同期发情剂四烯雌酮的应用进展

王 忠，王立琦，林 埴，黄菲娥，鲍光明，王小莺，刘宝生

(江西农业大学动物科学技术学院，江西南昌 330045)

四烯雌酮(altrenogest)又名烯丙孕素，是一种合成孕激素，通过抑制促性腺激素的分泌，调节母畜发情周期。美国食品与药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)于1983年首次批准用于调控马的发情周期，商品名为Regu-Mate®(英特威)；2003年批准用于调控猪的发情周期，商品名为Matrix®(英特威)；2012年批准了商品名为Altresyn®的四烯雌酮产品(诗华)，用于马和猪的同期发情、调节猪的批次生产节律。另外，也有很多兽医工作者将其用于调节或者维持动物的妊娠，属标签外应用。

在繁殖季节，发情赛马会出现举尾、经常哞叫、频繁排尿和下蹲等行为，这些行为会分散赛马注意力，干扰培训，降低其比赛性能。四烯雌酮可抑制赛马的发情，保证其在繁殖季节能正常训练和参赛[1]，以推荐剂量给母马口服四烯雌酮，不会提高其竞赛能力，因此在竞赛季节使用也符合比赛规则[2]。

在规模化养猪生产中，促进母猪同期发情对猪场的生产和管理具有重要意义。在无人为干预的情况下，后备母猪发情分散，较难实施批次配种和按周期管理。四烯雌酮可通过抑制激素分泌，人工控制母猪发情，更准确掌握母畜繁殖生殖周期，大大提高猪群的受胎率，有效调节母猪生产节律，使猪场生产成绩与效益得到提高。目前，国外已将其作为养猪生产中必不可少的同期发情剂，且无替代产品[3]。

可见，四烯雌酮具有良好的临床应用前景。本文将对四烯雌酮的研究进展进行全面综述，以期为兽医科技工作者更好地研究和应用该药提供参考。

1 理化性质

四烯雌酮(图1)是C19-去甲睾酮的衍生物，其分子式为C21H26O2，分子量为310.43，CAS登记号为850-52-2。化学名为17-烯丙基-17β-羟乙基-4,9,11-三乙烯-3-酮，该结构主要具有拟孕酮及抑制促性腺激素的作用。四烯雌酮为白色结晶性粉末，密度为1.15 g/cm3，熔点为116℃～121℃，不溶于水，对光和热不稳定。研究表明，四烯雌酮在环境中极易光解，光解速率不受pH或温度变化的影响，但受氧浓度影响[4]。

图1 四烯雌酮的化学结构

2 药理学

2.1 作用机理

四烯雌酮通过作用于下丘脑和垂体的孕酮受体，产生负反馈调节，抑制促性腺激素卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)和黄体生成素(luteinizing hormone,LH)的分泌[5]，从而阻断母畜发情和排卵，调控发情周期。停药后促性腺激素的分泌不再受抑制，卵泡开始新一轮的发育，此时用药母畜将同时处于卵泡期，因此，可于几天后实现同期发情。

2.2 药效学

动物模型试验证明，四烯雌酮主要具有类孕激素作用和抗促性腺激素作用，同时具有较弱的雌激素作用、类固醇合成作用和雄激素作用，无肾上腺素作用及抗炎作用[6]。

在临床上，四烯雌酮主要用于调控猪和马的发情周期，促进同期发情以及维持妊娠等，在其他动物如猎豹、斑虎猫、斑马、海豚等的应用也有少量报道。

2.2.1 在猪生产上的应用

2.2.1.1 用于后备母猪 四烯雌酮在后备母猪上用于诱导后备母猪同步发情和同步排卵，增加排卵率、提高怀孕率，但不影响胎儿的成活率。处理措施：饲喂四烯雌酮15 d～18 d，停止给药后数日可集中发情，发情率为85%～98%[7]。有报道对最佳饲喂持续时间进行了研究，分别进行持续饲喂14 d和18 d，观察不同持续饲喂持续时间对同期发情效果的影响，结果表明持续饲喂18 d后备母猪表现出更为精确的同情发情，6 d内发情率也更高(14 d为89.0%，18 d为96.0%)[8]。在促进同期排卵时，四烯雌酮多与PG-600组合应用。Estienne M J等[9]进行了同期发情给药方案研究，用每日20 mg四烯雌酮处理18 d(试验组n=103；对照组n=124)。试验组继而肌肉注射PG-600。结果表明,与对照组(仅用四烯雌酮组)(排卵率17.4%±1.1%)相比，四烯雌酮+PG-600处理后的后备母猪平均排卵率差异显著(排卵率28.8%±1.1%)。

