《Veterinary Parasitology》：Genotoxic and Protoscolicidal Effects of Gallic Acid and its Nanoformulation against
Echinococcus granulosus Protoscoleces:
In Vitro and
Ex Vivo Insights from Egypt
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该研究评估了熊果酸（GA）及其负载于介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs-GA）对包虫原头节囊的杀灭效果，通过体外和体外实验发现GA及其纳米制剂均能有效抑制原头节囊存活，其中游离GA的抑制率更高。电镜显示纳米颗粒处理后原头节囊结构严重破坏，DNA碎片分析证实存在显著基因组损伤。研究指出GA-MSNs可作为可控释放系统用于包虫囊病治疗。
Gihan M. Tawfeek | Heba M. Fahmy | Esraa S. Faried | Asmaa M. Ammar
埃及开罗艾因沙姆斯大学医学院医学寄生虫学系，邮编1181
摘要
囊性包虫病的治疗面临重大挑战，因为医学和外科治疗选项都存在相当大的风险。没食子酸（GA）是一种天然存在的多酚，存在于水果、蔬菜和饮料中，具有抗菌和抗寄生虫作用。本研究评估了GA的原囊杀活性，包括其游离形式以及封装在介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs-GA）中的形式，针对Echinococcus granulosus的囊蚴原囊在体外和离体条件下的效果。阿苯达唑亚砜（ABZ-SO）作为阳性对照，而生理盐水作为阴性对照。制备了MSNs，并对其物理化学性质进行了表征。囊蚴原囊暴露于25、30和35 mg/ml浓度的GA和MSNs-GA中，暴露时间分别为3至60分钟，通过伊红排除法评估其存活率。使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察形态变化，并进行了DNA片段分析。MSNs-GA呈现球形形态（112.59 ± 5.81 nm），包封效率高达99.13%，并且具有可控的释放行为（48小时内释放9%）。游离GA和MSNs-GA均表现出浓度和时间依赖性的原囊杀效果，最大疗效出现在35 mg/ml浓度下，60分钟后。在体外条件下，游离GA的死亡率为89.72%（IC?? = 18.32 mg/ml），而MSNs-GA的死亡率为74.72%（IC?? = 21.51 mg/ml）。在离体条件下，游离GA和MSNs-GA的死亡率分别为68%和61%。总体而言，在体外和离体条件下，游离GA的原囊杀效果均优于MSNs-GA。对照组死亡率较低：生理盐水在体外条件下仅导致0.5%的死亡率，在离体条件下导致0.4%的死亡率，而DMSO分别导致4%和3%的死亡率。阳性对照ABZ-SO在60分钟后在体外和离体条件下均导致68%的死亡率。扫描电子显微镜观察显示严重的结构损伤，包括钩状结构的丢失、外膜破坏和囊体收缩，DNA片段分析证实了显著的基因组损伤。这些发现表明，特别是以MSN制剂形式的GA，作为未来体内评估囊性包虫病的控释系统具有潜力。
引言
囊性包虫病（CE）是全球最重要的动物源性疾病之一，造成了巨大的经济和社会负担。每年因人类疾病和牲畜生产力下降而损失数亿美元（Wang等人，2025年）。在流行地区，人类感染率在1%到7%之间，目前约有200万至300万人感染。该疾病被列为需要控制或根除的被忽视的热带疾病之一。许多CE患者会遭受严重的临床症状，如果不进行治疗，可能会致命（WHO，2024年）。
目前可用于治疗CE的疗法包括手术、PAIR [穿刺、抽吸、注射和再抽吸]以及药物治疗（如甲苯达唑和阿苯达唑）用于活囊，还有基于囊囊阶段影像分类的“观察等待”方法（世界卫生组织，2021年）。然而，治疗效果仍然有限。单用阿苯达唑仅约30%的患者能够完全治愈，20%至40%的患者没有反应（Kern等人，2017年；Velasco-Tirado等人，2018年）。尽管手术有效，但由于术中囊液泄漏，复发率仍高达2%至25%（Tamarozzi等人，2018年；Wen等人，2019年）。PAIR程序虽然侵入性较小，但复发率仍为2%至10%，并且有严重的并发症风险，包括过敏反应（Brunetti等人，2011年；WHO，2024年）。
手术和PAIR程序都有囊性包虫病复发的风险，因为在干预过程中囊液中的活囊蚴可能会泄漏。为了防止继发感染，会在手术中使用原囊杀剂（Maurice等人，2021年）。常用的阿苯达唑（ABZ）会产生两种主要代谢物：阿苯达唑亚砜（ABZ-SO）和阿苯达唑砜（ABZ-SO2），其中ABZ-SO是更具活性和临床意义的代谢物（Vázquez等人，2025年）。虽然高渗盐水、硝酸银和甲醛等试剂有效，但它们可能导致严重的并发症，包括硬化性胆管炎、溶血和肝损伤（Oroojalian等人，2025年）。长期使用阿苯达唑还可能带来肝毒性、血液系统影响和潜在的药物耐药性（Vahidirad等人，2022年）。
寻找副作用较少且耐药风险较低的替代药物对于难以治疗的CE至关重要。从植物中提取的天然产物由于其低成本和较低的毒性特征，在未来的药物发现中可能发挥关键作用（Alshehri等人，2025年）。从植物中合成原囊杀剂受到了广泛关注，尤其是在流行地区，这些化合物已经通过体外、离体和体内实验进行了研究，单独使用或与阿苯达唑联合使用（Niazi等人，2019年；Bouaziz等人，2021年；Maurice等人，2021年）。然而，这些研究的结果受到多种因素的限制，包括对作用机制的基本理解不足以及对潜在毒性的担忧。
