新型廣譜高效異噁唑啉類殺蟲劑
——Afoxolaner

劉 松，楊光友

(四川農業大學動物醫學院，四川 成都 611130)

外寄生蟲是嚴重危害我國畜牧業生產的一類重要寄生蟲。隨著抗寄生蟲藥物的大量使用，寄生蟲的耐藥性問題日益突出。因此，開發新型、高效的殺蟲藥物，對防控動物外寄生蟲的危害具有十分重要的意義[1]。異噁唑啉類殺蟲劑Afoxolaner已被證實是極好的昆蟲γ-aminobutyric acid(GABA)氯離子通道有效的阻滯劑，與有機磷酸酯殺蟲劑賽滅磷(Cythioate)、新煙堿類的吡蟲啉(Nitenpyram)和多殺菌素(Spinosad)相比，其具有更持久、更安全和更廣泛的殺蟲活性[2]。同樣，作用于GABA靶標的殺蟲劑還有環戊二烯類、苯基吡唑類和大環內酯類等[3-4]。而環戊二烯類的林丹(Lindane)和狄氏劑(Deldrin)因其高毒害性和普遍的耐藥性已在全球范圍內被禁止使用[5]。目前，農業生產中主要使用的GABA氯離子通道殺蟲劑有氟蟲腈(Fipronil)和阿維菌素(Avermectins)等。異噁唑啉類殺蟲劑Afoxolaner及其衍生物的發現豐富了GABA氯離子通道殺蟲劑的種類，降低了藥物的選擇性壓力，將有助于控制外寄生蟲耐藥性的產生。

2013年，美國杜邦公司(E.I.Du Pont company,US)成功研發出新型異噁唑啉類廣譜殺蟲劑Afoxolaner，并于2013年取得國際專利授權；2014年，Shoop W L等[6]研究指出了Afoxolaner與其他作用靶標類似的殺蟲劑在受體作用位點存在差異，表明對常用殺蟲劑表現出耐藥性的寄生蟲將難以表現出對Afoxolaner的交叉抗性；2014年以來，在梅里亞公司(Merial)和勃林格殷格翰公司(Boehringer ingelheim)的資助下，研究人員開展了一系列有關Afoxolaner的藥物臨床試驗，檢測了Afoxolaner對體外寄生蟲的殺蟲活性[7-19]；2017年，美國梅里亞公司(Merial)開始在歐美地區銷售Afoxolaner(商品名為NexgardTM)。2017年8月，全球第二大動物保健企業勃林格殷格翰宣布一款針對跳蚤和蜱蟲兩類寄生蟲的犬用口服驅蟲藥產品尼可信(NexGard，通用名：阿福拉納咀嚼片)在中國上市。

1 Afoxolaner的分子結構

異噁唑啉類化合物是含有N、O原子的五元雜環類化合物，它們是一類具有3個可變點的環分子骨架。

早在1942年，異噁唑啉化合物的母體就被合成出來[20]，但由于合成較為困難，其應用并不廣泛。直到20世紀60年代，Brown等[21]發現了硝酮(甲亞胺-氧化物)與烯烴的1,3-偶極環加成反應(l,3-Dipolareyeloaddition)可以合成異噁唑啉類化合物。接著Lebel N A等[22]發現1,3-偶極化合物分子內環化也可以得到異噁唑啉類化合物，才使得其合成變得容易。異噁唑啉因其獨特的結構和生物活性，使其在有機合成、新藥研發、反應催化、電化學等領域都有著較為廣泛的應用[23]。異噁唑啉作為殺蟲劑的歷史要追溯到鄰苯二甲酸和鄰甲酰氨基苯甲酰胺的發現。目前，在國外已開展多項有關異噁唑啉類殺蟲劑的研發和Afoxolaner殺蟲活性的臨床試驗。Afoxolaner的化學名稱為4-[5-[3-氯-(三氟甲基)苯基]-4，5-二氫-5-三氟甲基-3-異噁唑基]-N-[2-氧代-2-[2,2,2-三氟乙基-氨基]乙基]-1-萘甲酰胺，分子式C26H17ClF9N3O3，分子量為625.87。

圖1 Afoxolaner的分子結構

2 Afoxolaner的殺蟲機理

異噁唑啉類化合物是昆蟲配體門控氯離子通道的特異性阻斷劑，主要對特定的GABA受體起抑制作用。其生理影響包括活動過度、興奮過度和驚厥，這些行為與增強的自發性神經沖動以及沖動的延長有關。電生理性GABA受體被驚厥劑阻斷后會有沖動抑制、膜的超極化，內在氯離子通道的生理活性受到影響[24]。

