在抗击疟疾的斗争中,控制蚊子种群至关重要。
目前有多种方法用于减少蚊子数量和疟疾风险。其中一种包括抗寄生虫药物伊维菌素。当蚊子摄取含有伊维菌素的血液时,会缩短昆虫的寿命,有助于减少疟疾的传播。
然而,伊维菌素自身也存在问题。它不仅对环境有毒,而且当过度用于治疗人类和动物的蠕虫和寄生虫感染时,对伊维菌素的耐药性也成为了一个问题。
现在,《科学转化医学》杂志上的一项研究确定了另一种有可能抑制蚊子种群以帮助控制疟疾的药物。研究人员发现,当患者服用nitisinone药物时,他们的血液对蚊子来说变得致命。
阻止昆虫传播疾病的一种方法是使动物和人类的血液对这些吸血昆虫产生毒性。我们的研究结果表明,使用nitisinone可能是控制疟疾等虫媒疾病的一个有前景的新补充工具。
圣母大学生物科学副教授、利物浦热带医学院荣誉研究员、该研究的共同主要作者Lee R. Haines
通常,nitisinone是一种用于患有罕见遗传疾病(如黑尿症和酪氨酸血症1型)的人的药物,这些人的身体难以代谢氨基酸酪氨酸。该药物通过阻断4-羟基苯丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase, HPPD),防止有害疾病副产品在人体内积聚。当蚊子饮用含有nitisinone的血液时,该药物也会阻断它们体内的这种关键HPPD酶。这阻止了蚊子正常消化血液,导致它们迅速死亡。
研究人员分析了杀死蚊子所需的nitisinone剂量浓度,以及这些结果与伊维菌素(一种针对体外寄生虫如蚊子的金标准药物)相比如何。
圣母大学生物科学教授、该研究的共同通讯作者Álvaro Acosta Serrano说:"我们以为,如果我们想走这条路,nitisinone必须比伊维菌素表现更好。事实上,nitisinone的表现非常出色;它在人体血液中的半衰期比伊维菌素长得多,这意味着它的杀蚊活性在人体内循环的时间要长得多。当在实地应用时,这一点对安全和经济原因都至关重要。"
研究团队在雌性冈比亚按蚊上测试了nitisinone的杀蚊效果,这是在许多非洲国家传播疟疾的主要蚊种。如果这些蚊子感染了疟疾寄生虫,它们在吸食人类血液时就会传播疾病。
为了评估该药物在喂食含有nitisinone的新鲜人血时对蚊子的影响,研究人员与皇家利物浦大学医院的罗伯特·格雷戈里国家黑尿症中心合作。该中心正在对诊断为黑尿症的人进行nitisinone试验,这些人随后为研究捐献了血液。研究发现,服用nitisinone的人的血液对蚊子来说是致命的,Haines将其描述为具有"隐藏的超能力"。
研究团队收集了该药物在人体血液中代谢的数据,使团队能够微调他们的模型,并提供nitisinone作为潜在蚊子种群控制策略的药理学验证。
研究显示,nitisinone在人体血液中持续的时间比伊维菌素更长,并且不仅能杀死所有年龄的蚊子——包括最可能传播疟疾的老蚊子——还能杀死对传统杀虫剂有抵抗力的顽强蚊子。
Haines说:"未来,交替使用nitisinone和伊维菌素进行蚊子控制可能是有利的。例如,nitisinone可以在伊维菌素耐药性持续存在或伊维菌素已经大量用于牲畜和人类的地区使用。"
接下来,研究团队计划探索半实地试验,以确定在实地中与杀蚊效果最佳关联的nitisinone剂量。
Acosta Serrano说:"nitisinone是一种多功能化合物,也可以用作杀虫剂。特别有趣的是,它专门针对吸血昆虫,使其成为一种环境友好的选择。"
作为一个意外的好处,将nitisinone的使用扩展为一种媒介控制工具可能会增加药物生产,并降低酪氨酸代谢途径中罕见遗传疾病患者的药物价格。
该研究由英国医学研究理事会、生物技术和生物科学研究理事会、惠康信托机构战略支持基金、医学研究理事会博士培训伙伴关系和格拉斯哥大学惠康整合寄生虫学中心资助。
除了Acosta-Serrano和Haines外,合著者还包括利物浦热带医学院的Anna Trett(共同第一作者)、Jeremy Burrows、Clair Rose、Natalia García、Giancarlo Biagini和Ghaith Aljayyoussi(共同通讯作者);格拉斯哥大学惠康整合寄生虫学中心的Dagmara McGuinness、Clément Regnault和Michael Barrett;抗疟药物风险投资的Didier Leroy和Jeremy Burrows;拉普拉塔国立大学的Marcos Sterkel;以及皇家利物浦大学医院的Lakshminarayan Ranganath。
这项研究主要由Haines、Trett、Aljayyoussi和Acosta Serrano在利物浦热带医学院进行。
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