抗結(jié)核藥物靶點(diǎn)的研究進(jìn)展

吳疆 崔嘉偉 薛云新 王岱

摘要：由結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis，Mtb）感染引起的結(jié)核病（TB）是世界上最致命的感染性疾病之一。因抗結(jié)核藥物的泛用與濫用，細(xì)菌耐藥問(wèn)題日漸凸顯。近幾十年僅有2種抗結(jié)核新藥上市，由于藥物使用中的副作用及其耐藥菌株的出現(xiàn)，急需開(kāi)展針對(duì)Mtb新靶點(diǎn)的藥物研究。本文圍繞近幾年全球最新報(bào)道的抗結(jié)核藥物靶點(diǎn)及其相關(guān)化合物進(jìn)行綜述并加以系統(tǒng)總結(jié)，以期在一定程度上為新型抗結(jié)核藥物的研發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：結(jié)核分枝桿菌；抗結(jié)核藥；靶點(diǎn)

中圖分類號(hào)：R978.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Advances in targets of antituberculosis drugs

Wu Jiang， Cui Jia-wei， Xue Yun-xin， and Wang Dai

（State Key Laboratory of Molecular Vaccinology and Molecular Diagnostics， Xiamen University， Xiamen 361102）

Abstract Tuberculosis （TB） is one of the world's most deadly infectious diseases caused by Mycobacterium tuberculosis （Mtb）. Due to the widespread use and abuse of anti-tuberculosis drugs， the problem of bacterial drug resistance is becoming increasingly prominent. In recent decades， there are only two new anti-tuberculosis drugs in the market， due to the side effects of drug use and the emergence of drug-resistant strains， there is an urgent need to develop new drug targets for Mtb. In this paper， the targets and related compounds of anti-tuberculosis drugs reported in recent years are reviewed and systematically summarized in order to provide a reference for the research and development of new anti-tuberculosis drugs to some extent.

Key words Mycobacterium tuberculosis; Antituberculosis drugs; The target

由結(jié)核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis， Mtb）導(dǎo)致的結(jié)核病（tuberculosis， TB）是現(xiàn)今對(duì)人類最具致命性的一類傳染性疾病。世界衛(wèi)生組織（WHO）的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[1]，2020年有990萬(wàn)TB病患并有約150萬(wàn)例病患因此死亡。盡管臨床上已有可以預(yù)防和治療TB的藥物，但是由于近年來(lái)抗結(jié)核藥物的泛用和濫用，導(dǎo)致多重耐藥甚至廣泛耐藥結(jié)核分枝桿菌的大量出現(xiàn)，使得臨床治療面臨難以解決的困境[2]。

1 抗結(jié)核藥物現(xiàn)況

自20世紀(jì)40年代起，鏈霉素（streptomycin，SM） 和對(duì)氨基水楊酸（p-amino salicylic acid，PAS） 先后被發(fā)現(xiàn)并用于治療TB。隨著1952年異煙肼（INH）的出現(xiàn)，形成“INH+SM+PAS”的三聯(lián)療法，一般需要18～24個(gè)月的治療期?；诨颊叩乃幵春湍褪苄?，其中的PAS可選用氨硫脲（TB1）或乙胺丁醇（EMB）替換。1965年利福平（RIF）開(kāi)始應(yīng)用于臨床后，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)“INH+RIF”可將該療程減短到9個(gè)月，再進(jìn)一步與吡嗪酰胺（PZA）結(jié)合使用能夠使療程減短至半年[3]。此后，相關(guān)研究一直沒(méi)有研發(fā)出應(yīng)用于TB治療的全新結(jié)構(gòu)藥物。

按照其殺菌活性、安全性、臨床療效與藥品價(jià)格，可將抗結(jié)核藥物劃分成一線和二線藥物。一線藥物相對(duì)療效好，副作用小且價(jià)格較低，目前對(duì)藥物敏感性TB患者的治療首選仍是INH、EMB、RIF等一線藥物[4]（表1）。當(dāng)病原體對(duì)一線藥物產(chǎn)生耐受時(shí)，治療可用氟喹諾酮類藥物，如利奈唑胺（LZD）、莫西沙星（MXF）、左氧氟沙星（LVFX）等（表2）。面對(duì)廣泛耐藥和已有二線藥物耐藥結(jié)核分枝桿菌的威脅，在過(guò)去10年中人們研發(fā)推出了兩種二線新藥：貝達(dá)喹啉和德拉馬尼，其相關(guān)的臨床試驗(yàn)和應(yīng)用使得TB的治療有所改善[5]。但由于其諸多使用條件和易產(chǎn)生不良反應(yīng)的限制，并不能從根本上解決抗結(jié)核藥物匱乏的問(wèn)題。該現(xiàn)狀促使研究人員深入了解Mtb的生理特性及其致病機(jī)制，以期發(fā)現(xiàn)新的抗結(jié)核靶點(diǎn)和進(jìn)一步研發(fā)新型抗結(jié)核藥物。

