《Poultry Science》：Nanotechnology-Enabled Approaches in Poultry Coccidiosis Management: Advances, Challenges, and Future Perspectives
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禽球虫病是由多种艾美耳球虫属（Eimeria）物种感染引起的疾病，是全球家禽生产的重要限制因素，可造成显著经济损失并影响动物生产性能。传统球虫病防控方法，如抗球虫药物和活疫苗，因耐药性、安全性顾虑及物种特异性免疫等问题而存在应用局限。在此背景下，亚单位疫苗、脱
禽球虫病是由多种艾美耳球虫属（Eimeria）物种感染引起的疾病，是全球家禽生产的重要限制因素，可造成显著经济损失并影响动物生产性能。传统球虫病防控方法，如抗球虫药物和活疫苗，因耐药性、安全性顾虑及物种特异性免疫等问题而存在应用局限。在此背景下，亚单位疫苗、脱氧核糖核酸（DNA）疫苗和多表位疫苗已被用于抗球虫病研究，但其效力受到疫苗抗原不稳定及缺乏交叉保护的限制。然而，近年来纳米技术的进展可能为传统球虫病防控策略相关局限提供解决方案。例如，纳米颗粒（NPs）可通过稳定疫苗抗原、促进其递送并调节免疫应答而提高疫苗效力。此外，多种纳米颗粒治疗制剂，如植物来源纳米颗粒、金属来源纳米颗粒以及纳米包封抗球虫药物，也可能减少卵囊排出，并改善肠道健康和抗氧化状态。尽管这是球虫病防控中的积极进展，但仍有许多问题有待解决。本综述对基于纳米技术的球虫病防控多方面最新进展、其应用潜力及研究空白进行了批判性分析。
Introduction
文章开篇指出，禽球虫病由7种主要艾美耳球虫属（Eimeria）细胞内原虫引起，包括E. tenella、E. mitis、E. maxima、E. acervulina、E. brunetti、E. necatrix和E. praecox，可单独或混合感染家禽肠道。作者强调，尽管该病常被视为自限性疾病，但其对全球养禽业具有显著经济影响，主要表现为体重增长下降、饲料转化率恶化、产蛋量下降甚至死亡。传统自20世纪50年代起广泛使用的抗球虫药物虽然在防治中发挥重要作用，但目前已面临艾美耳球虫属耐药株持续增加、新药开发停滞以及食品动物中化学药物使用日益受限等现实问题。另一方面，活疫苗虽然能够诱导保护性免疫，但其生产依赖体内扩增、成本高、产量受限，且存在交叉保护有限、免疫建立缓慢、疫苗反应及管理要求高等缺陷。因此，文章提出发展新一代疫苗及纳米技术介入防治体系的必要性，并明确本综述聚焦于纳米技术在预防性疫苗和治疗性应用中的双重角色。
Biology and Pathogenesis of Eimeria spp
本节系统概述了艾美耳球虫属（Eimeria spp.）的生物学与致病机制。该类病原属于顶复门（Apicomplexa）细胞内寄生虫，具有直接生活史，包括无性生殖阶段（schizogony）和有性生殖阶段（gametogony）。其侵袭宿主细胞依赖滑行运动及宿主细胞膜与寄生虫细胞骨架之间的直接膜接触。感染后，病原在肠上皮细胞内发育，造成明显细胞病变，表现为绒毛萎缩、出血、营养吸收下降，最终导致消瘦甚至死亡。作者进一步指出，不同虫种在毒力、组织分布和临床综合征上存在显著差异，其中E. tenella和E. necatrix毒力较强，常伴严重出血性损伤；E. brunetti和E. maxima为中等毒力；E. acervulina和E. mitis多导致亚临床感染，但经济损失同样显著。此外，种内不同分离株之间在免疫原性、毒力和繁殖潜力上的差异，也加大了疫苗设计与综合防控的复杂度。文章还分析了疾病流行的决定因素，包括粪—口传播方式、卵囊高繁殖潜力、孢子化卵囊对环境和消毒剂的耐受性，以及宿主细胞免疫主导、暴露次数依赖型免疫形成机制，同时指出应激、混合感染、免疫抑制、饲养密度和气候等环境管理因素均会影响卵囊排出与孢子化，从而改变感染压力。
