吡喹酮抗血吸虫作用机理

吡喹酮是目前抗血吸虫的首选药物, 各国学者对其作用机理展开了深入的研究, 然而仍有很多难解之谜。本文简要综述这方面的研究, 提出需要继续开展研究的若干问题。

奇特的现象

吡喹酮对血吸虫发育的不同阶段 (期) 竟有相当不同的作用, 而且呈现间隔变化的模式, 即吡喹酮杀灭成虫效果显著, 但对虫卵无效;能迅速杀灭毛蚴, 但不能杀灭螺体内的胞蚴 (母胞蚴、子胞蚴) ;能杀灭尾蚴, 但对童虫杀灭效果不好。

已有的研究

吡喹酮具有显著杀灭血吸虫成虫的作用。其杀虫机理, 从分子水平上讲是吡喹酮迅速破坏了虫体内的Ca2+平衡, 一方面导致虫体活动兴奋、肌肉挛缩, 使寄生于门脉系统的血吸虫不能吸附于血管壁而被血流带入肝脏 (肝移) , 进而受到损害;二是导致血吸虫的合胞体皮层受到损害, 除了使虫的吸收、排泄和分泌功能受到影响, 导致糖代谢、酶系统等的紊乱外, 虫的体表抗原决定簇暴露, 宿主的免疫系统得以识别, 吸引大量的炎细胞如中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞等聚集虫体周围施加攻击。

吡喹酮的半衰期仅几小时, 需要宿主免疫系统的后续参与, 否则受损的虫体可能恢复。例如用家兔口服治疗剂量40 mg/kg时, 门静脉血浓度可达30 g/ml, 用此血作体外培养, 虫体可立即出现痉挛性短缩, 体表出现空泡变化, 口吸盘维持缩动2~3 d, 在培养后4~24 h 移至不含药物的培养液继续培养, 虫体可伸长, 活动有不同程度甚或完全恢复, 体表空泡减少和消失。若加入抗血清, 或加入中性粒细胞, 则加重吡喹酮对虫体的作用, 使虫在培养1 d后死亡。可见吡喹酮的作用有一定程度的免疫依赖性和免疫协同性。血吸虫细胞Ca2+的平衡可由一些细胞组分调控, 例如:电压门控钙通道 (voltage-gated calcium channel, VGCC) 、配体门控钙通道 (ligand-gated calcium channel) 、第二信使门控钙通道 (second messenger-gated calcium channel) 、细胞内钙释放通道 (intracellular calcium release channel) 和细胞内钙缓冲 (intracellular calcium buffer) 等。

近年来一些证据指出吡喹酮可能通过作用于VGCCs发挥作用。例如体外试验中, 以治疗人类疾病常用的钙拮抗药 (calcium antagonist) [亦称钙通道阻滞药 (calcium channel blockers, CCBs) ], 如La类的尼卡地平 (nicardipine) 或硝苯地平 (nifedipine) 或尼莫地平 (nimoldipine) 或Lb类的地尔硫卓 (diltiazem) 或Lc类的维拉帕米 (异搏停, verapamil) 或其他钙拮抗药, 与曼氏血吸虫成虫孵育1 h, 然后加入有效杀灭成虫浓度的吡喹酮 (3 μmol/L) , 在2种药物中孵育过夜, 然后移出虫体, 用培养液洗涤, 再放置无药培养液中继续培养, 观察7~10 d。结果显示在与尼卡地平或硝苯地平预孵育的实验组, 约50%的成虫可恢复活力, 而其他钙拮抗药物则未显示阻遏吡喹酮杀虫的作用。提示血吸虫钙通道参与了 (或部分参与了) 吡喹酮抗虫的作用机制。

对血吸虫钙通道的研究, 尤其对血吸虫钙通道β亚基[voltage-gated calcium channel subunits (Cavβvar) ]的研究, 已成为阐明吡喹酮药物作用靶点的研究热点之一。然而, 肌动蛋白聚合抑制剂 (actin depolymerizing agent) 细胞松弛素D (cytochalasin D) 能完全拮抗吡喹酮对血吸虫的作用, 而细胞松弛素D并不影响钙离子内流, 这样就难以解释钙通道是吡喹酮作用的靶点。因而, 吡喹酮抗血吸虫作用的机理仍有很大的研究空间。

可能开展的研究

吡喹酮抗血吸虫作用的机理很复杂, 杀虫机制可能涉及多个靶点。吡喹酮对血吸虫发育的不同阶段 (期) 作用不同, 是否与血吸虫发育各期的结构不同、包括皮层的结构不同有关?是否与某些细胞器的存在与否, 导致其生理功能不同有关?是否与蛋白组分、酶类或其他化学组分不同有关?是否与电压门控钙通道及其亚基在各虫期有所不同或在其组织中的定位和分布不同有关?是否与其他控钙通道在各虫期有所不同有关?是否与吡喹酮敏感性位点 (praziquantel-sensitive site) 在各虫期有所不同有关?是否存在其他复杂的原因, 包括受体、Ca2+泵、N+-Ca2+交换蛋白等在各虫期有所不同有关?值得探索。

此外, 在宿主体内, 吡喹酮作用于成虫时能吸引大量炎细胞聚集虫体周围施加攻击, 杀灭成虫, 但却能抑制虫卵周围的炎细胞反应, 抑制虫卵肉芽肿的形成。产生这种矛盾的原因, 可能是吡喹酮具有免疫调节作用, 但其导致促进或抑制炎细胞反应的原因是否与成虫与虫卵结构不同、蛋白组分等不同, 受吡喹酮作用后所释放的抗原不同有关?还是有其他的原因, 需要去探索。

深入研究吡喹酮抗血吸虫的作用机理及其对血吸虫发育不同阶段作用不同的原因很可能对开发新的抗虫药物或其他药物起到关键作用, 也可能并无具体的经济价值。然而, 众所周知, 历史上大多数重大科学发现并非起始于具体的价值目标, 而仅仅是满足于人类固有的好奇心而已!