2 抗結(jié)核藥物靶點(diǎn)

2.1 細(xì)胞壁合成相關(guān)

Mtb的細(xì)胞壁與其致病性和侵襲力相關(guān)，其中許多成分可能成為新型抗結(jié)核藥物的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

2.1.1 DprE（decaprenylphosphoryl-D-ribose 2'-epimerase）

DprE （decaprenylphosphoryl-D-ribose 2'-epimerase） 是由DprE1和DprE2構(gòu)成的異二聚體，在D-核糖向D-阿拉伯呋喃糖（decaprenyl-phosphoryl D-arabinose，DPA） 的轉(zhuǎn)化中起重要作用，而DPA是合成細(xì)胞壁阿拉伯聚糖的唯一前體。目前研發(fā)的抑制劑主要針對(duì)DprE1，包括苯并噻嗪酮類、氟喹諾酮類和氮雜吲哚類，其中氮雜吲哚衍生物TBA-7371處于臨床試驗(yàn)的第一階段。Suma等[6]使用基于結(jié)構(gòu)的藥效團(tuán)模型對(duì)氮雜吲哚衍生物進(jìn)行篩選，并通過(guò)誘導(dǎo)匹配對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)結(jié)合Prime MM-GBSA計(jì)算進(jìn)一步驗(yàn)證，從ZINC數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出兩種化合物后將結(jié)果與臨床試驗(yàn)的抑制劑比較，得到了一個(gè)對(duì)DprE1具有最大抑制潛力的化合物ZINC000170252277（圖1）。

2.1.2 分枝桿菌膜蛋白3

作為跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，分枝桿菌膜蛋白3 （mycobacterial membrane protein large 3，Mmp L3） 主要參與Mtb的脂質(zhì)運(yùn)輸、聚合和機(jī)體免疫調(diào)節(jié)等功能，是近期發(fā)現(xiàn)的一類治療藥物靶點(diǎn)[7]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)已篩選出一系列作用于該靶點(diǎn)的化合物（如SQ109、AU1235、BM212等），其中二胺類衍生物SQ109（圖2）的最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）范圍為0.12至0.78 mg/L，耐受性良好且在動(dòng)物模型中可以達(dá)到藥代動(dòng)力學(xué)/藥效學(xué)目標(biāo)[8]，已進(jìn)入臨床試驗(yàn)的第二階段。

2.1.3 L-鼠李糖合成相關(guān)酶

L-鼠李糖是一種脫氧己糖，主要功能是將細(xì)胞壁中兩種成分肽聚糖和阿拉伯半乳糖連接起來(lái)，導(dǎo)致Mtb無(wú)法正常合成細(xì)胞壁。由于人類體內(nèi)沒(méi)有L-鼠李糖成分，因此其合成相關(guān)酶成為可供選擇的藥物靶點(diǎn)[9]。L-鼠李糖在Mtb內(nèi)的合成來(lái)源主要通過(guò)4種酶促反應(yīng)，參與反應(yīng)的酶分別是Rml A （glucose-L-phosphate thymidylyltransferase）、Rml B （dTDP-glucose-4，6-dehydratase）、Rml C （dTDP-6-deoxy-D-xylo-4-hexulose-3，5-epimerase）和Rml D （dTDP-6-deoxy-L-lyxo-4-hexulose C4-reductase）。其中Rml C因其結(jié)構(gòu)的特殊和底物的高特異性，以及對(duì)輔酶因子無(wú)依賴性而在研究領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，但目前尚無(wú)相關(guān)的抑制劑上市。Rath等[10]提出大黃酚可作為Rml C抑制劑的候選化合物。而Dhaked等[11]通過(guò)對(duì)4個(gè)酶進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)建模并分析，篩選出G8、Q80、G85等幾十個(gè)具有潛在功能的殘基以探討催化機(jī)制，以期對(duì)未來(lái)相關(guān)化合物的合成提供參考方向。