2.2.1.2 用于经产母猪 调整母猪群的分娩时间，有助于养殖场实施“批次分娩”和“全进全出”生产策略。通过饲喂四烯雌酮可以延迟妊娠后期母猪分娩，进而实现同期分娩。有研究证实，在母猪妊娠后期109 d～112 d或113 d(但不超过猪群平均分娩时间2 d)，每天按20 mg/头，给妊娠后期母猪饲喂四烯雌酮2 d～3 d，可以延长妊娠期，防止妊娠母猪提前分娩，实现同情分娩。但不造成死胎率、死亡率或难产率的上升[10]。不引起产后泌乳量和奶水中IgG含量的下降[11]。本药物延迟分娩的功能还可用于霉菌毒素引起的早产，避开母猪周末分娩[12]等。

四烯雌酮还可用于延迟母猪断奶后发情，改善母猪下胎次的繁殖性能，如排卵率、窝均产仔数等指标，但不影响分娩率[13]。其原因可能包括,一方面从断奶到下一次发情的延迟使得母猪有更多的时间恢复体况；另一方面在后备母猪的研究发现，四烯雌酮能够提高卵细胞的质量[14]。但也有研究表明，母猪断奶后使用四烯雌酮，尤其是短时间使用(3 d～8 d)，反而会降低下一胎次的分娩率和窝均产仔数[15]。通过监测卵泡大小和生殖激素，研究了断奶后母猪应用四烯雌酮对繁殖能力的影响，认为母猪断奶后，短时间应用四烯雌酮可引起卵泡变大，但是由于较大的卵泡易老化，表现出的雌激素活性有限，影响卵母细胞的成熟，反而会降低母猪的繁殖力[16]。同样值得注意的是，Soede N M等[17]研究认为，母猪在妊娠早期使用四烯雌酮并不能增加胚胎成活率，反而可降低分娩率和窝均产仔数，建议该阶段谨慎使用。

2.2.2 在马管理上的应用 FDA批准四烯雌酮在马方面用于抑制和调节母马的发情。在未妊娠的母马中，用于发情过渡期调整母马发情周期、抑制发情或同期发情；在妊娠母马用于维持妊娠。

四烯雌酮广泛应用于竞赛马的发情抑制，在比赛季节连续给药数月，可使发情季节的马匹更加温顺，方便培训和竞赛，其可抑制95%母马的发情。为研究四烯雌酮的使用是否会导致马匹代谢加强而增强马的体质或者产生对比赛不公平的优势，给12只母马连续8周口服四烯雌酮制剂(0.044 mg/kg)，考察其对马匹社会等级、活动情况、体重和身体状况的影响，结果表明，以推荐剂量对母马长期口服四烯雌酮对优势等级、体重或条件评分无影响，不影响比赛公平性[18]。

马进行胚胎移植的限制条件是在繁殖季节缺少受体母马，为增加受体母马全年生产力，常使用四烯雌酮处理来建立和维持非发情周期母马的妊娠。已经证明受体母马在没有内源性孕激素的情况下，应用四烯雌酮可维持子宫内膜的肌层静止和分泌功能[19]。在马匹进行胚胎移植的过程中，在受体母马的不同阶段(静止期、过渡期以及发情期)注射四烯雌酮，考察了药物对输卵管和卵泡生长的影响，结果表明，在胚胎移植过程中，采用四烯雌酮可有效建立和维持发情静止期和过渡期受体母马的妊娠[20]。

