董可為 陸紹紅

(浙江省醫(yī)學科學院寄生蟲病研究所， 杭州 310013)

血吸蟲病Schistosomiasis是一種流行于熱帶和亞熱帶地區(qū)的人畜共患寄生蟲病，嚴重危害人類的健康和阻礙社會經(jīng)濟發(fā)展。寄生人體的血吸蟲主要有曼氏血吸蟲Schistosomamansoni、日本血吸蟲S.japonicum、埃及血吸蟲S.haematobium、間插血吸蟲S.intercalatum和湄公血吸蟲S.mekongi，以前3種流行最為廣泛，曼氏血吸蟲和日本血吸蟲感染常伴隨肝臟的纖維化，埃及血吸蟲感染會引起輸尿管和膀胱的纖維化或鈣化(Keiseretal., 2007; Gryseels, 2012)。目前，血吸蟲病仍是僅次于瘧疾的第二大寄生蟲病，全球血吸蟲病的傳播已經(jīng)有77個國家有文獻記載，每年逾2.3億人需要獲得血吸蟲病治療，血吸蟲病防治任務依然艱巨(WHO，2012)。藥物治療控制傳染源，是血吸蟲病防治的重要策略之一，吡喹酮(Praziquantel，PZQ)的問世，是抗血吸蟲病藥物發(fā)展史上的重要里程碑，PZQ可以殺滅不同種寄生人體的血吸蟲，治療血吸蟲病簡單有效，價格相對低廉，是WHO推薦的一線藥物，在疫區(qū)得到廣泛應用，但PZQ僅對成蟲有效，沒有預防效果，由于人體內(nèi)可能同時存在除成蟲以外不同發(fā)育階段的蟲體，所以其治愈率較低(Sayedetal., 2008)。在重度感染的流行區(qū)，患者反復接觸疫水感染，導致PZQ藥物的重復用藥。長期大量的依賴性用藥，和單一的化學治療方法，使PZQ敏感性降低，目前已經(jīng)有耐藥株出現(xiàn)的報道，因此抗血吸蟲病新藥和化合物的研究應用具有非常重要的意義(Ismailetal., 1999; Xiaoetal., 2011; Portelaetal., 2012)。

青蒿素(Artemisinin)類藥物因其安全、高效的特點，廣泛用于熱帶和亞熱帶地區(qū)瘧疾的治療，研究發(fā)現(xiàn)其對多種血吸蟲也有殺滅能力，特別是童蟲階段蟲體對其高度敏感，因此具有較好的預防血吸蟲病的效果。青蒿素類藥物作為PZQ治療血吸蟲病的替代藥物而被廣泛研究(Xiao, 2005; Jiraungkoorskuletal., 2006)。青蒿素衍生物常見有兩種：青蒿琥酯(Artesunate，ATS)和蒿甲醚(Artemether，ATM)，其中ATS因易溶于水、副作用較小，具有廣闊的應用前景 (Keiseretal., 2007)。本文對ATS抗血吸蟲病的研究進行綜述。

1 體外藥效實驗

1.1 抗日本血吸蟲

發(fā)育階段的日本血吸蟲隨著體外藥物作用時間的延長，ATS殺滅效果逐漸增強。尾蚴在10×10-3mol/L濃度ATS溶液中，2、5、10和20 min尾蚴死亡率分別為7.0%、80.9%、94.4%和100%，同時，還發(fā)現(xiàn)尾蚴在接觸ATS溶液后，即刻產(chǎn)生短暫收縮，隨后運動減弱，頭尾逐漸拉伸，由“逗點”變成“直線”形狀，毛蚴也出現(xiàn)類似現(xiàn)象，茹煒煒(2006)認為ATS具有“麻痹”致死作用。與ATS不同的是尾蚴暴露于1×10-5mol/L 的PZQ時，則立刻停止游動，出現(xiàn)強直收縮，肌肉收縮不協(xié)調(diào)導致斷尾發(fā)生(李洪軍等，2011)，PZQ對尾蚴的這種作用被認為是依賴Ca2+的過程，PZQ使蟲體表面的漿膜對Ca2+通透性發(fā)生改變，大量的Ca2+快速流動，促使蟲體劇烈收縮。