2.1.4 烯?；d體蛋白還原酶

烯?；d體蛋白還原酶（Inh A）在細(xì)胞壁脂肪酸合成方面發(fā)揮著重要作用，是一線藥物INH的一個(gè)關(guān)鍵作用靶點(diǎn)[12]。INH屬于一類前體藥物，依賴于KatG酶將其激活，而KatG的基因突變會(huì)阻斷該激活途徑并導(dǎo)致耐藥。因此現(xiàn)在許多研究聚焦于Inh A的“直接抑制劑”。三氯生（TCS）屬于一類廣譜抗生素，可對(duì)Inh A造成可逆、溫和的抑制。Armstrong等[13]應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、合成和表征了一系列帶有連接到B環(huán)的1，5-三唑基團(tuán)的新型TCS衍生物，從中篩選得到效果最佳的化合物11（圖3），其MIC為（12.9±5.0） ?mol/L。然而其體外酶活顯示效果并不理想，50 ?mol/L該化合物僅能達(dá)到11%的抑制效率。

2.1.5 D-丙氨酸-D-丙氨酸連接酶A

D-丙氨酸-D-丙氨酸連接酶A（D-Alanyl-D-alanine ligase A，DdlA）能在ATP的介導(dǎo)下促進(jìn)D-丙氨酸 （Ala）分子的二聚化，獲得D-丙氨酰-D-Ala。其產(chǎn)物與肽聚糖（PG）的五肽生物合成相關(guān)，能顯著影響Mtb細(xì)胞壁的正常功能[14]。D-環(huán)絲氨酸（DCS）是DdlA的抑制劑，其添加（16 μg/mL）可以抑制菌株的生長(zhǎng)。Yang等[15]建立了1種TB-DdlA活性比色法用于DdlA抑制劑的高通量篩選，同時(shí)采用pull-down實(shí)驗(yàn)和MS/MS分析了TB-DdlA之間的相互作用，并據(jù)此鑒定出8個(gè)不同的TB-DdlA潛在的相互作用蛋白。Meng等[16]通過(guò)高通量篩選出了DdlA競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑IMB-0283（圖4），其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和臨床耐藥Mtb菌株的MIC范圍為0.25～4.00 μg/mL，且在小鼠模型中可以檢測(cè)到良好的抑菌活性。但是抑制酶活和抑菌活性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在差異，表明DdlA可能不是IMB-0283的主要靶點(diǎn)，這仍需進(jìn)一步研究其作用機(jī)制以保證其體內(nèi)應(yīng)用的安全性。

2.1.6 HspX蛋白

HspX蛋白是一種僅在Mtb中表達(dá)的α-晶體蛋白。研究發(fā)現(xiàn)，在宿主巨噬細(xì)胞中，低氧水平會(huì)誘導(dǎo)分枝桿菌細(xì)胞壁中的HspX高度表達(dá)。這表明它在TB感染的潛伏期中起著重要作用[17]。由于治療期間人體容易產(chǎn)生抗生素耐藥性，因此通過(guò)接種疫苗進(jìn)行早期預(yù)防是控制感染的有效途徑之一。目前可用的結(jié)核病疫苗只有卡介苗（Bacillus calmette-guerin，BCG）。Moradi等[18]通過(guò)編碼融合HspX-PPE44-EsxV抗原，得到了一種新型DNA疫苗，并在BALB/c小鼠感染模型中分別測(cè)試了單獨(dú)使用新型疫苗及其與BCG聯(lián)用后的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HspX融合疫苗可以在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)高水平的特定細(xì)胞因子，而且在BCG增強(qiáng)免疫方案中使用該DNA疫苗可產(chǎn)生大量的IFN-γ、IL-12和TGF-β等細(xì)胞因子，從而取得更好的療效。

2.2 DNA/RNA合成相關(guān)

2.2.1 DNA促旋酶

DNA促旋酶是一種四聚體蛋白，由2個(gè)GyrA和2個(gè)GyrB亞基構(gòu)成，以ATP依賴性方式催化DNA的負(fù)超螺旋[19]。由于其不存在于人體且是Mtb中唯一的II型拓?fù)洚悩?gòu)酶，因此成為抗結(jié)核藥物中的研究靶點(diǎn)。近年來(lái)，由于GyrA亞基易發(fā)生氟喹諾酮類耐藥突變，藥物研究及靶點(diǎn)篩選已轉(zhuǎn)向GyrB亞基[20]。Rajput等[21]通過(guò)對(duì)用過(guò)的藥物進(jìn)行重新篩選，從中發(fā)現(xiàn)了松果菊苷、多柔比星、表柔比星和伊達(dá)比星4種對(duì)促旋酶B亞基具有高親和力的藥物（圖5）。通過(guò)熒光光譜、圓二色譜法等測(cè)定，表柔比星和松果菊苷對(duì)Mtb的MIC90（試驗(yàn)中抑制90%細(xì)菌的MIC）最低，分別為6.3和12 μmol/L。同時(shí)，表柔比星和松果菊苷能夠靶向DNA促旋酶，通過(guò)抑制其催化循環(huán)從而抑制分枝桿菌生長(zhǎng)，這也為可用于耐藥菌株的新型藥物優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。

