阿仑膦酸钠:抗旋毛虫感染的潜在新疗法

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:BMC Chemistry 4.3

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  旋毛虫病在全球范围内引发严重的公共健康和经济问题,现有治疗药物存在局限性。研究人员开展阿仑膦酸钠(ALN)对旋毛虫作用的研究,发现 ALN 对旋毛虫成虫和幼虫有致死作用,或可成为治疗旋毛虫病的候选药物。

  旋毛虫病是一种由旋毛虫属线虫引起的食源性人畜共患寄生虫病,给人类健康和畜牧业带来了极大的挑战。人们主要通过食用含有旋毛虫感染性肌幼虫(ML)的生肉或未煮熟的猪肉而感染。目前,治疗旋毛虫病的主要药物是苯并咪唑衍生物甲苯达唑(ABZ)和阿苯达唑(MBZ),但它们存在水溶性差、生物利用度低、对包囊和新生幼虫疗效不佳以及副作用严重等问题 。此外,寄生虫对 ABZ 的耐药性也在逐渐增加,这使得开发新的抗旋毛虫药物迫在眉睫。
在这样的背景下,埃及的研究人员开展了一项关于阿仑膦酸钠(ALN)对旋毛虫作用的研究。他们发现,ALN 对旋毛虫成虫和幼虫均有显著的致死作用,有望成为治疗旋毛虫病的新型药物。该研究成果发表在《BMC Chemistry》杂志上。

为了深入探究 ALN 对旋毛虫的作用,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是体外实验,从感染旋毛虫的小鼠体内分离成虫和肌幼虫,用不同浓度的 ALN 和 ABZ 处理,通过光学显微镜观察虫体死亡率,并用扫描电子显微镜观察虫体超微结构变化;二是计算机模拟研究,利用分子对接技术评估 ALN 和 ABZ 与旋毛虫表面蛋白的结合亲和力和相互作用,通过分子动力学模拟分析蛋白 - 配体复合物的稳定性、折叠和构象变化 。

下面来看具体的研究结果:

  • 体外研究:经光学显微镜检测,不同浓度的 ALN 和 ABZ 处理旋毛虫成虫和幼虫后,其死亡率随时间和药物浓度增加而上升。例如,24.8μg/mL 的 ALN 处理 48h,成虫死亡率达 53.3%,幼虫达 95.6%;49.6μg/mL 的 ALN 处理 72h,成虫和幼虫死亡率均为 100% 。扫描电子显微镜结果显示,ALN 和 ABZ 处理后的虫体出现多种损伤,如成虫表皮正常结构丧失、前端肿胀、表皮环纹变平、皮下腺开口增宽、表皮出现裂缝、水泡和菜花状肿块;幼虫失去正常卷曲形态,表皮环纹和横向脊变形等 。
  • 计算机模拟研究:通过分子对接,研究人员发现 ALN 和 ABZ 均能与旋毛虫表面蛋白(如 Ts - SP、Ts - PPase、Ts - MAPRC2 等)的活性口袋较好结合,且 ALN 与关键氨基酸的分子相互作用更多。在分子动力学模拟中,分析 RMSD(均方根偏差)、RMSF(均方根波动)、RG(回转半径)和 SASA(溶剂可及表面积)等参数发现,ALN 和 ABZ 与无机焦磷酸酶(Ts - PPase)形成的复合物在模拟过程中保持稳定。其中,ALN 与 Ts - PPase 的氢键占有率高达 86.51%,且与多个关键氨基酸形成稳定的氢键和疏水相互作用,而 ABZ 形成的氢键相对不稳定 。

综合上述研究,ALN 在体外对旋毛虫成虫和幼虫展现出强大的杀伤效果,可能是通过与 Ts - PPase 的关键氨基酸结合,抑制无机焦磷酸(PPi)水解为无机磷酸(Pi),从而干扰寄生虫的能量循环,影响其发育和蜕皮过程。此外,ALN 还具有抗炎和抑制血管生成的特性,这有助于减轻旋毛虫病相关的肌肉并发症,并影响肌幼虫和滋养细胞的形成 。该研究为旋毛虫病的治疗提供了新的方向,ALN 有望成为一种安全有效的抗旋毛虫药物,但还需进一步的体内实验来验证其疗效、药代动力学和安全性。

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