四烯雌酮可穿过胎盘以高浓度进入胎液和胎儿中[19]，其对新生胎儿的影响尚不清楚。Sigler D H等[21]研究表明，本药对母马的生育力、泌乳量、乳汁组成及马驹的生长均无影响。Palm F等[22]研究了使用四烯雌酮对胚胎形成及发育的影响，分析了本药物对与分娩相关的黄体酮、雌激素、缩宫素等激素受体和促炎细胞因子白细胞介素(ILs)6、8以及环氧合酶2(COX-2)mRNA表达的影响。结果表明，使用四烯雌酮不影响正常妊娠中尿囊绒膜和羊膜中的黄体酮、雌激素、缩宫素、促炎细胞因子，COX-2和水通道蛋白等的基因表达。但也有研究认为经四烯雌酮处理过的分娩母马，新生马驹更容易出现问题，诸如中性粒细胞/白细胞比例降低和呼吸功能受损等问题[23]。Neuhauser S等[24]在妊娠后期至分娩时间段内，对妊娠母马每天进行四烯雌酮(0.088 mg/kg)处理，考察四烯雌酮对母马分娩、新生马驹适应性和出生后发育情况的影响。结果发现，四烯雌酮处理组的母马妊娠期时间更短，但马驹的出生重和胎盘重没有差异。与对照组相比，母畜围产期使用了四烯雌酮在马驹出生后具有明显更多的问题。

2.2.3 其他动物 Crosier A E等[25]研究表明，四烯雌酮可有效抑制猎豹的卵泡发育，有助于减少糖皮质激素生成，从而更有效调控其排卵，避免在自然情况下频繁发情。Micheletti T等[26]指出，该药可有效抑制斑虎猫的卵巢功能，从而避免用eCG和hCG诱导排卵后引起的雌激素过多的症状。Stoops M A等[27]研究表明，通过监测尿中反映卵巢功能的生物标志物，配合使用四烯雌酮，可增加印度犀牛繁殖成功率。Zehnder A M等[28]发现，该药可减小雄性斑马的攻击性。

2.3 药代动力学

四烯雌酮口服吸收快，主要分布于肝脏，经Ⅱ相代谢，主要排泄途径为粪便，其次为尿液。药动学研究多见于在马方面的研究报道，在猪方面药动学报道较少。据EMA资料[6]，猪、马按推荐剂量口服同位素标记的四烯雌酮，试验表明,四烯雌酮口服易吸收，达峰时间为3 h～6 h。延长给药时间，猪在血液中累积。猪和马的血液浓度中双相下降，猪的消除半衰期约为10 d。主要分布于肝脏中，有部分存在于肾脏、肌肉和脂肪。在马肝脏中通过与葡萄糖醛酸或硫酸盐结合进行Ⅱ相代谢，未见Ⅰ相代谢物[29]。在猪体内，主要通过胆汁进入粪便排泄，约20%的药物通过尿液排泄；在马体内，24 h内，约53%通过粪便排泄，44%通过尿液排泄[6]。Machnik M等[30]按每天0.044 mg/kg剂量给马口服四烯雌酮(Regumate®)，连续给药5 d。采用一室模型分析药动数据，结果表明，四烯雌酮内服后吸收快，给药后30 min即可检测到药物，达峰时间为15 min～180 min，平均峰浓度Cmax为35 ng/mL；在血浆中72 h内仍可检测到药物；给药后1 d和5 d，在血中清除率分别为356 mL/h/kg 和264 mL/h/kg，消除半衰期分别为2.6 h 和3.7 h。McConaghy F F等[1]按150 mg/匹给马单剂量肌内注射四烯雌酮(Readyserve®Injection)，研究其在马体内药动学过程。结果发现，较之口服给药，肌肉注射给药呈现以下特点：吸收更慢，达峰时间约13 h，是口服给药的10倍；分布更有限；维持时间更长，肌注血药浓度维持在0.5 ng/mL为148 h，口服为16 h；AUC更大，肌注AUC为口服给药的5.6倍。作者指出，吸收慢和分布有限使得注射剂比口服剂更长效。另外，该药可通过怀孕母马的胎盘屏障进入胎儿体内，且浓度较高[31]。

