综述：光滑双脐螺（Biomphalaria glabrata）作为抗炎物质研究的潜在实验模型

《Biochemistry and Biophysics Reports》：Biomphalaria glabrata as a possible experimental model for investigating anti-inflammatory substances

　　

本研究旨在识别并分析已发表的、以光滑双脐螺（Biomphalaria glabrata）为实验模型、评估抗炎或免疫调节化合物及其效应的研究。B. glabrata是一种对曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）高度易感的软体动物，正日益被视为研究炎症过程及筛选潜在治疗药物的有前景模型。炎症虽然是免疫应答的自然组成部分，但可转为慢性状态，并促进多种疾病的发生发展。在该软体动物中，血细胞（hemocytes）作为关键免疫细胞，通过功能上类似于脊椎动物炎症的机制对寄生虫感染作出应答。氢化可的松（hydrocortisone）和替诺福韦二吡呋酯（Tenofovir Disoproxil Fumarate，TDF）等物质已被证明能够改变B. glabrata的免疫应答，其机制包括抑制血细胞功能、降低氧化应激或调控免疫信号通路。由于饲养成本低、易于操作且生命周期短，B. glabrata代表了一种有价值的无脊椎动物模型，可用于免疫调节及潜在治疗化合物的早期阶段筛选。总体而言，本研究支持将B. glabrata作为研究中可行的替代模型，有助于开发新型抗炎策略，并减少对哺乳动物系统早期测试的需求。

1. 炎症与实验模型

炎症是机体对攻击性因子的防御反应，旨在清除这些因子并使受损区域恢复至原有状态。该过程涉及免疫细胞、血管和分子介质，能够识别有害刺激并激活防御机制。炎症由先天免疫系统与促炎介质产生之间相互作用所引发的快速反应启动。组织损伤或病原体被组织常驻巨噬细胞（macrophages）和肥大细胞（mast cells）识别后，触发即时炎症反应，其特征为细胞因子（cytokines）和趋化因子（chemokines）的释放。这些介质促进血管扩张并增加血管通透性，从而利于血浆蛋白外渗和免疫细胞向受损组织的募集。该过程协调白细胞（leukocytes）向损伤部位的浸润，增强吞噬活性，促进感染因子和细胞碎片的清除，并启动组织修复机制。相反，当急性反应未能消除刺激，或自身免疫反应等持续因素维持炎症状态时，则发展为慢性炎症。这种持续状态可导致组织损伤、坏死和缺氧，并与类风湿关节炎、炎症性肠病、动脉粥样硬化及某些癌症等疾病相关。

传统上，炎症研究依赖于哺乳动物模型，尤其是小鼠和大鼠，因其具有广泛的遗传学、免疫学和药理学工具。然而，伦理问题、高昂成本以及对替代实验系统日益增长的需求，推动了非哺乳动物模型的探索。在此背景下，多种生物已被用作实验模型，包括斑马鱼（zebrafish），因其生命周期短、胚胎透明且早期发育便于体内生物学过程研究而被广泛使用。值得注意的是，作为脊椎动物模型，斑马鱼同样受伦理法规约束，在实验使用前需获得机构动物护理和使用委员会的批准。

在此框架内，淡水软体动物光滑双脐螺（Biomphalaria glabrata）已成为一种特别有前景的无脊椎动物模型，因其免疫系统已被充分表征、易于维持，并可用于研究保守的炎症通路。Santos等人开发了一种基于小体积测定的方法学路径，用于评估B. glabrata中物质毒性效应，进一步强化了其作为生物医学研究实验模型的适用性。值得注意的是，该物种的重要性不仅限于毒理学研究，B. glabrata在血吸虫（Schistosoma）生命周期中同样发挥核心作用。慢性炎症与多种疾病密切相关，凸显了开发新治疗策略的重要性。其中血吸虫病（schistosomiasis）是由裂体吸虫属（Schistosoma）吸虫引起的寄生虫病。感染可在人体宿主中诱导强烈的免疫应答，可能导致慢性炎症、组织纤维化和器官损伤，尤其在肝脏和肠道中表现显著。

1.1 B. glabrata中的免疫应答与炎症

淡水螺Biomphalaria glabrata作为美洲地区曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）最易感的中间宿主，发挥着关键作用。地方性传播发生在巴西、苏里南、委内瑞拉及多个加勒比岛屿等国家。该软体动物常见于湖泊、运河和灌溉沟渠等淡水环境，被广泛用于科学研究，尤其是评估具有杀螺活性的物质。此类研究对血吸虫病控制及其流行区流行病学理解至关重要。多种天然及合成化合物，包括植物化学物质、精油及其他生物活性物质，已被研究其杀螺潜力。

除生态毒理学应用外，B. glabrata还被用于评估传统及新兴污染物、环境风险及潜在候选药物。与其他实验模型（如蓝藻、微藻和微型甲壳类）相比，它能够在不同发育阶段（包括胚胎、幼体、成体）以及组织和免疫细胞水平上评估多种生物标志物。这些分析可通过存活率测定、行为研究、血细胞评估和代谢活性测试进行，从而全面理解生理和毒理学反应。此外，B. glabrata对环境胁迫表现出快速响应，能够检测污染物的早期及累积效应。Tallarico等人将其敏感性与标准化生物测定中的Daphnia similis进行比较，观察到对有毒水样的相似响应。这些发现进一步强化了其作为淡水质量监测生物指示剂的适用性。