2.2.2 RNA聚合酶

RNA聚合酶在Mtb和真核生物中的結(jié)構(gòu)存在一定差別?？股豏IF能與RpoB蛋白（RNA聚合酶的β-亞基）特異性結(jié)合，抑制RNA轉(zhuǎn)錄與合成，實(shí)現(xiàn)殺菌效果[22]，因此編碼RpoB蛋白的基因突變能導(dǎo)致Mtb對(duì)RIF耐藥。RpoB蛋白基因中大部分突變位點(diǎn)處于81 bp的RIF抗性決定區(qū)，因而近年來(lái)針對(duì)利福平抗性決定區(qū)（rifampicin resistance determining region，RRDR） 的研究成為了熱點(diǎn)方向。Hameed等[23]發(fā)現(xiàn)RpoB蛋白的531號(hào)氨基酸密碼子突變同RIF的耐藥存在聯(lián)系。Zaw等[24]也發(fā)現(xiàn)RRDR中最常見(jiàn)的突變密碼子為516號(hào)、526號(hào)和531號(hào)，其中531號(hào)位點(diǎn)氨基酸的突變發(fā)生最為廣泛。目前需要能夠識(shí)別與耐藥突變相關(guān)的分子檢測(cè)方法，以便進(jìn)一步開(kāi)展耐藥突變的研究。

2.2.3 次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase，HGPRT）是一種細(xì)胞質(zhì)酶，它合成的6-氧嘌呤核苷單磷酸是DNA/RNA合成過(guò)程中所必需的[25]。兩種吡咯烷核苷磷酸鹽是目前針對(duì)Mtb-HGPRT最有效的抑制劑，Eng等[26]分別將Mtb和人體的HGPRT與從抑制劑中提取的一種復(fù)合物6作用后的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，該結(jié)果解釋了抑制劑在體外對(duì)這兩種酶抑制常數(shù)存在的60倍差異。復(fù)合物6的四酰胺前藥（圖6）能夠抑制Mtb的生長(zhǎng)，其在復(fù)制期半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）為14 μmol/L，而在潛伏期IC50為29 μmol/L。此外，它還能抑制Mtb在宿主巨噬細(xì)胞中的生長(zhǎng)（MIC50為85 μmol/L），同時(shí)對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞具有較低的毒性，其細(xì)胞半數(shù)毒性濃度（half cytotoxic concentration，CC50）為（132±20） μmol/L。此類化合物日后有望成為新型抗結(jié)核藥物的前體化合物。

2.2.4 胸苷酸激酶

胸苷酸激酶（thymidine monophosphate kinase，TMK）是一種核苷單磷酸激酶，在嘧啶合成中起關(guān)鍵作用，對(duì)細(xì)菌的DNA合成至關(guān)重要[27]。TMK可催化ATP和脫氧胸苷-5'-單磷酸（dTMP）之間的可逆磷酸化，產(chǎn)生ADP和脫氧胸苷-5'-二磷酸（dTDP），并通過(guò)再次磷酸化得到胸苷5'-三磷酸（dTTP）[28]。Mtb-TMK在人體中的低同源性使其成為潛在的藥物靶點(diǎn)。不僅Wayengera等[29]通過(guò)對(duì)TB患者樣本的免疫血清檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Mtb-TMK可作為潛伏性感染的血清標(biāo)記物。Naik等[30]也通過(guò)高通量篩選等方法，發(fā)現(xiàn)了氰基吡啶酮類和萘啶類化合物都對(duì)TMK具有較好的選擇性。最新報(bào)道Venugopala等[31]通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)并評(píng)估了幾種嘧啶酮和嘧啶硫酮化合物，最終嘧啶酮1a和嘧啶硫酮2a（圖7）被篩選出作為針對(duì)TMK靶點(diǎn)的先導(dǎo)化合物。

2.3 能量代謝相關(guān)