Advances in Vaccine Strategies Against Coccidiosis
作者认为，传统上疫苗预防与化学治疗被视为相互独立的两类控制手段，但从宿主免疫与寄生虫控制的连续生物学过程来看，二者实际上具有内在关联。纳米技术在此背景下被赋予桥梁作用，不仅能够提升疫苗性能，也可能增强宿主抗病力、肠道健康及对治疗的反应性。因此，本部分围绕球虫病新型疫苗策略及其与纳米递送体系的结合展开论述。
Subunit and DNA Vaccines
文章指出，亚单位疫苗和脱氧核糖核酸（DNA）疫苗是当前禽球虫病新型疫苗研发的重要方向，但其保护效力受多重生物学因素限制。首先，艾美耳球虫在不同生活史阶段蛋白表达有限且动态变化明显，导致重组抗原疫苗靶标选择困难。其次，球虫免疫通常呈强烈株特异性和种特异性，同源株可产生较好保护，但异源流行株常缺乏交叉保护。此外，重组亚单位抗原容易被酶降解，稳定性和生物利用度不足，且相较全虫体疫苗，亚单位和DNA疫苗往往诱导的保护性免疫较弱。为提高效力，研究逐步转向多种虫种联合重组抗原疫苗设计，并引入佐剂以增强体液免疫和细胞免疫反应、减少抗原降解。作者特别强调，抗原微粒化或纳米颗粒包载可延长抗原持续时间，并诱导强于传统佐剂的抗体应答，因此纳米技术在解决抗原稳定性和交叉保护不足方面具有重要潜力。
Multiepitope Vaccine (MEV) Approach
本节聚焦多表位疫苗（MEV）策略。作者指出，鉴于艾美耳球虫生活史复杂、不同阶段抗原组成差异显著，多阶段来源抗原疫苗通常优于单阶段抗原疫苗。表位作为主要免疫遗传决定簇，可同时诱导体液免疫和细胞介导免疫，因此整合多个生活史阶段的T细胞表位成为应对抗原多样性和阶段特异性表达的重要思路。文章列举了多类已研究抗原，包括TA4（SAG1）、微线体蛋白、顶端膜抗原1（AMA1）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）、乳酸脱氢酶（LDH）和14-3-3蛋白等。这些抗原多参与寄生虫存活、侵袭和功能维持，其与宿主肠上皮相互作用可诱导干扰素-γ（IFN-γ）和白细胞介素-10（IL-10）等细胞因子应答。作者特别指出，部分保守抗原如GAPDH、14-3-3和延伸因子-2（EF-2）在多个虫种中表现出免疫原潜力，为交叉保护疫苗开发提供了基础。尽管多抗原组合与多表位设计逻辑上前景良好，但其最终效果仍取决于抗原筛选、表位组合、递送系统和宿主免疫差异，因此仍需借助纳米技术提升抗原稳定性、促进黏膜免疫激活并保护肠道屏障。
Nanoparticles as Vaccine Delivery Systems
文章进一步转入纳米颗粒（NPs）作为疫苗递送系统的机制分析。作者指出，纳米颗粒可通过吞噬作用（phagocytosis）和胞饮作用（pinocytosis）进入细胞，因而能够高效与生物系统相互作用。其在生物医学领域受到重视，主要源于可控释放、靶向递送和免疫调节等独特理化特性。纳米颗粒的尺寸、形状、表面电荷和疏水性是决定细胞摄取效率的关键参数。较小颗粒通常更易被细胞摄取，而较大颗粒则具有更高载药或载抗原能力，因此需要在递送效率与负载容量之间实现平衡。作者认为，可降解、带正电且粒径小于500 nm的纳米载体尤其适合疫苗和药物开发，因为其更有利于被抗原提呈细胞摄取并刺激树突状细胞反应。由此，纳米颗粒物理化学性质的优化被视为先进球虫疫苗设计的基础。
Nanoparticle-Based Adjuvants and Carriers for Eimeria Vaccines