1.2 抗曼氏血吸蟲

曼氏血吸蟲體外培養(yǎng)給藥時，不同劑量的ATS能顯著縮短成蟲的生存時間。當給藥濃度為40 mg/L時，雌蟲和雄蟲存活時間僅為3 d，劑量降至5 mg/L時，雌蟲生存時間明顯比雄蟲縮短，此外，不同的ATS濃度和作用時間，都能不同程度地降低體外雌雄合抱體的生存時間和產(chǎn)卵量，其中對產(chǎn)卵量的影響更早一些。當ATS含量為 40 mg/L時，第1 d產(chǎn)卵量明顯下降，第2 d產(chǎn)卵率即為0，給藥濃度為5 mg/L時，第3 d產(chǎn)卵量才明顯降低，研究還發(fā)現(xiàn)40 mg/L濃度時，在第2 d就可以發(fā)現(xiàn)蟲體表面的損傷(Mitsuietal., 2009)。

1.3 抗湄公血吸蟲

ATS(40 mg/L)和PZQ(80 mg/L)作用于湄公血吸蟲成蟲時，給藥孵育3 h后，PZQ組有30%蟲體正常活動，70%蟲體部分活動，而ATS組100%蟲體部分活動；24 h后ATS組100%活動度為0，即蟲體全部死亡，而PZQ組僅有 30%蟲體死亡；實驗還發(fā)現(xiàn)ATS組的蟲體都不同程度的出現(xiàn)表皮損傷，主要表現(xiàn)為嚴重的水腫、糜爛和壞死，蟲體的損傷隨著體外藥物作用時間的延長而加重，作用時間為3～6 h時，體表僅有少量的空泡形成，12 h后空泡的數(shù)量急劇增加，到24 h以后，蟲體嚴重水腫并伴隨有壞死和崩解，和PZQ組對比發(fā)現(xiàn)，ATS對成蟲表皮的損傷更嚴重(Jiraungkoorskuletal., 2006)。

2 動物藥效試驗

2.1 抗日本血吸蟲

杜海林等(2009)研究發(fā)現(xiàn)，ATS給藥組蟲體卵巢實質(zhì)以未成熟的卵原細胞和卵母細胞為主，成熟的卵細胞很少，能顯著降低雌蟲的產(chǎn)卵量，ATS作用于配子發(fā)育期的蟲體，可以抑制卵巢的發(fā)育，減少蟲卵產(chǎn)率，減輕肝損傷(杜海林等， 2009)。ATS作用于18 d童蟲，可以降低童蟲的DNA和蛋白質(zhì)含量，同時下調(diào)童蟲利用核苷的能力；作用于21 d蟲體，雌蟲卵巢的發(fā)育和成熟受到抑制；作用于33 d蟲體，能引起蟲體體表明顯的變化 (linetal., 2010)。ATS能夠有效殺滅童蟲，阻止或減少蟲卵的產(chǎn)生，使宿主免受抗原抗體復合物的作用，從而防止急性血吸蟲病的發(fā)生(吳玲娟等，1997; 李思溫等，2005)。

ATS對小鼠體內(nèi)不同階段的日本血吸蟲均有殺滅作用，對第7天童蟲效果最佳，研究顯示，ATS對剛進入皮膚內(nèi)的尾蚴沒有明顯的殺滅作用，可能是受體表糖萼的保護，隨著蟲體的發(fā)育，體表的糖萼變薄消失，對ATS逐漸敏感，國內(nèi)推薦抗日本血吸蟲的方法為感染后第7 d開始給藥，間隔7 d，連給4或5次(李思溫等，2005； 茹煒煒等，2006)。當ATS劑量為300 mg/kg時，對日本血吸蟲感染的小鼠能夠產(chǎn)生顯著的治療效果，減蟲率為100%(陳雪松，2007)。Li等(2011)報道，二氫青蒿琥酯與ATS和ATM殺滅日本血吸蟲的作用相似，3種藥物均對日本血吸蟲7 d童蟲和35 d成蟲有效，各組減蟲率和減雌率之間并無差異；實驗還發(fā)現(xiàn)3種藥物對童蟲的減蟲率要高于成蟲的減蟲率(79.5%～86% vs 73.8%～75.8%)，然而對童蟲的減雌率卻低于成蟲的減雌率(79.4%～86.7% vs 88.7%～93.1%)，推測這種現(xiàn)象與青蒿素類藥物作用于不同階段蟲體的作用機制有關。