2000年，French-Constant R H等[25]對黑腹果蠅的研究中發現，GABA受體亞基基因RDL(Resistance to dieldrin)在第302位的丙氨酸殘基突變為絲氨酸或甘氨酸殘基后，導致神經系統對磷酸酯(TBPS)、紫杉醇(PTX)和林丹(Lindane)的抗藥性分別增加了10、100倍和1 000倍。Afoxolaner與伊維菌素、氟蟲腈和環戊二烯類殺蟲劑都作用于GABA氯離子門控通道，但前者作用于特殊的位點。研究發現，在果蠅抗性基因RDL的302位點中用絲氨酸取代丙氨酸，害蟲會產生對環戊二烯類殺蟲劑的高度抗性以及對氟蟲腈的中等強度抗性。此外，在對野生型果蠅和A302S突變體果蠅的毒性研究中，未觀察到兩者對Afoxolaner敏感性存在的明顯差異。這一發現表明，Afoxolaner以不同于環戊二烯等殺蟲劑的方式與靶標結合。因此，Afoxolaner有可能表現出對A302S突變體高效的殺蟲活性。鑒于其獨特的作用方式，對常用殺蟲劑表現出耐藥性的寄生蟲難以對Afoxolaner表現出交叉耐藥性。

3 Afoxolaner的殺蟲活性及臨床試驗

3.1 殺蟲范圍 Afoxolaner是一種廣譜性殺蟲劑，對犬感染的多種體外寄生蟲具有良好的殺蟲活性。可驅殺6種蜱蟲，包括制肩突硬蜱(Ixodesscapularis)、變異革蜱(Dermacentorvariabilis)、長角血蜱(Haemaphysalislongicornis)、血紅扇頭蜱(Rhipicephalussanguineus)、網紋革蜱(Dermacentorreticulatus)和蓖子硬蜱(Ixodesricinus)。此外，Afoxolaner對櫛首蚤(Ctenocephalidesfelis)具有快速高效的殺蟲活性[7-19]。

3.2 殺蜱活性

3.2.1 血蜱屬 Afoxolaner的殺蜱蟲效果快速持久。其中Afoxolaner對血紅扇頭蜱和變異革蜱引起90%死亡率的最大濃度值(EC90)為100 ng/mL，效果持續1個月以上。2014年，Kunkle B等[7]研究了Afoxolaner對血紅頭蜱的殺滅活性，結果表明Afoxolaner口服制劑對血紅扇頭蜱表現出良好的殺蟲活性。研究人員以2.5 mg/(kg·bw)的最小口服劑量治療感染活蜱的犬，并每周感染蜱蟲，重復5周。48 h內對現存蜱蟲的殺蟲率為98.8%～100%，而重復感染后蜱死亡率高于95.7%。2015年，Beugnet F等[8]比較了2種異噁唑啉類化合物Afoxolaner與Fluralaner口服制劑對犬感染血紅扇頭蜱的療效，根據它們的藥代動力學特性和最小劑量，分別以2.5 mg/(kg·bw)的Afoxolaner和25 mg/(kg·bw)的Flulalaner口服給藥。結果表明，Afoxolaner在感染24 h后對血紅扇頭蜱的防效范圍為86.4%～99.5%，Flulalaner則為65.7%～100%；在第78天，與經Flulalaner治療的犬相比，經Afoxolaner治療的犬的血紅扇頭蜱數量更少。因此，與單次使用Fluralaner治療相比，每月1次給予Afoxolaner可提供更穩定而持久的保護性。2014年，Kondo Y等[9]報道了Afoxolaner對長角血蜱的殺蟲效果，在3.0 mg/(kg·bw)的口服治療劑量下48 h內對蜱蟲的致死率達100%，并能提供長達1個月的預防效果。

3.2.2 硬蜱屬 Nexgard是第1種能夠殺死肩突硬蜱的口服殺蟲劑，相較于市場上的其他殺蟲產品，其具有很多優勢，口服方便，避免其他因素(如沐浴游泳、犬毛的密度和長度等)對藥效的影響。2014年，Elizabeth等[10]利用Afoxolaner治療犬感染肩突硬蜱取得良好的治療效果。試驗通過對誘導感染活蜱的犬按2.5 mg/(kg·bw)的劑量口服治療，并在第7、14、21、28天重復感染，48 h后計活蜱數。試驗結果表明，Afoxolaner在23 d內的防治效果都在98%以上，第30天為94%。因此，Afoxolaner對肩突硬蜱具有良好的殺蟲活性，且藥效維持在1個月以上。