该部分总结了纳米佐剂和纳米载体在艾美耳球虫疫苗中的应用价值。文章指出，多种艾美耳球虫抗原已被证实能够激发体液和细胞介导免疫，并在攻毒后减少寄生虫复制、减轻肠道损伤、改善增重和饲料转化效率。然而，多肽类抗原本身免疫原性差且易受酶降解，因此限制了应用。纳米亚单位疫苗通过聚合物纳米颗粒负载抗原，可调控抗原释放、克服快速清除和低摄取率、减少免疫学和酶学降解、增强抗原提呈，并可能降低接种频次和缩短免疫程序，因而在诱导持久免疫方面具有明显优势。
Chitosan (CS) Nanoparticles
作者详细讨论了壳聚糖纳米颗粒（CS NPs）的特征与应用。壳聚糖来源于甲壳素脱乙酰化产物，具有良好可降解性、生物相容性、无毒性、阳离子表面、易负载肽类和黏膜黏附性。其带正电表面可与肠道黏液中带负电的黏蛋白结合，延长其在黏膜表面的滞留时间，促进抗原摄取；同时还可暂时打开上皮紧密连接，提高旁细胞转运并增强抗原接触底层免疫组织的机会。文章指出，CS NPs特别适用于增强黏膜免疫反应，包括分泌型免疫球蛋白A（sIgA）及局部细胞免疫。由于球虫主要感染胃肠道，因此局部黏膜免疫比单纯血清免疫更重要。尽管现有研究已通过注射途径证实CS NPs佐剂可改善部分亚单位疫苗效果，但关于其在家禽艾美耳球虫黏膜亚单位疫苗中的直接实验资料仍然缺乏，这被作者视为一个重要研究空白。
PLGA and Other Biodegradable Polymer Nanoparticles
本节介绍聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）及其他可降解聚合物纳米颗粒。PLGA、聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）是常见的合成聚合物纳米载体，其中PLGA因获得监管机构认可、无毒、可降解、可持续释放并能保护蛋白抗原而被广泛使用。文章总结，PLGA包封艾美耳球虫抗原后可增强细胞因子分泌、T细胞反应和体液免疫标志，改善抗球虫指数（ACI）、降低卵囊排出并提升生长性能，但保护效果并非始终完全。多表位抗原结合PLGA纳米球后，也表现出一定交叉保护潜力。作者同时指出，给药途径会影响免疫应答类型，例如腹腔给药主要由巨噬细胞摄取，而皮下或皮内给药更多依赖树突状细胞；黏膜给药可能更符合球虫自然感染途径，但现有比较数据不足。
Polystyrene Nanoparticles / Montanide? Nanoparticle Adjuvants / Plant-Derived Nanoadjuvants
在其他纳米递送体系中，聚苯乙烯纳米颗粒（PS-NPs）口服递送E. maxima抗原后可快速定位于淋巴和肠组织，并改善体重增长及同源攻毒保护。Montanide? IMS 1313等液体纳米颗粒佐剂则因适用于肠道黏膜免疫和群体化免疫操作而受到关注，相关研究显示其与重组profilin联合可提高肠道sIgA、抗原特异性IgY及肠道淋巴细胞比例。植物来源纳米佐剂方面，人参皂苷纳米制剂（ginsomes）与重组profilin联合后，可提高体增重、促进淋巴细胞增殖、提升抗体和细胞因子反应，并减少病变和卵囊排出。作者同时提醒，这些结果多来自受控实验环境，尚需区分特异性抗原效应与非特异性免疫激活或整体健康改善效应。
Combining Nanotechnology-based Vaccines and Therapeutics for Coccidiosis Control
文章提出，纳米技术的真正优势不仅在于“作为疫苗载体”或“作为药物载体”，而在于将免疫预防与治疗干预整合为统一平台。可降解纳米载体如壳聚糖（CS）和聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）一方面可稳定抗原、促进抗原提呈并增强黏膜免疫；另一方面又可提升植物化学物和抗球虫药物的溶解性、肠道滞留时间及感染部位浓度。作者认为，纳米疫苗通过增强体液免疫、细胞免疫、黏膜免疫球蛋白A（IgA）和T细胞反应实现保护，而治疗性纳米载体则通过抗寄生虫、免疫调节、抗氧化和维持肠屏障完整性发挥作用。两类机制在商品化养禽环境中具有互补性，因为高感染压力、营养应激、共感染和抗原多样性均会削弱单一控制手段的效果。