實驗觀察ATS早期治療兔血吸蟲病，感染后第7 d服用ATS 20 mg/kg，每周1次，連續(xù)4周，減蟲率和減雌率分別為94.32%和96.14%；感染后第35 d頓服PZQ 40 mg/kg，減蟲率和減雌率分別為71.67%和80.75%；當ATS 和PZQ聯(lián)合使用時，減蟲率可高達97.88%(張燕萍等，2003)。吳玲娟等(1997a)發(fā)現(xiàn)聯(lián)合應用ATS和PZQ防治日本血吸蟲病時，若聯(lián)合用藥不當，可以產(chǎn)生藥物拮抗，其原因可能是兩種藥物作用位點一致或是兩種藥物的藥代過程相互有干擾。

2.2 抗曼氏血吸蟲

動物體內(nèi)藥效實驗顯示，ATS 對血吸蟲雌蟲的殺滅能力比雄蟲更強,不僅能延遲或阻礙蟲體的性成熟，而且可以顯著減少蟲體的產(chǎn)卵量，有抗生殖作用，能夠干擾雌蟲的成熟產(chǎn)卵，減輕蟲卵對肝臟形成肉芽腫的損害。ATS能夠有效降低產(chǎn)卵率并減少小鼠肝臟肉芽腫的形成，當劑量為100 mg/kg時，肉芽腫的面積相對減少36.9%，服用劑量超過300 mg/kg時，肝臟病理切片未能查見肉芽腫(嚴曉嵐等，2005)。除了能降低曼氏血吸蟲產(chǎn)卵量外，ATS抗卵作用致使異常卵的產(chǎn)出，在童蟲期給藥(濃度為100 mg/kg)的成蟲所產(chǎn)的蟲卵，側(cè)棘受損、結構不清、內(nèi)容物溢出(陸紹紅等，2004)。

當ATS治療劑量為150和300 mg/kg時，從感染后第7 d起，每隔2周喂服1次，一共3次給藥，ATS的治療效果為67%～77%，而感染后46 d的成蟲，在不同劑量和用藥方案下，ATS殺滅效果僅為21%～33%，表明ATS對曼氏血吸蟲的童蟲更加有效(Utzingeretal., 2002)。預防小鼠曼氏血吸蟲病時發(fā)現(xiàn)，ATS的最佳預防劑量為300 mg/kg，14、21 d童蟲對ATS最為敏感；小鼠感染后14 d服用，每周1次，連續(xù)4周，減蟲率為99%；感染后14或21 d每2周口服1次，連續(xù)4周，減蟲率分別為97%和96%，提示在感染后14或21 d服用ATS 300 mg/kg，可以有效的預防曼氏血吸蟲病(陸紹紅等，2005)。

3 臨床藥效

3.1 抗日本血吸蟲

ATS已現(xiàn)場應用于預防日本血吸蟲病。劉虹云等(1999)發(fā)現(xiàn)在血吸蟲病感染季節(jié)，長期口服ATS預防效果良好，口服6 mg/kg，間隔15 d，連續(xù)12次，15 d后加服1次，預防保護率為100%(劉虹云等，1999)。短期接觸疫水的青壯年，應用ATS 6 mg/kg預防日本血吸蟲，7、14、15 d各服1次，保護率為89.18%，服藥前后沒有發(fā)現(xiàn)網(wǎng)織紅細胞數(shù)量異常，肝腎功能正常，未見嚴重副反應(易志輝等，2000)。