3.3.3 革蜱屬 2014年，據Elizabeth E B等[11]進行的藥物試驗結果顯示，以2.5 mg/(kg·bw)最低有效劑量口服治療變異革蜱感染的犬，在第23天達到99.7%～100%的殺蟲率，第30天的殺蟲率高達97%。2015年，Beugnet F等[8]比較了2種異噁唑啉類化合物Afoxolaner與Fluralaner對變異革蜱的殺蟲活性，結果顯示Fluralaner在第30天的殺蟲效力顯著降低，而在治療的78 d內Afoxolaner的防治效果范圍在85.2%～99.6%，后者可提供更加穩定持久的殺蜱效果。2015年，Beugnet F等[12]利用NexGard?(2.27% w/w)口服治療犬感染網紋革蜱并成功預防了巴貝蟲的傳播，首次證明這種口服殺蟲劑可以預防巴貝斯蟲的傳播。

3.3 殺螨活性

3.3.1 疥螨 2016年，Machado M A等[13]在感染疥螨(Sarcoptesscabiei)的貓上進行的藥物試驗表明，在2.5 mg/(kg·bw)的治療劑量時對疥螨的致死率為100%，藥效持續65 d，且在治療過程中未觀察到不良反應。2016年，Frdric B等[14]進行的隨機對照試驗取得相似結果，Afoxolaner能100%殺滅犬感染的疥螨，在治療第56天后皮膚病變顯著改善。

3.3.2 蠕形螨 2016年，Beugnet F等[15]開展的藥物試驗表明，2.5 mg/(kg·bw)的Afoxolaner能在2個月內有效治療全身性蠕形螨病，并且治療效果明顯優于吡蟲啉(Imidacloprid)和莫昔克丁(Moxidectin)。2018年，Lebon W等[16]對Afoxolaner治療犬蠕形螨病進行了臨床評估，在2.7 mg/(kg·bw)劑量下對蠕形螨(Demodexcanis)的致死率為98.1%，且常見的瘙癢、脫毛和紅斑等癥狀得到顯著改善。

3.3.3 耳癢螨 2016年，Carithers D等[17]評估最小劑量的Afoxolaner受控實驗室條件下對犬耳癢螨(Otodectescynotis)的治療效果，單次口服最低推薦劑量[2.5 mg/(kg·bw)]的Afoxolaner(NexGard?Chewables)可迅速殺滅耳螨，第28天螨蟲數量減少了98.5%。

3.4 殺蚤活性 Afoxolaner對櫛首蚤(Ctenocephalidesfelis)具有良好的殺蟲活性，能快速殺滅跳蚤，同時能清除環境中存在的跳蚤卵。2014年，Kunkle B N等[18]進行的動物試驗表明，經2.5 mg/(kg·bw)的Afoxolaner治療的實驗犬的跳蚤數明顯少于對照組。在口服給藥后的2、4、8、12 h和24 h跳蚤的死亡率分別為15%、87.8%、99.5%、100.0%和100.0%。在這項研究中，Afoxolaner在給藥2 h后開始殺滅跳蚤，藥效強度隨時間不斷加強，且8 h后達到99.5%以上的殺蟲率。2014年，Hunter J S等[19]的動物試驗證明了Afoxolaner不僅具有快速持久的殺蚤能力，也能有效控制環境中跳蚤卵的數量。Beugnet F等[8]在一項Afoxolaner和Fluralaner殺蚤活性的對比研究中表明，在4周的藥物治療期間，前者在用藥6 h后提供的藥效顯著高于后者，Afoxolaner擁有更加長效持久的殺蟲能力。

4 異噁唑啉的應用現狀及展望

目前，Afoxolaner已作為獸藥完成了商品化(NexGard，尼可信)，用于防治寄生蟲病。尼可信是新一代異噁唑啉類犬用體外驅蟲藥，具有起效快速、安全性高、口服方便且適口性好等特點。國內對于Afoxolaner的研究鮮有報道，作為農藥和殺蟲劑的研發仍處于起步階段。就目前國外的研究進展來看，GABA 門控氯離子通道是良好的殺蟲劑選擇性靶標，Afoxolaner是一種對哺乳動物安全、殺蟲活性高且廣譜的異噁唑啉類殺蟲劑，擁有廣闊的應用前景。隨著研究人員對該類殺蟲劑研究的不斷深入，相關領域的商業化產品將不斷涌現，勢必給當今農業生產所面臨的害蟲抗藥性和環境污染嚴重等問題提供新的解決方案和途徑。