壳聚糖与姜黄素纳米颗粒对抗慢性弓形虫感染的治疗潜力及机制研究

《Scientific Reports》：Exploring the role of chitosan and curcumin-loaded chitosan nanoparticles against chronic toxoplasma infection in experimental mice

本研究针对慢性弓形虫感染治疗面临的挑战，探讨了壳聚糖纳米颗粒(CSNPs)及姜黄素负载壳聚糖纳米颗粒(Cur-CSNPs)的治疗潜力。结果显示，Cur-CSNPs能显著降低小鼠脑组织包囊数量与大小，改善氧化应激指标(TAC、MDA)，减轻脑、肝、脾组织病理损伤，并下调炎症因子(IL-6、TNF-α)表达。该研究为开发新型抗弓形虫纳米药物提供了实验依据。

　　

弓形虫是一种全球性分布的人畜共患寄生虫，约三分之一的人口存在感染。这种寄生虫特别危险的是它能够形成组织包囊，尤其在大脑中长期潜伏，对孕妇和免疫功能低下者构成严重威胁，可能导致流产、脑炎等严重后果。当前的治疗方案如螺旋霉素存在难以透过血脑屏障、副作用较大等局限性，而天然产物如姜黄素虽具有抗寄生虫潜力，却受限于其生物利用度低的问题。纳米技术的出现为克服这些挑战提供了新思路。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，研究人员探索了壳聚糖纳米颗粒(CSNPs)及其负载姜黄素的纳米颗粒(Cur-CSNPs)对抗慢性弓形虫感染的效果。研究团队通过实验小鼠模型，系统评估了这两种纳米制剂在减少寄生虫负荷、缓解氧化应激、改善组织损伤以及调节免疫反应方面的综合功效。

研究采用了几项关键技术方法：首先通过离子凝胶法制备了CSNPs和Cur-CSNPs，并对其粒径、电位等理化性质进行了表征；使用雌性BALB/c小鼠建立慢性弓形虫（ME49株）感染模型；通过寄生虫计数和组织病理学分析评估治疗效果；采用生化方法检测血清中总抗氧化能力(TAC)和丙二醛(MDA)水平；运用免疫组织化学技术分析脑、肝、脾组织中白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达变化。

纳米颗粒表征

研究人员成功制备了球形、表面光滑的CSNPs和Cur-CSNPs。空白CSNPs的平均粒径为80.4纳米，具有较高的正电性（ζ电位+45.8毫伏），而负载姜黄素后，Cur-CSNPs的粒径增大至307.2纳米，ζ电位降至+19.0毫伏。姜黄素的包封效率高达95.6%，表明纳米载体能有效装载药物。

寄生虫计数和减少百分比

Cur-CSNPs治疗组表现出最显著的治疗效果，脑包囊数量减少50%，包囊尺寸也明显小于其他组。CSNPs治疗组和螺旋霉素治疗组的包囊减少率分别为27.8%和16.7%。值得注意的是，CSNPs和Cur-CSNPs治疗组的包囊壁出现损伤迹象，提示这些纳米制剂可能破坏了包囊的结构完整性。

血细胞分类计数

感染未治疗组的总白细胞计数显著升高，而各治疗组均有所降低。特别的是，CSNPs和Cur-CSNPs治疗组的淋巴细胞百分比显著低于感染未治疗组和螺旋霉素治疗组，表明纳米制剂对特定免疫细胞亚群具有调节作用。

生化分析

在氧化应激指标方面，感染未治疗组的TAC水平显著降低，MDA水平升高，表明氧化应激状态。而CSNPs和Cur-CSNPs治疗组的TAC和MDA水平与阴性对照组无显著差异，说明这两种纳米制剂能有效缓解感染引起的氧化损伤。

组织病理学发现

组织学检查显示，感染未治疗组的脑、肝、脾组织出现严重病变，包括血管充血、炎症细胞浸润、组织坏死和寄生虫包囊。螺旋霉素治疗组仅部分改善病变，CSNPs治疗组显示中度改善，而Cur-CSNPs治疗组的组织形态接近正常，表明其具有最佳的组织保护效果。

IL-6和TNF-α在脑、肝和脾中的免疫组织化学分析

免疫组化结果显示，感染未治疗组的IL-6和TNF-α表达显著上调。各治疗组均能降低这两种炎症因子的表达，其中Cur-CSNPs治疗组的效果最为明显，接近阴性对照组水平，表明其具有较强的抗炎作用。

研究结论表明，Cur-CSNPs在治疗慢性弓形虫感染方面展现出卓越的综合效益。它不仅显著降低了脑内包囊负荷，还通过调节氧化应激和炎症反应，有效保护了重要器官的结构和功能。其治疗效果甚至优于传统药物螺旋霉素。这种纳米制剂成功克服了姜黄素本身水溶性差、生物利用度低的缺点，同时利用了壳聚糖的生物相容性和内在抗菌特性，实现了协同增效。

该研究的重要意义在于为抗弓形虫药物研发提供了新策略。通过纳米技术改良天然产物，不仅提高了治疗效果，还可能减少传统化学药物的毒副作用和耐药性问题。特别是在针对中枢神经系统感染方面，这种纳米载体系统显示出了穿透血脑屏障的潜力，为治疗脑弓形虫病这一临床难题提供了新思路。未来，这种基于天然产物的纳米疗法有望发展成为安全有效的替代治疗方案，尤其适用于长期管理和预防性治疗。