觀察現(xiàn)場應用ATS預防日本血吸蟲病，人群接觸疫水后7～10 d第1次口服ATS 6 mg/kg，15天重復給藥1次，次日加服，預防抗洪搶險人員血吸蟲感染的效果可以高達100%(蔣健等，2001)。當每周1次，連服8次時，預防效果為100%(吳玲娟等，1995)。接觸疫水2周開始服藥，間隔2周，共服4次，ATS的預防效果高于80%(徐明生等，1999)。張紹基等(2000)認為，在ATS預防日本血吸蟲臨床試驗時，影響ATS臨床效果的主要因素有4個：服藥間隔，感染強度，藥物配伍和末次加強。為確保ATS的預防效果，應首選7 d間隔服藥方案，并在中止暴露后末次加強。有研究表明，ATS對日本血吸蟲有較好的早期治療和預防再感染的效果，服藥劑量為6 mg/kg，每周服藥1次，連續(xù)4周的方式效果更佳(李思溫等，2005；華海涌等，2010)。由于PZQ不能有效殺滅日本血吸蟲童蟲，急性血吸蟲病患者經(jīng)PZQ治療后有出現(xiàn)病情再燃，ATS和PZQ聯(lián)合應用，能夠顯著降低急性血吸蟲病的再燃率(汪少榮等，2007)。

3.2 抗曼氏血吸蟲

與瘧疾類似，非洲也是血吸蟲流行的重災區(qū)，非洲大多數(shù)地區(qū)都存在這兩種寄生蟲流行。依據(jù)WHO推薦，含有青蒿素類藥物的ACT(Artemisinin-based Combination Therapy)方案僅用于抗瘧治療，以避免出現(xiàn)青蒿素類耐藥，但因其同時具有殺滅血吸蟲的作用，所以有學者希望優(yōu)化ACT方案，通過一種給藥方式同時治療共流行區(qū)內(nèi)的瘧疾和血吸蟲病，但ACT輔助的抗血吸蟲能力有待進一步的評估(Keiseretal., 2007; Obonyoetal., 2010; Fortinetal., 2011)。蘇丹地區(qū)一次小型研究中，ATS用作ACT治療瘧疾和曼氏血吸蟲共感染病例，結果顯示對曼氏血吸蟲有100%的清除能力(Adametal., 2008)。然而在蘇丹南部感染曼氏血吸蟲病研究顯示，與PZQ治療相比，ACT清除效果不佳(58.6% vs 100%)(Mohamedetal., 2009)。

3.3 抗埃及血吸蟲

Inyang-Etoh等(2004)在尼日利亞地區(qū)治療埃及血吸蟲病研究發(fā)現(xiàn)，6 mg/kg ATS間隔2周給藥的治愈率為70.1%，耐受較好，僅有個別病例出現(xiàn)頭疼、腹痛和發(fā)熱，未見其他嚴重的副作用，但間隔2 周應用可能會產(chǎn)生較弱的藥物依從性，應該探索更加有效的單劑療法，或者綜合性治療方法，來降低耐藥風險和延緩產(chǎn)生耐藥時間。Boulanger等(2007)在塞內(nèi)加爾治療埃及血吸蟲病的評價顯示，含有4 mg/kg ATS的ACT治療，對該地區(qū)學齡前兒童的埃及血吸蟲病有很好的治療效果，治療28 d后總減蟲率和平均減卵率分別為92.6%和94.5%。有研究發(fā)現(xiàn)ATS對成蟲的殺滅效果不如PZQ理想，馬里地區(qū)的6～15歲兒童感染埃及血吸蟲病研究中， PZQ顯示出更高效的殺滅能力 (Sissokoetal., 2009)。PZQ和ATS結合治療埃及血吸蟲病研究中，ATS和PZQ劑量分別為40 mg/kg和4 mg/kg口服，PZQ+安慰劑、ATS+安慰劑、PZQ+ATS的治療有效率分別是72.7%、70.5%和88.6%，試驗證實，組合型治療方案要比單獨的藥物使用對埃及血吸蟲病的治療更加有效(Inyang-Etohetal., 2009)。ATS和PZQ因其能分別對蟲體的發(fā)育階段和成蟲有良好的殺滅作用，聯(lián)合使用時可以覆蓋血吸蟲的整個生命周期，從而獲得高效的殺滅效果(Liuetal., 2012b)。

Liu等對PZQ和青蒿素類藥物治療和預防血吸蟲病的效果做了系統(tǒng)的meta分析和評價。發(fā)現(xiàn)劑量為30～60 mg/kg的PZQ與安慰劑相比，抗血吸蟲效果約為76%，多劑量的ATS間隔1～2周的保護效率為65%～97%，增加劑量和縮短間隔時間會產(chǎn)生更好的效果，與PZQ單獨應用相比，PZQ和青蒿素類藥物組合使用的效果為84%，而且和ATS聯(lián)合應用會產(chǎn)生更好的保護效果，保護率為96%；從目前來看，PZQ治療血吸蟲病仍然具有很好的效果，加大劑量會增加殺蟲效果，而且能夠降低急性血吸蟲病的發(fā)生，組合性治療效果優(yōu)于單一藥物，對經(jīng)常接觸疫水的病人更加合適(Liuetal., 2011; Setoetal., 2011)。