没食子酸（GA）是一种天然酚类化合物（3,4,5-三羟基苯甲酸），可从农作物、浆果、芒果、核桃和绿茶中提取（Gangadharan等人，2024年）。GA因其广泛的生物活性而在寄生虫控制领域受到越来越多的关注。除了其抗炎（Kim等人，2006年）、抗菌（Bae等人，2022年）和促进细胞凋亡（Verma等人，2013年）作用外，最近的研究还强调了其抗寄生虫潜力。GA对利什曼原虫具有显著活性（Keshav等人，2021年），抑制了布氏锥虫的生长（Amisigo等人，2019年），并导致曼氏血吸虫的外膜严重损伤（Sharaf-El-Deen等人，2024年）。它还对旋毛虫等蠕虫有效（Albogami，2023年）。这些抗寄生虫机制包括诱导氧化应激和细胞凋亡以及破坏膜完整性，对于依赖类似结构和代谢防御机制生存的E. granulosus囊蚴原囊具有重要的杀伤作用。因此，在CE背景下研究GA可能有助于开发新的原囊杀策略。
没食子酸的水溶性低且半衰期短，这对其有效性构成了严重挑战（Harwansh等人，2024年）。这些限制需要开发先进的纳米级材料来输送GA，以保护活性成分，并确保在目标部位实现可控和持续的释放（Egwu等人，2024年）。介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）是一种无机纳米颗粒，被认为是无害的、生物相容性和可生物降解的（Fatima等人，2025年）。MSNs因其增强的表面吸收能力和高载药量而被广泛用作药物载体（Tawfeek等人，2019年）。
因此，将GA装载到MSNs上是一种新的方法，可以增强其稳定性，延长其在囊内的有效性，并提高其原囊杀性能。迄今为止，尚未有研究探讨过装载了GA的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs-GA）作为囊性包虫病的原囊杀剂的效果，这代表了一个重要的知识空白。
本研究旨在使用体外和离体模型评估GA的原囊杀效果，无论是游离形式还是装载在介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs-GA）上，并与ABZ-SO进行比较。研究了合成纳米颗粒的物理化学特性以及GA从MSNs-GA中的体外释放情况。评估了囊蚴原囊在不同浓度（25、30、35 mg/ml）和不同暴露时间（3分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟和60分钟）下的存活率。使用扫描电子显微镜（SEM）观察了处理后的囊蚴原囊的超微结构和形态，并评估了DNA片段情况。
化学材料和试剂
购自Sigma-Aldrich（德国）的试剂包括：十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，99%），2-乙氧基乙醇（99%），四乙基正硅酸盐（TEOS，99%），无水乙醇，没食子酸（3,4,5-三羟基苯甲酸），二甲基亚砜（DMSO），阿苯达唑亚砜粉末（ABZ-SO），KBr，生理盐水（0.9% NaCl），无菌磷酸盐缓冲盐水（PBS）片剂（pH 7.2–7.4），以及0.1%伊红染料。氢氧化铵（NH?OH，28%）购自Fluka（瑞士），并使用了蒸馏水。
没食子酸的吸收光谱和校准曲线
使用Jenway UV-6420 UV–Vis分光光度计（Barloworld Scientific，英国埃塞克斯）测量了游离GA的吸收光谱，扫描范围为200 nm至300 nm。将浓没食子酸溶液在适当溶剂中逐级稀释，制备出不同浓度的标准溶液。然后使用UV-Vis分光光度计测定每个稀释标准溶液的吸光度。选择270 nm作为测量波长，因为在该波长下GA显示出显著的吸收。
透射电子显微镜（TEM）
如图1所示，TEM分析显示MSNs和MSNs-GA均呈现球形形态，表面光滑且无明显聚集。通过TEM图像估计，空白MSNs的平均尺寸为92.58 ± 5.08 nm，MSNs-GA的平均尺寸为112.59 ± 5.81 nm，两者的尺寸分布均较窄。
动态光散射（DLS）
测得的空白MSNs的流体动力学尺寸和ζ电位分别为257.3 ± 12 nm和?26.4 ± 1.27 mV，而MSNs-GA的相应数值为...
结论
综合多种互补技术的结果，我们的发现提供了强有力的证据，支持MSNs-GA作为一种有前景的原囊杀剂。物理化学表征表明：MSNs成功合成，尺寸适当（112.59 nm），适合细胞穿透；GA的包封效率为99.13%；纳米制剂保持稳定，具有负ζ电位，防止聚集；GA的释放受到控制且持续...
CRediT作者贡献声明
Faried Esraa Samy：撰写——初稿，可视化，软件使用，资源准备，方法学设计。Heba M Fahmy：撰写——审稿与编辑，监督，软件使用，资源准备，方法学设计，数据管理。Tawfeek Gihan Mostafa：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，验证，监督，正式分析，数据管理，概念构思。Ammar Asmaa Mostafa：撰写——审稿与编辑，监督，资源准备，方法学设计。
伦理考虑
所有实验程序均按照埃及高等教育的法规进行，并获得了艾因沙姆斯大学医学院伦理委员会的批准（批准编号FMASU MS 739/2022）。
资助
本研究未获得任何资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