3 毒理学

根据EMA资料显示[6]，关于四烯雌酮的急性毒性资料较少，四烯雌酮在大鼠、小鼠的半数致死量(LD50)分别为176 mg/kg和233 mg/kg；犬对400 mg/kg的四烯雌酮有较好的耐受性。给大鼠、犬多次口服给药的毒性资料较多，主要毒性反应包括引起与激素相关器官的重量减轻或组织损伤，口服后观察到效应的最低剂量(lowest observed effect level,LOEL)总值为0.04 mg/kg。后备母猪安全性试验表明，四烯雌酮按说明使用，不会影响其性成熟，也无生殖毒性。另外，高剂量可引起怀孕母马的胎儿畸形，因此，怀孕母马应严格按照指导剂量使用[32]。

四烯雌酮的环境行为研究表明，其在猪粪中消除半衰期(dissipation time,DT50)为6 d，45 d后检测不到原药及代谢物；在4种土壤中的平均DT50为5.8 d[33]。2016年，EMA综述了猪和马口服四烯雌酮对环境的危害。兽医药品委员会(Committee for Medicinal Products for Veterinary Use,CVMP)认为，该药对猪本身是安全的，但猪用药后排入环境可能对鱼及其他水生生物有害。由于仅对个别马匹用药，四烯雌酮经用药马匹进入环境的量较小，因此在马上的使用对环境无危害[3]。

四烯雌酮的残留标示物为原药，EMA规定其在猪组织中的最高残留限量(maximum residue limits，MRLs)为：皮肤+脂肪4 μg/kg，肝脏2 μg/kg；在马脂肪和肝脏中MRLs均为4 μg/kg。ADI为0.04 μg/kg，即2.4 μg/60 kg[34]。猪按15 mg/头连续给药14 d(Matrix®)，休药期为21 d[35]。Zhang D等[36]采用QuEChERS法处理样品，建立了液相色谱-串联质谱法同时检测猪肌肉中包括四烯雌酮在内的4种兽药的残留。采用基质匹配标准曲线进行定量；4种兽药的回收率为60.5%～83.3%，日内与日间变异系数均小于12%；其中，四烯雌酮的定量限为5 μg/kg。采用该方法对韩国首尔当地市场购买的样品进行检测，未见阳性样品。

4 前景及展望

同期发情是现代化畜牧业中新的繁殖控制技术。控制母畜同期发情对缩短配种时间、提高繁殖率以及有计划合理地组织畜牧生产具有重要作用，同时也是要进行动物胚胎移植的必需手段之一。而四烯雌酮正是养猪生产同期发情技术的关键工具，对规模猪场按计划生产具有重要作用。但其在推广使用上有待进一步研究。

加强药学方面研究。目前四烯雌酮产品主要为口服剂(一种喷/挤压入动物口中的口服给药剂型)。另有用于马的5%注射剂(Readyserve®Injection)。国内关于四烯雌酮的研究仍处于初步探索阶段，尚无相关产品上市。可查阅到的专利仅见口服的四烯雌酮纳米乳液[37]、四烯雌酮油剂[38]和四烯雌酮微球[39]。因此，提高给药准确性和便利性值得关注：①通过包被或微囊等技术制备成可通过食物添加给药的剂型，可提高猪只给药的顺应性，大大方便养殖场临床应用；②研制可适用于猪只的长效注射液，通过1～2次的给药，就能达到15 d的作用时间，可更好地提高给药的精准性与便利性。

加强安全性研究。猪口服及肌注给药后的药代动力学、安全性等方面研究尚少。生态毒理学方面，四烯雌酮可通过猪只使用排入环境，对环境中各种生物的生殖系统等方面的研究较少，还有待进一步进行评估。通过加大药物对靶动物、食品安全、生态环境等方面的安全性研究，使得人们更加放心地使用。因此，四烯雌酮的推广使用，尚有赖于的更多试验数据作为应用指导，相应药理与毒理学的研究有待更进一步开展。只有充分的试验数据支持，才能有更好的应用前景。

参考文献：

[1] Mcconaghy F F,Green L A,Colgan S,et al.Studies of the pharmacokinetic profile,invivoefficacy and safety of injectable altrenogest for the suppression of oestrus in mares[J].Aust Vet J,2016,94(7):248-255.

[2] Hodgson D,Howe S,Jeffcott L,et al.Effect of prolonged use of altrenogest on behaviour in mares[J].Vet J,2005,169(3):322-325.