4 作用機制

血吸蟲病對人體最大的損害，是由于蟲卵沉積在不同組織，不能及時排出而誘發(fā)的一系列免疫反應(如肉芽腫和纖維化)。血吸蟲的生長和宿主的病理反應，依賴于抗原誘導的Th1和Th2免疫應答平衡，在小鼠體內(nèi)，一旦血吸蟲產(chǎn)卵，抗原反應將從中度的Th1應答向強烈的Th2為主的應答轉(zhuǎn)變，Th2廣泛激活，Th2細胞因子(IL-10、IL-13等)顯著增高，肉芽腫逐漸形成(Wilsonetal., 2007; Xuetal., 2010)。與PZQ殺滅血吸蟲成蟲不同的是，ATS對血吸蟲童蟲有很好的殺滅作用，能夠及時清除蟲體，減少肉芽腫和纖維化的發(fā)生(Inyang-Etohetal., 2009)。動物研究還發(fā)現(xiàn)，ATS也具有抗肝纖維化作用，能明顯降低脯氨酸含量，長期服用ATS，不會對肝臟的功能造成不良影響(李鵬華等，2008)。

ATS作為一種重要的青蒿素類藥物，其抗血吸蟲的確切機制仍不明確，但是已經(jīng)有多種可能的作用機制逐漸被提出。

4.1 ATS引起蟲體皮層受損

49 d齡的湄公血吸蟲給藥后第1 d，皮層產(chǎn)生灶狀的病理損傷，腹吸盤周圍和背部有明顯脫皮，雄蟲口吸盤出現(xiàn)小泡，第3 d所有的蟲體損傷明顯，嚴重的腫脹伴隨著空泡的形成和破裂，從而使蟲體的滲透平衡失調(diào)，嚴重影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和新陳代謝的正常進行，蟲體表皮腫脹，周圍有大量細胞黏附，參與免疫調(diào)節(jié)(Jiraungkoorskuletal., 2005)。ATS除了引起體表的組織形態(tài)學變化外，還能降低蟲體對營養(yǎng)物質(zhì)的攝取，從而抑制雌蟲卵巢的發(fā)育，降低雌蟲的產(chǎn)卵(Hai-linetal., 2010)。

4.2 ATS抑制多種酶活性

在日本血吸蟲的能量代謝中，同時存在有糖酵解和有氧代謝體系，ATS對血吸蟲童蟲蘋果酸脫氫酶(Malic dehydrogenase)、6-磷酸甘露糖酶(6-phosphate mannosidase)和酸性磷酸酶(acid phosphatase)3種同工酶活性有明顯抑制作用，能夠阻斷三羧酸循環(huán)通路，影響細胞膜、溶酶體體系及細胞外液中糖蛋白的合成，下調(diào)早期蟲體對紅細胞的消化能力，導致蟲體能量代謝障礙和消化能力下降，最終致使蟲體死亡(吳玲娟等，1996；李朝暉和董興齊，2009)。

硫氧環(huán)蛋白谷胱甘肽還原酶(TGR)，是曼氏血吸蟲重要的含硒多功能抗氧化酶，TGR能夠還原氧化性的谷胱甘肽和硫氧環(huán)蛋白，維持蟲體內(nèi)氧化還原平衡，保護蟲體不受自由基的損害。在曼氏血吸蟲抗氧化系統(tǒng)中，除TGR外，還有抗氧化酶，即過氧化物氧化還原酶，它能接受從谷胱甘肽和硫氧環(huán)蛋白傳遞來的電子，還原過氧化氫和其他有機過氧化物，減少對蟲體的損傷(Sayedetal., 2008; 肖樹華，2010)。血吸蟲在宿主體內(nèi)有氧的環(huán)境中，必須通過特有的解毒機制，來消除自身和宿主可能產(chǎn)生的活性氧的損害。青蒿素類藥物能夠誘導下調(diào)血吸蟲的蛋白巰基含量，降低酶的活性，從而干擾血吸蟲的抗氧化系統(tǒng)，增強對血吸蟲的殺滅作用(翟自立和王振果，2003)。

