“CIBA EHP Cura I”在控制和治疗对虾养殖中Ecytonucleospora hepatopenaei病害方面的有效性

《Apunts Sports Medicine》：Efficacy of ‘ CIBA EHP Cura I' in the control and treatment of Ecytonucleospora hepatopenaei in shrimp culture

　　EHP治理的虾类养殖植物疗法研究，发现Cura能有效抑制孢子萌发并提高生长存活率，其多靶点作用机制及环境安全性值得推广。

　　

T. Sathish Kumar | T. Sivaramakrishnan | B. Naveen Rajeshwar | P. Ezhil Praveena | K. Ambasankar | K.P. Jithendran | M. Shashi Shekhar | Kuldeep K. Lal

ICAR-中央咸水水产养殖研究所，印度金奈MRC Nagar Santhome High Road 75号

摘要

Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）是一种真核微孢子虫寄生虫，在许多养虾国家造成了巨大的经济损失。然而，针对EHP的有效预防和治疗手段非常有限。本研究发现一种基于植物生物制剂的疗法对控制EHP有效，并将其命名为‘CIBA EHP Cura I'（Cura）。评估了包括甲硝唑（Met）、替硝唑（Tin）、阿苯达唑（Alb）、硝苯地平（Nif）、酮康唑（Ket）、维拉帕米（Ver）以及植物衍生物如香芹酚（Car）在内的多种药物与Cura联合使用的效果。尽管所有这些药物都能显著减少EHP的数量，但它们都会导致虾的肝胰腺出现严重坏死、退化和变黑，唯有Cura除外。喂食Cura的虾肝胰腺基本保持正常，没有出现任何退化现象。此外，除了Cura之外，其他药物均未能显著促进虾的生长和存活率。实验结果显示，在体外环境中，0.1%浓度的Cura能够完全抑制EHP孢子的萌发。在后续实验中，将感染EHP的虾（每组n=25只，重复三次）喂食含有Cura（浓度分别为0.05%、0.1%、0.15%和0.2%）的饲料，并饲养60天。喂食0.1%、0.15%和0.2% Cura的虾组表现出更高的先天免疫活性（过氧化氢酶、酚氧化酶活性和总血细胞计数），以及更高的体重增长率和存活率。其中，0.15%浓度的Cura在所有处理组中表现最佳。计算机模拟显示，Cura能与EHP的多个靶点（如SWP、ATP/ADP载体、蛋白激酶和内切几丁质酶）发生强结合。此外，Cura还表现出对Vibrio parahaemolyticus的强大抗菌活性。因此，本研究证明Cura是一种有前景的基于植物生物制剂的EHP治疗剂。

引言

Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）这种细胞内微孢子虫对全球虾产业的发展和可持续性构成了严重威胁（Tourtip等人，2009年；Rajendran等人，2016年；Sathish Kumar等人，2022a年）。EHP会侵袭虾的肝胰腺，影响其消化、生理机能和代谢，导致生长受阻，最终造成严重的经济损失（Sathish Kumar等人，2022b年）。在印度，2018-2019年间因EHP造成的年度经济损失估计为5.6762亿美元，产量损失约为77万吨（Patil等人，2021年）。然而，关于EHP预防和治疗的研究仍然有限。

微孢子虫缺乏真正的线粒体，依赖戊糖磷酸途径、糖酵解途径和海藻糖代谢来产生能量（Keeling等人，2010年）。微管蛋白的聚合在极微管的形成中起关键作用，这种聚合过程可被苯并咪唑类药物（如阿苯达唑（Alb）、芬苯达唑、美苯达唑和特拉克班达唑）抑制（Jones等人，2022年）。微孢子虫孢子的萌发依赖于钙离子，钙拮抗剂（如维拉帕米（Ver）和镧（Pleshinger和Weidner，1985年）以及钙通道阻滞剂（如硝苯地平（Nif）可以抑制这一过程。两种硝基咪唑类药物（甲硝唑（Met）和替硝唑（Tin）已被证明能有效抑制Nosema的增殖（Gisder和Genersch，2015年）。氟马尼林、阿苯达唑、尼可霉素、奥利司他、合成多胺和喹诺酮类等化学药物也被发现对微孢子虫具有抑制作用（Wei等人，2022年）。甲硝唑（Met）、替硝唑（Tin）、阿苯达唑（Alb）、硝苯地平（Nif）、酮康唑（Ket）、维拉帕米（Ver）等药物以及植物提取物（如香芹酚（Car）已被用于控制微孢子虫病（Didier等人，2005年；Borges等人，2020年；Wei等人，2022年）。多种植物提取物、植物化学物质和精油具有抗微孢子虫活性（Porrini等人，2011年）。植物生物制剂对环境安全，可以作为化学药物的替代品。

本研究评估了不同的治疗方法，并开发了一种基于植物生物制剂的补充剂‘CIBA EHP Cura I（Cura）用于治疗虾养殖中的EHP。

部分内容摘要

目标分子与配体识别及分子对接

使用分子对接技术评估了多种化学药物（如甲硝唑（Met，印度Abbott Health Care Pvt. Ltd.）、替硝唑（Tin，印度Zydus Healthcare Ltd.）、阿苯达唑（Alb，印度Mankind Pharma Ltd.）、硝苯地平（Nif，印度JB Chemicals & Pharmaceuticals Ltd.）、酮康唑（Ket，印度Torrent Pharmaceuticals Ltd.）、维拉帕米（Ver，印度Abbott Health Care Pvt. Ltd.）以及植物化学物质（如香芹酚（Car，美国Sigma-Aldrich，目录编号282197）和Cura与EHP不同靶点的结合亲和力。Cura是一种独特的...

分子对接

在针对EHP的SWP时，Cura中的植物化学成分表现出强烈的结合能力，结合距离为2.1 ?，结合亲和力为?4.4 kcal/mol。除了Cura中的植物化学成分外，阿苯达唑（Alb）和香芹酚（Car）也对SWP具有强结合能力。在针对ADP/ATP载体蛋白时，只有香芹酚（Car）、阿苯达唑（Alb）和Cura表现出强结合亲和力。在针对EHP的蛋白激酶时，只有...

讨论

EHP是一种单细胞孢子形成病原体，会引起肝胰腺微孢子虫病（HPM），攻击虾的肝胰腺，影响其消化、生理机能和代谢，导致生长受阻，最终造成经济损失。目前，有效的EHP预防和治疗手段非常有限。

本研究评估了甲硝唑（Met）、替硝唑（Tin）、阿苯达唑（Alb）等化学药物的效果...

结论

EHP是全球虾养殖业面临的最严重威胁，目前尚无有效的治疗方法。本研究证明了基于植物化学物质的Cura在控制EHP方面的有效性。Cura通过多靶点作用机制发挥抗EHP效果，能够与SWP、ADP/ATP载体、蛋白激酶和内切几丁质酶发生强结合，从而直接抑制EHP的孢子萌发和发育。

CRediT作者贡献声明

T. Sathish Kumar：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学设计、实验设计、数据分析、概念构思。 T. Sivaramakrishnan：撰写 – 审稿与编辑、实验设计。 B. Naveen Rajeshwar：撰写 – 审稿与编辑、软件应用、实验设计。 P. Ezhil Praveena：撰写 – 审稿与编辑、数据分析。 K. Ambasankar：撰写 – 审稿与编辑、研究监督、方法学设计。 K.P. Jithendran：撰写 – 审稿与编辑。

利益冲突声明

T SATHISH KUMAR在ICAR-中央咸水水产养殖研究所拥有专利申请中。如果存在其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。