚴、尾蚴、童虫、成虫等阶段。血吸虫复杂的生活史、表面抗原成分的不断改变,以及对宿主疫系统的干扰,使血吸虫拥有很强的免疫逃避能力,给疫苗的研制带来很大的困难。目前血吸虫病的防治仍主要依赖于化学治疗。
血吸虫药物的研究始于1918年酒石酸锑钾的发现,随后又先后出现了一些非锑剂类药物,如尼立达唑、硝基呋喃、硫葸酮、海蒽酮、硝硫氰胺、奥替普拉等药物,上述药物都曾用于临床或试用于临床治疗,但由于存在疗效差、毒性大或疗程长等问题,现均已被弃用。20世纪70年代中后期吡喹酮的发现是血吸虫病治疗药物的里程碑¨1,使血吸虫病的治疗取得了真正的突破。随着吡喹酮的广泛应用,血吸虫对吡喹酮的依从性下降,出现了耐药性现象14。,研制新的替代性血吸虫病治疗药物显得十分紧迫。本文按照
基金项目:周家自然科学基金(30972581)、江苏省自然科学基金项目(BK2008110)江苏国家“十一五”重大专项(2008zxlo004一011)、江苏省医学莺点人才基金(Rc2007095)、江苏省科技厅公益专项基金(BM2007704)
作者单位:214064无锡,江苏省血吸虫病防治研究所、卫生部寄生虫病预防与控制技术重点实验室、江苏省寄生虫病学重点学科
-16・药物对血吸虫的作用靶点及作用机制对已有的和正在发展的治疗血吸虫病药物做一综述,为抗血吸虫新药的研究提供借鉴。
一、糖或能量代谢抑制剂
1.锑剂类药物(酒石酸锑钾、睇波芬):锑剂类药物抑制曼氏和埃及血吸虫葡萄糖代谢的调节酶——磷酸果糖激酶(phosphofmctokinase,PFK)。无氧糖酵解是血吸虫获取能量的主要途径,而PFK是糖酵解过程中的一种关键制约酶。Bueding等人¨1提出锑剂作用于PFK,可降低1,6一二磷酸果糖的生成,醛缩酶的活性降低,糖降解受阻,能量来源被切断而导致血吸虫死亡。锑剂类药物因毒性较大而被停用。近来Melo等人∞o证明脂质体(LcL)可以减小酒石酸锑钾的毒性,可使曼氏血吸虫感染的小鼠成虫负荷数降低58%,可用于血吸虫感染晚期阶段的治疗。
2.呋喃类药物(呋喃丙胺等):呋喃类药物是由我国科研工作者雷兴翰等人首次发现的口服非锑剂抗血吸虫药物,此类药物特异性地抑制日本血吸虫的磷酸化酶磷酸酯酶,刺激虫体实质组织和角皮下肌层中的糖元分解,继而使虫体损伤。但由于单独使用疗效欠佳和潜在的毒性而被弃用。国外曾于20世纪70年代初期合成了化学结构与呋喃烯唑相似的SQl8506,但Dunsford等¨。研究发现sQl8506可以导致膀胱癌,不适合用于临床。
3.硝硫氰胺:硝硫氰胺是20世纪70年代中期发展的一个抗日本和曼氏血吸虫的广谱抗蠕虫药,它能与初级的氨基酸形成共价键,抑制与糖代谢有关的酶类——琥珀酸脱氢酶和三磷酸酶的活性,虫体因糖代谢出现障碍,能量缺乏而致死¨1。由于硝硫氰胺对肝脏、神经系统毒性较大,现已不用。
4.AAAT8(alkylaminoalkanethiosulfuricacids):早在20世纪90年代,Penido就合成了2一(Alkylami・no)一1一OctanethiosulfuricAcids,并证实对曼氏血吸虫有抑制作用。Marcus归1进一步研究了这一类化合物的抗虫机制,初步证实了AAATs抑制曼氏血吸虫虫体表皮ATP水解酶的活性,100斗mol/L的2一
万方数据
医学研究杂志2009年12月第38卷第12期・医学前沿・
[(tert—butyl)amino]一1一ethanethiosulfbricacid(AAATs的一种类似化合物)可抑制28%ATP酶和12%ADP酶的活性,研究还提示AAATs类药物可能抑制含巯基的酶,作用机制有待于进一步研究。
二、蛋白质抑制剂
1.依米丁:在20世纪早期,依米丁曾用于日本血吸虫病的治疗,可抑制血吸虫蛋白肽链的延长,但由于治疗时间长,毒性大,抑制心肌和胃肠道反应而被弃用‘引。
2.环孢素A:环孢素A(cyclosporinA,CsA)是从真菌代澍物中发现的一种化合物,是由11个氨基酸组成的亲脂性环状肽,选择性抑制T淋巴细胞。20世纪80年代用于血吸虫病的治疗,杀虫机制可能为CsA抑制调节虫体蛋白正确折叠的cyclophilin(CYPs)酶的活性有关。主要针对发育早期的童虫有杀害作用,感染前5天用药,减虫率达到99%,但长期应用可产生剂量依赖性和可逆性。