4.3 ATS誘導產(chǎn)生自由基

研究發(fā)現(xiàn)青蒿素類藥物對童蟲的減蟲效果要高于成蟲，但是，童蟲的減雌率卻低于成蟲的減雌率，這種現(xiàn)象可能與青蒿素類藥物作用于不同階段蟲體的機制有關。成蟲比童蟲能夠更有效的抗擊氧自由基，所以對成蟲殺傷能力較弱，造成成蟲的減蟲率較低，但是成熟的日本血吸蟲雌蟲需要吞食大量的紅細胞獲取營養(yǎng)才能產(chǎn)卵，雌蟲體內(nèi)會產(chǎn)生比雄蟲更多的血紅素和鐵卟啉，青蒿素類藥物與血紅素和鐵離子相互作用產(chǎn)生自由基和螯合物，損傷成蟲，隨著血紅素的含量積累產(chǎn)生更強的殺蟲效果，所以對成熟的雌蟲清除率較高(李洪軍等，2011)。

瘧原蟲和血吸蟲是寄生蟲的不同種類，但是它們有一個共同特征，就是以食血為生，血紅素對很多生物的存活都有重要意義，蟲體在人體血液系統(tǒng)生長繁殖的時候會吞噬和消化大量宿主的血紅蛋白，含有亞鐵血紅素的蛋白降解之后，游離的亞鐵血紅素釋放，會被內(nèi)生電子還原成鐵離子，與電子傳遞抗氧化過程中非常重要的原卟啉——Ⅸ螯合，將會產(chǎn)生對寄生蟲毒性很強的活性氧，引起脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA氧化損傷(Portelaetal., 2012)。ATS和ATM以及它們的另一代謝產(chǎn)物二氫青蒿素，都具有抗血吸蟲作用(Lietal., 2011)。有研究發(fā)現(xiàn)ATM和氯高鐵血紅素作用于血吸蟲，發(fā)現(xiàn)當蟲體暴露后運動能力下降，蟲體表皮出現(xiàn)小泡，隨后增多變大，導致最后蟲體崩解；Mitsui等(2009)發(fā)現(xiàn)蟲體暴露于ATM和氯高鐵血紅素所造成的損傷與單獨使用ATS后的結果相似，推斷ATS是被蟲體內(nèi)的血紅素激活，從而誘導自由基和親電子體產(chǎn)生并損傷蟲體體皮和生殖器官，最終殺滅蟲體。目前還沒有體內(nèi)體外實驗應用第1代和第2代青蒿素類藥物治療線蟲和絳蟲病，青蒿素類藥物殺滅嗜血寄生蟲機制是否如前所述，有待進一步研究證實(Keiseretal., 2007)。

5 結語

血吸蟲病嚴重影響人體健康，全球血吸蟲病的防治工作任重道遠。青蒿素類藥物有很好的預防血吸蟲病的作用，青蒿琥酯能有效殺滅血吸蟲童蟲，已經(jīng)被列為常規(guī)的治療血吸蟲病的藥物之一。青蒿素類藥物如長期廣泛用于瘧疾和血吸蟲病治療，敏感性將會下降，有文獻報道已經(jīng)有青蒿琥酯治療日本血吸蟲的耐藥性出現(xiàn)，但有學者對其實驗方法的合理性和科學性產(chǎn)生質(zhì)疑(Huaetal., 2010; Liuetal., 2012b)。本文通過青蒿琥酯體內(nèi)和體外藥效研究的回顧以及抗血吸蟲病可能的作用機制探討，但仍不能明確青蒿琥酯殺滅蟲體效果的階段性(殺滅童蟲效果最佳)和抗血吸蟲的分子機制。隨著蛋白質(zhì)組學和分子生物學等的發(fā)展應用，對青蒿琥酯抗血吸蟲的蛋白質(zhì)譜分析和相關分子生物學實驗，或?qū)⑹拱l(fā)現(xiàn)青蒿琥酯抗血吸蟲確切機制成為可能。