[3] EMA.Questions and answers on veterinary medicinal products containing altrenogest to be administered orally to pigs and horses [EB/CD].http://www.ema.europa.eu/docs/en-GB/document-library/Referrals-document/Altrenogest-35/WC500212665.pdf,2016-07-29.

[4] Wammer K H,Anderson K C,Erickson P R,et al.Environmental photochemistry of altrenogest:Photoisomerization to a bioactive product with increased environmental persistence via reversible photohydration[J].Environ Sci Technol,2016,50(14):7480-7488.

[5] van Leeuwen J J,Martens M R,Jourquin J,et al.Follicle size and reproductive hormone profiles during a post-weaning altrenogest treatment in primiparous sows[J].Reprod Fertil Dev,2015,27(2):304-312.

[6] EMA,Committe for veterinary medicinal products altrenogest [EB/CD].http://www.ema.europa.eu/docs/en-GB/document-library/Maximum-Residue-Limits-Report/2009/11/WC500009969.pdf,1996-09.

[7] Webel S K.23-Ovulation control in the pig[M].1978:90,1978,90-91.

[8] Stevenson J S,Davis D L.Estrous synchronization and fertility in gilts after 14- or 18-day feeding of altrenogest beginning at estrus or diestrus[J].J Anim Sci,1982,55(1):119-123.

[9] Estienne M J,Harper A F,Horsley B R,et al.Effects of P.G.600 on the onset of estrus and ovulation rate in gilts treated with Regu-mate[J].J Anim Sci,2001,79(11):2757-2761.

[10] Gaggini T S,Perin J,Arend L S,et al.Altrenogest treatment associated with a farrowing induction protocol to avoid early parturition in sows[J].Reprod Domest Anim,2013,48(3):390-395.

[11] Foisnet A,Farmer C,David C,et al.Altrenogest treatment during late pregnancy did not reduce colostrum yield in primiparous sows[J].J Anim Sci,2010,88(5):1684-1693.

[12] Hoeppe D,Latell P.Use of altrenogest in sows to prevent early births induced by mycotoxins[J].Tierärztliche Umschau,2015,70(9):376-380.

[13] Bover P,Almond G.Use of altrenogest at weaning in primiparous sows[J].J Swine Health & Production,2014,22(3):134-137.

[14] Martinatbotte F,Bariteau F,Macar C,et al.Synchronisation of oestrus in gilts with altrenogest:effects on ovulation rate and fetal survival[J].Anim Reprod Sci,1995,39(4):267-274.

[15] Werlang R F,Argenti L E,Fries H C,et al.Effects of breeding at the second oestrus or after post-weaning hormonal treatment with altrenogest on subsequent reproductive performance of primiparous sows[J].Reprod Domest Anim,2011,46(5):818-823.

[16] van Leeuwen J J,Martens M R,Jourquin J,et al.Follicle size and reproductive hormone profiles during a post-weaning altrenogest treatment in primiparous sows[J].Reprod Fertil Dev,2015,27(2):304-312.

[17] Soede N M,Bouwman E G,van der Laan I,et al.Progestagen supplementation during early pregnancy does not improve embryo survival in pigs[J].Reprod Domest Anim,2012,47(5):835-841.

[18] Hodgson D,Howe S,Jeffcott L,et al.Effect of prolonged use of altrenogest on behaviour in mares[J].Vet J,2005,169(3):322-325.

[19] Palm F M,Schenk I,Neuhauser S,et al.Concentrations of altrenogest in plasma of mares and foals and in allantoic and amniotic fluid at parturition[J].Theriogenology,2010,74(2):229-235.

[20] Aristizabal V V,Garcia H M,Junior J D.Influence of injection altrenogest in uttering tone and embryonic vesicle growth in recipient mares reproduction[J].Reprod Fertility Develop,2016,29(1):157.

[21] Sigler D H,Ericson D E,Gibbs P G,et al.Reproductive traits,lactation and foal growth in mares fed altrenogest[J].J Anim Sci,1989,67(5):1154-1159.

