纳米技术负载大蒜提取物通过Fe-MOFs增强对慢性弓形虫病的治疗作用研究

《Acta Parasitologica》：Therapeutic Effect of Allium sativum (Garlic) Extract Using Nanotechnology on Murine Chronic Toxoplasmosis

本研究针对当前弓形虫病治疗药物存在毒性大、易产生耐药性且对组织包囊效果有限等问题，研究人员创新性地采用纳米技术将大蒜提取物负载于Fe-MOFs材料，系统评估了该纳米制剂在慢性弓形虫病小鼠模型中的疗效。结果显示大蒜提取物@Fe-MOFs可使脑包囊减少59.45%，并显著改善多器官病理损伤，其疗效优于传统药物螺旋霉素。该研究为开发低毒性、高效率的抗弓形虫病新型纳米药物提供了重要实验依据。

　　

弓形虫病是由刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）引起的一种全球性人兽共患寄生虫病，感染率在不同地区可达10%-90%。虽然免疫功能正常者感染后多无明显症状，但免疫抑制患者和孕妇感染后可导致严重并发症，包括神经系统损害和先天性感染。当前标准治疗方案采用乙胺嘧啶联合磺胺嘧啶，但存在骨髓抑制等毒副作用，且对组织中的包囊（bradyzoites）无效，亟需开发新型高效低毒的治疗策略。

在这一背景下，大蒜（Allium sativum）因其含有的蒜素等活性成分具有广谱抗菌、抗寄生虫作用而受到关注。然而，天然提取物存在稳定性差、生物利用度低等问题。金属有机框架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）作为新型纳米材料，以其可调控的孔道结构和良好的生物相容性，在药物递送领域展现出巨大潜力。特别是铁基MIL-101-NH₂（Fe-MOFs），因其低毒性和良好的生物相容性，成为药物载体的理想选择。

为此，研究人员设计了一项创新性研究，通过将大蒜提取物负载于Fe-MOFs制备纳米制剂，系统评估其对慢性弓形虫病的治疗效果。该研究旨在解决现有抗弓形虫药物的局限性，为开发新型治疗策略提供实验依据。

研究团队采用的主要技术方法包括：首先通过溶剂热法合成MIL-101-NH₂(Fe)纳米材料，并采用溶液浸渍法将大蒜提取物负载于Fe-MOFs；通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对材料进行表征；使用MTT法检测制剂对正常人真皮成纤维细胞的毒性；建立慢性弓形虫病小鼠模型（ME49株感染）；通过脑组织包囊计数、多器官组织病理学检查和实时荧光定量PCR（RT-PCR）检测P29基因表达，综合评价治疗效果。

脑包囊计数结果

通过比较各组小鼠脑组织包囊数量发现，感染未治疗组（GII）包囊数最多（2750±29.4个），而大蒜提取物@Fe-MOFs治疗组（GVII）包囊数最低（1115±21.8个），减少率达59.45%。螺旋霉素@Fe-MOFs组（GV）和大蒜提取物单独使用组（GVI）分别减少39.63%和35.27%，表明纳米制剂显著增强了大蒜提取物的抗包囊效果。

组织病理学改变

脑组织检查显示，感染未治疗组出现严重神经元坏死和核固缩，而大蒜提取物@Fe-MOFs治疗组仅见轻微病理改变。眼组织检查中，感染未治疗组视网膜内外核层结构严重紊乱，而纳米制剂治疗组仅见轻度结构紊乱。肝组织检查发现，感染未治疗组肝细胞间可见大量包囊聚集，纳米制剂治疗组仅见少量包囊和轻度炎症浸润。脾组织检查显示，感染未治疗组白髓严重耗竭，而纳米制剂治疗组仅见轻度白髓耗竭。肾组织检查表明，感染未治疗组肾小管间有大量单核炎性细胞浸润，纳米制剂治疗组仅见轻度炎症。

分子生物学结果

实时荧光定量PCR检测P29基因表达显示，感染未治疗组CT值最低（17.12-20.89），表明寄生虫DNA载量最高；而大蒜提取物@Fe-MOFs治疗组CT值最高（22.75-25.68），表明寄生虫DNA载量显著降低，这一结果与包囊计数和组织病理学结果一致。

研究结论表明，将大蒜提取物负载于Fe-MOFs形成的纳米制剂，通过增强药物稳定性、改善靶向递送和控制释放，显著提高了对慢性弓形虫病的治疗效果。与单独使用大蒜提取物或螺旋霉素相比，纳米制剂不仅显著降低脑包囊数量，还明显改善多器官病理损伤，且表现出良好的生物相容性。该研究为开发抗弓形虫病新型纳米药物提供了重要实验依据，具有显著的临床应用前景。

讨论部分进一步指出，Fe-MOFs作为药物载体可通过吸附微生物、破坏细胞膜、抑制酶功能和诱导氧化应激等多种机制增强抗寄生虫效果。大蒜提取物中的活性成分与Fe-MOFs的协同作用，可能是其疗效优于传统药物的重要原因。尽管现有治疗方案尚不能完全清除组织包囊，但大蒜提取物@Fe-MOFs纳米制剂展现出的显著疗效和低毒性特征，为弓形虫病的治疗提供了新的研究方向。