4,4'-三甲烯二吡啶鎓/二哌啶鎓基聚阳离子聚合物对哈氏棘阿米巴的体外杀灭效果评估及角膜毒性研究

本研究针对棘阿米巴角膜炎(AK)治疗中标准药物聚六亚甲基双胍(PHMB)和氯己定(CHX)的局限性，合成了四种新型4,4'-三甲烯二吡啶鎓(TMDPy)/二哌啶鎓(TMDPi)基聚阳离子聚合物，通过14天全杀灭实验评估其对哈氏棘阿米巴滋养体和包囊的杀灭效果。结果显示TMDPiC8对滋养体最低杀灭浓度(MTC)仅8.648±3.144μg/mL，但所有化合物对包囊杀灭浓度(MCC)均>200μg/mL，且会显著破坏角膜上皮细胞屏障功能(15分钟内TEER降低80%)，提示该类聚合物更适合作为隐形眼镜保存液防腐剂而非治疗剂。

　　

在隐形眼镜普及的今天，一种罕见的致盲性疾病——棘阿米巴角膜炎(Acanthamoeba keratitis, AK)发病率正悄然攀升。这种由环境中普遍存在的棘阿米巴滋养体侵入角膜引发的感染，其凶险之处在于病原体可转化为顽固的包囊形态潜伏在角膜基质中，导致高达30%的复发率。目前临床主流的聚六亚甲基双胍(PHMB)和氯己定(CHX)疗法虽有一定效果，但存在包囊清除不彻底、角膜毒性等问题。更棘手的是，随着诊断水平提高，近年欧美地区报告病例数显著增加，亟需开发新型抗棘阿米巴药物。

在这项发表于《Parasitology Research》的研究中，Tomas Rimkus和Stephan Reichl团队将目光聚焦于聚阳离子聚合物这一潜力药物类别。研究人员设计合成了四种结构新颖的化合物：以4,4'-三甲烯二吡啶鎓(TMDPy)或4,4'-二哌啶鎓(TMDPi)为骨架，分别连接C₈或C₁₀烷基链的聚合物，并以临床常用的聚季铵盐-1(PQ1)作为对照。通过核磁共振氢谱验证结构后，采用改良Gatti法进行14天长效观察，结合MTT法和跨上皮电阻(TEER)测定，系统评估了这些化合物对哈氏棘阿米巴(2HH株)两个生命阶段的杀灭效果及角膜细胞毒性。

关键技术方法包括：1）从维也纳大学获取的哈氏棘阿米巴2HH株培养体系；2）基于形态学观察的14天全杀灭实验（含5×10⁵细胞/mL接种量）；3）人角膜上皮细胞(HCE-T)和犬肾细胞(MDCK1)模型；4）MTT法检测细胞活性；5）TEER实时监测屏障功能。

研究结果

最小滋养体杀灭浓度

TMDPiC₈展现出最强活性，MTC_14d为8.648±3.144μg/mL，显著优于PQ1的61.04±29.90μg/mL（P<0.05）。所有化合物均呈现时间依赖性活性衰减，提示受损滋养体可能自我修复。

最小包囊杀灭浓度

包囊杀灭效果普遍较弱，最佳活性化合物TMDPyC₁₀的MCC_14d仍高达213.6±140.1μg/mL，远高于PHMB文献报道的1.56-100μg/mL。研究还观察到不同步的脱囊现象，这可能是导致包囊杀灭难度大的原因之一。

细胞毒性分析

60分钟暴露实验中，TMDPiC₈在195.3μg/mL浓度下使HCE-T细胞存活率降至22.80±4.894%。TEER检测显示所有测试化合物均在15分钟内使上皮屏障完整性丧失80%以上，其中TMDPyC₁₀毒性相对最低，与PQ1接近。

讨论与意义

该研究首次系统评估了TMDPy/TMDPi基聚阳离子聚合物对棘阿米巴的杀灭谱系。虽然这类化合物对滋养体表现出优异活性（特别是含C₈短链者），但其对包囊的有限效果和对角膜屏障功能的破坏性，限制了其作为治疗药物的应用前景。值得注意的是，TMDPyC₁₀在活性与毒性平衡性方面表现突出，结合文献中该类聚合物对细菌、真菌的广谱活性，研究者建议可将其开发为隐形眼镜保存液的新型防腐剂。这一发现为AK预防提供了新思路，也为后续结构优化指明了方向——通过调整烷基链长度和氮杂环饱和度（吡啶鎓优于哌啶鎓）来改善生物相容性。