3.K11777:K11777是半胱氨酸蛋白酶的抑制剂,血吸虫通过半胱氨酸蛋白酶消化从宿主血液中吸取的蛋白质,血吸虫可因该酶的失活失去蛋白来源而死亡。当血吸虫从皮肤向肺内转移时(感染后1~14天),通过小鼠腹膜注射25mg/kgK11777,1日2次,14天后曼氏血吸虫病治愈,无虫卵排出。当30~37天血吸虫产卵时,给予50mg/kgK11777,虫卵负荷减小8l%,雌虫和成虫负荷数分别减少54%和57%,同时改善了器官的病理变化¨…。
三、核酸代谢抑制剂
1.奥沙尼喹:奥沙尼喹是四氢喹啉衍生物,在非洲和美洲广泛用于曼氏血吸虫病的治疗,对日本和埃及血吸虫病无治疗效果。奥沙尼喹在虫体内经特异性的酶酯化后,随即转化为具有烷化剂性质的亲电分子,进而与虫体内的核酸结合,不可逆地抑制核酸合成。此特异性酶是硫基转移酶,主要作用于羟甲基集团¨1|,其确切机制还未明确。在小鼠体内,40—50mg/kg口服或者肌内注射可以杀死99%的曼氏血吸虫成虫,成虫形态发生非特异性改变,如皮层破坏,体积变小,肠道色素沉着,雌虫卵黄腺改变。虽然奥沙尼喹在抗曼氏血吸虫方面得到了广泛应用,但是它的不良反应也是不容忽视的,尤其对中枢神经系统的损伤。为此,Robeno¨21合成了一些奥沙尼喹的前体物质,奥沙尼喹异丁烯酸盐、丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰胺,体外实验证实这些药物能使小鼠的虫卵数减少,在感染后10天和20天,成虫数也下降,尤其是20天时,下降更明显,但还不足以达到治愈的目的,尚需进一步研究。
2.尼立达唑等:尼立达唑是硝基噻唑类衍生物,主要作用于埃及血吸虫,促进DNA的烷基化,同时影响血吸虫的糖类代谢,减少成虫的糖原。硫蒽酮、海蒽酮与奥沙尼喹的作用机制相似,主要抑制了虫体内DNA、RNA、蛋白质的合成。腺苷类似物去氮杂腺苷(Tu)被腺苷激酶转化为核苷酸同类物Tu一核苷酸,进而掺入血吸虫的核酸分子中,抑制血吸虫核酸及蛋白质的合成。ROl5—5458是9一吖啶满酮腙类药物,可选择性地抑制各类血吸虫RNA的合成【13,1引。
四、作用于脂肪代谢类药物
洛伐他汀:血吸虫虫卵的产生与羟甲基戊二酰辅酶A(HMG—CoA)还原酶有关,他汀类药物可以阻断HMG—CoA还原酶活性,降低胆固醇的含量,产卵率下降。体外实验,洛伐他汀可抑制虫卵的成熟,虫卵的病死率为70%(对照组为16%),体内实验证实洛伐他汀可降低成虫的产卵率,但当与吡喹酮或奥沙尼喹联合用药时并不能增加疗效¨5|。
五、作用于虫体的膜结构和功能类药物
1.吡喹酮:吡喹酮自20世纪70年代问世以来,由于疗效好,不良反应小,口服方便和廉价,在全球血吸虫病防治中得到了广泛的应用,是治疗血吸虫病的首选药物,对日本血吸虫、曼氏血吸虫、埃及血吸虫的成虫有杀灭作用,对童虫无效。吡喹酮对曼氏、埃及、日本血吸虫病的治愈率分别为63%~85%、75%~85%、80%~90%,一定剂量下成虫负荷减少率分别为7l%(利比里亚株)、91.5%、99.7%。吡喹酮作用于虫体几秒钟后,虫体即出现皮层损伤、活动兴奋和虫体挛缩,虫体抗原暴露,受到宿主免疫系统的攻击,同时虫体因活动过于兴奋,挛缩至死。虫体损伤、活动兴奋和虫体挛缩都与吡喹酮破坏细胞膜两侧Ca2+离子的平衡有关。吡喹酮作用于虫体后,使ca2+离子在体内的分布发生变化,即皮层细胞质的Ca2+含量减少,而肌肉内的Ca“增加,这可能是皮层受损和虫体肌肉挛缩的主要原因。吡喹酮通过哪些作用靶点引起Ca“分布的紊乱,其机制还不是很明确,有研究显示吡喹酮可能通过血吸虫的电压门控钙通道来发挥作用。Kohn等克隆表达了日本和曼氏血吸虫的钙通道亚基中的两个B亚单位,与其他所知的B亚单位相反,将血吸虫的p亚单位与水母类生物或哺乳动物仅。亚单位结合均会减少电流强度,而当加入100nmol/L吡喹酮后电流可增加115~210倍。吡喹
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万方数据