针对弓形虫缓殖子形式的新药靶点Novel drug targets for the bradyzoite form of Toxoplasma gondii | RRTM

环球医讯 / 创新药物来源:www.dovepress.com美国 - 英语2025-09-04 05:21:05 - 阅读时长5分钟 - 2192字
本文系统总结了近十年针对弓形虫缓殖子生物学特性的突破性研究,重点分析了控制缓殖子分化的关键调控蛋白(TgBFD1/TgBFD2)、能量代谢相关淀粉样颗粒(AGs)及其代谢酶(TgLaforin/TgGWD)、囊壁蛋白CST家族,以及天然产物姜提取物和白藜芦醇的抗虫机制,揭示了靶向缓殖子表型转换、能量储存和囊壁结构等多维度干预策略,为开发慢性弓形虫病治疗药物提供了新方向。
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针对弓形虫缓殖子形式的新药靶点

弓形虫是一种全球流行的寄生虫,据估计约30%的人口感染。对于免疫功能低下者,弓形虫病可能引发严重疾病,而免疫系统健全者通常症状轻微,但此特性使该寄生虫成为全球性健康负担。目前针对急性期治疗的药物有限,且尚无能有效清除缓殖子阶段的药物。本文综述了近十年来针对缓殖子阶段的突破性研究成果,并探讨其对药物开发的启示。

引言

弓形虫属于顶复门专性细胞内寄生虫,感染全球约30%人群。该寄生虫具有独特的机会致病特性,可感染任何温血哺乳动物,包括人类。在中间宿主中,弓形虫通过两种不同形式进行无性生命周期:快速增殖的致病形式(速殖子)和缓慢增殖、形成囊状结构的休眠形式(缓殖子)。猫科动物是弓形虫的唯一终宿主,其体内可进行有性繁殖。感染途径包括摄入受猫科动物粪便污染的水或食物、食用含囊虫的未熟肉类,以及通过胎盘从感染母亲传染给胎儿。在哺乳动物宿主体内,速殖子形式易被免疫系统清除,但检测到免疫反应后会转化为受囊壁保护的缓殖子形式,导致慢性感染。免疫功能正常者感染后症状类似流感,而免疫抑制患者可能出现缓殖子向速殖子转化,引发脑部急性弓形虫病。

在美国,弓形虫感染导致的死亡率在食源性疾病中排名第二。目前治疗方案为乙胺嘧啶联合磺胺类抗生素,主要作用于速殖子阶段。但药物价格攀升和显著副作用限制了治疗效果。美国食品药品监督管理局(FDA)的不良事件报告系统(FAERS)显示,抗弓形虫药物被列为多起不良事件(包括死亡)的首要怀疑药物。值得注意的是,这些疗法对囊包裹的缓殖子形式效果有限。开发针对慢性弓形虫感染的新药势在必行。

弓形虫的生活周期

弓形虫通过有性和无性生殖机制增殖。在无性生殖过程中,速殖子利用滑行运动系统穿透中间宿主细胞。该过程需要顶端复合体的多个蛋白与肌动蛋白-肌球蛋白马达网络共同作用,通过棒状体和微线体蛋白识别宿主细胞膜。入侵后,速殖子形成由宿主膜衍生的寄生虫囊泡(PV),物理隔离宿主免疫反应、溶酶体融合和自噬作用。在PV内,速殖子通过内源增殖(endodyogeny)分裂,最终通过裂解宿主细胞释放数百个速殖子。在免疫压力和营养匮乏下,速殖子会转化为骨骼肌、心肌和脑部的囊包裹缓殖子形式。不同虫株(I、II、III型)在毒力和形成囊能力上存在差异,I型毒力强但难以形成囊,II/III型易形成囊导致慢性感染。猫科动物通过摄食组织囊虫启动有性生殖,最终通过粪便排出具有厚壁的卵囊,其孢子化后可在环境中存活18个月。

弓形虫病与现有治疗

美国仅批准乙胺嘧啶联合磺胺类抗生素作为一线疗法。乙胺嘧啶通过抑制二氢叶酸还原酶(DHFR)降低叶酸水平,阻断嘌呤/嘧啶合成,常与磺胺嘧啶联用增强DNA合成抑制效果,并补充甲酰四氢叶酸以减轻骨髓抑制副作用。但乙胺嘧啶缺乏显著特异性,且存在潜在致畸风险。其他药物如TMP-SMX、达普颂、阿托喹酮等对速殖子有效,但均无法清除缓殖子。目前研究显示三种新型靶点具有潜力:1)靶向氧化磷酸化和能量代谢的内醌类化合物;2)弓形虫组织蛋白酶-L(TgCPL),缓殖子生存所需半胱氨酸蛋白酶;3)钙依赖蛋白激酶1(TgCDPK1),其为寄生虫生命周期必需的丝氨酸/苏氨酸激酶。

缓殖子靶向新进展

最新研究表明,速殖子向缓殖子转化受主调控蛋白Bradyzoite Formation Deficient(TgBFD1/TgBFD2)控制。TgBFD1在小鼠模型中可诱导免疫应答,对II型虫株具保护作用。其表达受翻译起始因子TgeIF1.2调控。尽管删除TgBFD1相关通路未完全阻止复燃,但联合细胞毒性疗法可能成为有效策略。

缓殖子另一特征是淀粉样颗粒(AGs)积累。AGs具有植物样激酶(TgGWD)和动物样磷酸酶(TgLaforin)活性,是能量储存的关键。TgLaforin缺失会导致速殖子毒力减弱、囊虫负荷减少。抑制TgLaforin催化活性的化合物已作为先导化合物,结合细胞毒性疗法可成为有效治疗途径。

囊壁结构是慢性感染标志。植物提取物如姜提取物可显著减少慢性感染小鼠脑部囊虫数量,并减轻炎症和水肿。白藜芦醇和真菌代谢产物也显示出抗虫活性。蛋白质组学分析发现囊壁蛋白CST1/CST2缺失可降低囊虫负荷,而TgCLP1蛋白对缓殖子向速殖子转化至关重要。

弓形虫入侵依赖移动连接复合体(AMA2/AMA4与RON蛋白构成)。AMA4对慢性期囊虫负荷至关重要,其与RON2L1复合体免疫可保护小鼠免受慢性感染。双环氮杂丁烷类化合物靶向苯丙氨酰tRNA合成酶(TgPheRS),可同时抑制速殖子和缓殖子。此外,Tg68虫株的体外培养为缓殖子生物学研究提供了新模型。

结论

弓形虫通过中间宿主(包括人类)向终宿主猫科动物传播,其成功依赖于对宿主免疫的适应性。本文综述了近十年针对缓殖子生物学的新发现,包括表型转换调控机制、能量代谢通路、囊壁结构特性等。这些发现为靶向慢性感染提供了新方向,如通过抑制AG代谢、干扰移动连接复合体或开发针对TgBFD1/TgCLP1的疫苗。选择性靶向这些通路可能消除潜伏寄生虫,预防感染复燃,为慢性弓形虫病患者提供长期疗效。

作者贡献

所有作者均对本研究的构思、设计、数据分析和解释作出重要贡献,参与文章撰写和修订,最终批准出版版本,且同意提交至目标期刊,对工作所有方面负责。

利益声明

作者声明无利益冲突。

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