Nanoparticles as Therapeutic Alternatives to Anticoccidial Drugs
本部分综述纳米技术在治疗端替代或增强传统抗球虫药物的应用。植物提取物纳米制剂方面，多种天然提取物及植物化学成分已显示对艾美耳球虫发育具有抑制作用，纳米化后可进一步改善稳定性、生物利用度和靶向递送。作者举例指出，迷迭香乙醇提取物壳聚糖纳米制剂可更强地抑制E. tenella卵囊孢子化并引起形态异常。金属/矿物纳米颗粒方面，氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）、银纳米颗粒（AgNPs）和硒纳米颗粒均显示一定抗球虫潜力。ZnONPs在混合艾美耳球虫感染肉鸡中表现出与地克珠利相近的效果，并改善生长、血液学指标和抗氧化状态；AgNPs可降低卵囊排出，可能通过影响细胞壁、诱导活性氧和干扰核酸结构而作用。作者还强调，金属纳米颗粒除直接杀虫外，还可能通过改善肠道菌群多样性、促进绒毛形态恢复、增强免疫及减轻氧化应激间接发挥作用。绿色合成纳米颗粒，尤其是植物或微生物介导合成的Zn、Ag和Se纳米颗粒，也因更好生物相容性和生态友好性而被看好。
Chitosan-Based Nanoparticles / Nanoencapsulation of chemical anticoccidial drugs
在治疗用途上，壳聚糖纳米颗粒（CS NPs）还被视为潜在直接抗寄生虫制剂，其可能通过与卵囊表面静电相互作用，损伤卵囊壁完整性和通透性，抑制活力及孢子化。虽然目前主要证据仍来自体外研究，但其广谱抗寄生虫活性和良好安全性使其值得继续开发。化学抗球虫药物纳米包封方面，作者总结了聚合物纳米胶囊和胶束对妥曲珠利（toltrazuril）、地克珠利（diclazuril）和溴氢酸卤夫酮（halofuginone hydrobromide）等药物的改良作用。纳米包封可提高难溶药物溶解度、稳定性和靶向递送能力，并在较低剂量下实现与常规制剂相当或更优的疗效，包括减少肠道损伤、降低卵囊排出和促进增重。作者据此认为，纳米包封技术是提升现有抗球虫药物治疗指数、降低毒性和缓解耐药压力的重要方向。
Future Perspectives and Research Gaps
文章最后归纳了未来研究重点和关键知识空白。首先，应开发兼具免疫调节和治疗功能的多功能纳米载体，实现疫苗与药物一体化平台。其次，纳米技术的真实保护机制仍不清楚，各因素如直接抗寄生虫、增强抗原识别、免疫调节、抗氧化和改善肠道通透性的相对贡献尚待阐明，需借助转录组学、蛋白质组学、代谢组学和先进成像技术深入解析。第三，安全性、组织残留和停药期问题仍缺乏充分数据，尤其对银和锌等金属纳米颗粒更需重视。第四，制剂标准化不足，粒径、表面电荷、形态、包封率、释放行为和稳定性差异均会影响重复性与效果判定。第五，饲料加工中的热稳定性是产业化应用的重要障碍，因为制粒温度可能破坏纳米结构或导致活性成分提前释放。最后，现有研究多在理想实验条件下进行，尚缺乏接近商业化养殖场复杂条件的大规模现场验证。
Conclusion
结论部分认为，禽球虫病仍是养禽业的重要挑战，药物耐药性及现有疫苗局限使传统控制手段的长期可持续性受到质疑。多表位疫苗与纳米技术为突破这些瓶颈提供了新路径，主要体现在改善递送、增强免疫原性、控制释放、提高生物利用度及扩展治疗潜力方面。然而，其实际转化仍受制于安全性评估不足、制剂标准化缺乏和大规模验证有限。作者据此提出，未来纳米技术在球虫病防控中的价值，并非取代传统预防或治疗策略，而是将二者整合进多功能平台，以同时提升疾病预防和控制效率，并通过靶向递药、免疫调节、抗氧化与肠道健康维护，推动更可持续的球虫病综合管理。