尽管脊椎动物具有适应性免疫和先天免疫系统，但所有动物门均拥有不同复杂程度的免疫防御机制。在无脊椎动物中，免疫完全依赖先天免疫；然而，其可能表现出类记忆特征。B. glabrata依赖能够通过细胞和体液成分识别并清除病原体的先天免疫系统，包括血细胞（hemocytes）和血淋巴（hemolymph）中的可溶性因子。凝集素（lectins）等分子在病原体识别和免疫激活（包括炎症过程）中发挥重要作用。B. glabrata的免疫应答主要由血细胞介导，血细胞是血淋巴中主要的循环防御细胞。这些细胞通常被分为至少两个主要群体：透明细胞（hyalinocytes）和颗粒细胞（granulocytes），并参与病原体识别、吞噬作用、包囊作用以及对包括寄生虫幼虫阶段在内的外来生物的细胞毒性应答等关键免疫功能。在功能上，软体动物血细胞常因其在先天免疫防御中的核心作用而被比作脊椎动物巨噬细胞。理解B. glabrata中的免疫和炎症机制至关重要，尤其是在宿主-寄生虫互作背景下。炎症应答的失调可能影响感染动态，在特定条件下可能影响宿主-寄生虫相容性。因此，对这些过程的调控不仅可能有助于减少血吸虫病传播，还可能有助于识别新的治疗策略，因为炎症在软体动物与寄生虫的相互作用中发挥着核心作用。

2. Biomphalaria glabrata中的抗炎化合物与免疫调节

抗炎化合物作为调节B. glabrata免疫应答并干扰寄生虫发育的有前景工具而出现。此类化合物的识别可能有助于降低寄生虫负荷和传播。B. glabrata的免疫系统以吞噬性血细胞和类细胞因子分子为特征，可被外部因子调节。研究表明，免疫调节物质，尤其是源自天然来源的物质，能够改变宿主-寄生虫互作，降低寄生虫活力并增强宿主抵抗力。因此，研究B. glabrata中具有抗炎或免疫调节特性的化合物及分子通路，代表了一种有前景的疾病控制策略。这些抗炎效应通常在鼠类模型（尤其是小鼠）中评估，因其为研究局部和全身炎症反应提供了可靠系统。使用软体动物（特别是B. glabrata）作为评估具有抗炎特性物质的模型，是一个较新但快速发展的研究领域。该新兴领域为研究免疫应答的复杂相互作用以及某些化合物的潜在治疗或毒理学效应提供了有价值的途径。

Serrano等人的研究探讨了氢化可的松（hydrocortisone）——一种具有公认免疫抑制和抗炎特性的合成糖皮质激素——如何影响B. glabrata的免疫应答，尤其是其血细胞。该研究使用125 mg/mL的单一浓度，证明氢化可的松抑制了该软体动物主要免疫细胞——血细胞的激活和增殖。值得注意的是，颗粒细胞（被认为是软体动物免疫应答中的主要效应细胞）数量的减少最为显著，而透明细胞受处理影响较小。血细胞群体的减少表明免疫能力下降，可能增加机体对感染或环境胁迫因子的易感性。由于氢化可的松因其调节免疫应答的能力而常用于免疫学研究，这些发现为糖皮质激素在无脊椎动物模型中的免疫调节效应提供了相关见解。

Souza-Silva等人采用体内和体外方法，研究了替诺福韦二吡呋酯（Tenofovir Disoproxil Fumarate，TDF）——一种用于HIV治疗的抗逆转录病毒药物——对Biomphalaria glabrata及其血细胞的影响。该研究旨在评估TDF的毒理学特征，并更广泛地关注血细胞功能和免疫相关参数。急性暴露实验中，软体动物暴露于300 mg/L的TDF 72小时；慢性暴露则涉及21天内30 mg/L的暴露。体外实验评估了暴露于不同浓度1小时后的血细胞应答，包括细胞活力、吞噬活性和代谢功能评估。体内评估包括软体动物死亡率、行为变化和血淋巴参数分析。此外，研究还检测了氧化应激标志物、抗氧化应答以及免疫细胞活性的调节，包括细胞因子产生。尽管毒性是主要关注点，但研究结果也揭示了TDF对血细胞功能的显著影响，有助于更好地理解药理化合物如何影响软体动物的免疫应答。

总之，虽然两项研究均使用不同物质研究B. glabrata中的免疫应答，但它们在范围、方法学和物质靶标上存在差异。Serrano等人的研究聚焦于氢化可的松对血细胞功能的抑制效应，强调该药物的免疫调节作用；而Souza-Silva等人的研究则采用更广泛的视角，评估TDF诱导的毒理学效应和免疫系统变化，重点关注氧化应激和免疫应答。两项研究均促进了使用软体动物作为模型来理解免疫互作以及评估各种物质潜在治疗和毒理学影响这一日益发展的领域。

研究表明，多种天然和药理化合物能够调节软体动物（包括Biomphalaria glabrata）的免疫应答，提示其在控制与寄生虫感染相关的生理反应方面具有潜在应用价值。这些化合物展现出有前景的免疫调节效应，并可能作为传统疗法的替代或补充。这些结果表明，B. glabrata作为评估具有潜在药物或抗炎治疗用途化学物质免疫调节效应的替代模型具有潜力。鉴于其低饲养成本和快速繁殖特性，这些螺类代表了在哺乳动物模型测试之前进行初步筛选、免疫应答评估和剂量优化的实用工具。尽管具有这些优势，B. glabrata在免疫药理学和炎症研究中的应用仍未得到充分探索，凸显了该领域的显著空白。未来研究应聚焦于实验方案标准化、血细胞介导免疫应答的分子表征，以及可转化至脊椎动物系统的炎症通路识别。