[22] Palm F,Budik S,Nowotny N,et al.Effect of altrenogest treatment on the expression of pro-inflammatory cytokines,steroid and oxytocin receptors,and aquaporins in the endometrium and fetal membranes of parturient mares[J].Animal Reprod Sci,2010,121(1-2Suppl):334-336.

[23] Neuhauser S,Palm F,Ambuehl F,et al.Effect of altrenogest-treatment of mares in late gestation on adrenocortical function,blood count and plasma electrolytes in their foals[J].Equine Vet J,2009,41(6):572-577.

[24] Neuhauser S,Palm F,Ambuehl F,et al.Effects of altrenogest treatment of mares in late pregnancy on parturition and on neonatal viability of their foals[J].Exp Clin Endocrinol Diabetes,2008,116(7):423-428.

[25] Crosier A E,Comizzoli P,Koester D C,et al.Circumventing the natural,frequent oestrogen waves of the female cheetah (Acinonyx jubatus) using oral progestin (Altrenogest)[J].Reprod Fertil Dev,2016.

[26] Micheletti T,Brown J L,Walker S L,et al.The use of altrenogest to avoid hyperestrogenism after eCG-hCG ovulation induction in southern tigrina (Leopardus guttulus)[J].Theriogenology,2015,84(4):575-582.

[27] Stoops M A,West G D,Roth T L,et al.Use of urinary biomarkers of ovarian function and altrenogest supplementation to enhance captive breeding success in the Indian rhinoceros (Rhinoceros unicornis)[J].Zoo Biol,2014,33(2):83-88.

[28] Zehnder A M,Ramer J C,Proudfoot J S.The use of altrenogest to control aggression in a male Grant's Zebra (Equus burchelli boehmi)[J].J Zoo Wildl Med,2006,37(1):61-63.

[29] Lampinen-Salomonsson M,Beckman E,Bondesson U,et al.Detection of altrenogest and its metabolites in post administration horse urine using liquid chromatography tandem mass spectrometry--increased sensitivity by chemical derivatisation of the glucuronic acid conjugate[J].J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci,2006,833(2):245-256.

[30] Machnik M,Hegger I,Kietzmann M,et al.Pharmacokinetics of altrenogest in horses[J].J Vet Pharmacol Ther,2007,30(1):86-90.

[31] Palm F M,Schenk I,Neuhauser S,et al.Concentrations of altrenogest in plasma of mares and foals and in allantoic and amniotic fluid at parturition[J].Theriogenology,2010,74(2):229-235.

[32] Riviere J E,Papich M G.Veterinary Pharmacology and Therapeutics[M].USA:Wiley-Blackwell,2009:727.

[33] EMA.Annex I List of the names,pharmaceutical forms,strengths of the veterinary medicinal products,animal species,route of administration,marketing authorisation holders in the Member States[EB/CD].http://www.ema.europa.eu/docs/en-GB/document-library/Referrals-document/Altrenogest-35/WC500212664.pdf.

[34] EMA.Committee for Medicinal Products for Veterinary Use，Opinion of the Committee for Medicinal Products for Veterinary Use on the establishment of maximum residue limits [EB/CD].http://www.ema.europa.eu/docs/en-GB/document-library/Maximum-Residue-Limits-Opinion/2012/03/WC500124457.pdf,2011-10-13.

[35] EMA.Freedom of information summary original new animal drug application 141-222 Altrenogest MATRIX for swine [EB/CD].http://www.fda.gov/ohrms/dockets/98fr/141-222-fois001.pdf,2003-09-30.[S].2003.

[36] Zhang D,Park J A,Kim S K,et al.Determination of residual levels of naloxone,yohimbine,thiophanate,and altrenogest in porcine muscle using QuEChERS with liquid chromatography and triple quadrupole mass spectrometry[J].J Sep Sci,2016,39(5):835-841.

[37] 焦晓军，龚伟勤，韩贞珍，等.一种四烯雌酮纳米乳液及其制备方法[P].201610269070.6.

[38] 刘文善，黄 俭，林 莹.兽用同期发情剂及其制备方法[P].201610154143.7.

[39] Achacha M.Altrenogest formulation and uses thereof for estrus synchronisation in animals.[P].WO2016/054741 A1.