2.3.1 ATP合成酶

Mtb中的ATP合酶是一種含有多個(gè)亞基的跨膜蛋白復(fù)合物，參與幾乎所有活細(xì)胞的能量代謝和部分細(xì)胞間的信號(hào)傳遞[32]。由atpE基因編碼的ATP合酶C亞基是抑制劑貝達(dá)喹啉的主要作用靶點(diǎn)。但基因突變導(dǎo)致的貝達(dá)喹啉耐受加上貝達(dá)喹啉所導(dǎo)致的心律失常及惡心、頭痛一系列副作用，限制了其臨床應(yīng)用。Saxena等[33]開(kāi)發(fā)了以計(jì)算參數(shù)為自變量，以活性 （-log IC50/MIC） 為因變量的定量構(gòu)效關(guān)系 （quantitative structure-activity relationship，QSAR）模型，對(duì)一系列雙喹啉衍生物進(jìn)行了評(píng)估。Dhulap等[34]也對(duì)二芳基喹啉抑制劑的構(gòu)效關(guān)系（structure-activity relationship，SAR）和臨床藥理學(xué)進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)貝達(dá)喹啉SAR研究衍生的TBAJ-587和TBAJ-876化合物（圖8）在體外和小鼠結(jié)核病模型研究中均顯示出其對(duì)TB的潛在療效，目前兩類化合物皆處于臨床研究的第一階段。

2.3.2 細(xì)胞色素bc1： aa3

Mtb的細(xì)胞色素bc1： aa3是由甲萘醌、細(xì)胞色素c還原酶（bc1）和細(xì)胞色素aa3型氧化酶組成的復(fù)合體，主要在呼吸鏈中發(fā)揮電子傳遞效能，顯著影響ATP的合成[35]。咪唑并[1， 2-α]吡啶類化合物Q203（圖9）是針對(duì)細(xì)胞色素bc1： aa3復(fù)合體中細(xì)胞色素b亞基 （the cytochrome b subunit，QcrB）而研發(fā)的抑制劑，目前處于臨床研究的第二階段。研究發(fā)現(xiàn)Q203僅有抑菌功能而無(wú)法殺菌，這是因?yàn)镸tb的電子傳遞鏈內(nèi)含細(xì)胞色素bc1： aa3、細(xì)胞色素bd氧化酶這2個(gè)末端氧化酶，Q203靶向QcrB將細(xì)胞色素bc1： aa3作用阻斷的同時(shí)，細(xì)胞色素bd氧化酶能補(bǔ)償ATP的合成從而保證細(xì)菌的存活。Kalia等[36]對(duì)細(xì)胞色素bd氧化酶的編碼基因cydAB進(jìn)行敲除后， 發(fā)現(xiàn)Q203能夠完全抑制細(xì)菌的呼吸，這提示該類藥物研發(fā)可以考慮從兩種末端呼吸酶的相互作用入手。Cleghorn等[37]也鑒定發(fā)現(xiàn)靶向QcrB的新型嗎啉-噻吩（morpholino thiophenes，MOT） 具有細(xì)胞低毒性、殺菌高活性[對(duì)H37Rv的MIC為（0.72±0.30） μmol/L]，同時(shí)在急性感染小鼠模型中取得了成效。

2.3.3 莽草酸激酶

莽草酸途徑的終產(chǎn)物是分支酸鹽，這是一種芳香族氨基酸和甲基萘醌等物質(zhì)的前體。在該途徑中起關(guān)鍵作用的莽草酸激酶 （shikimate kinase，SK），近年來(lái)因其不存在于人體，但存在于包括Mtb在內(nèi)的多種細(xì)菌內(nèi)，成為藥物靶點(diǎn)研究的對(duì)象[38]。Masoko等[39]從Sutherlandia frutescens（一種傳統(tǒng)抗結(jié)核藥物，具體作用機(jī)制未知）中分離出α-亞麻酸并在體外驗(yàn)證了其對(duì)SK的抑制效果（IC50為0.1 μg/mL）。Rahul等[40]應(yīng)用了一種基于配體和結(jié)構(gòu)的虛擬篩選方法，作為鑒定用于開(kāi)發(fā)SK抑制劑的支架。并根據(jù)合成可行性選擇了17種化合物測(cè)試其生物活性，結(jié)果顯示這些化合物都有體外抑制酶活的作用。其中大多數(shù)化合物IC50為50 μg/mL，少數(shù)為25 μg/mL。盡管目前對(duì)SK的研究大多停留在計(jì)算機(jī)的模擬和篩選階段，但合成的化合物往往與SK有較高的親和力，也預(yù)示了SK作為抗結(jié)核藥物靶點(diǎn)的廣闊前景。

2.3.4 細(xì)胞色素P450酶系

細(xì)胞色素P450 （cytochromeP450，CYPs） 是一類具有混合功能的氧化還原酶，在細(xì)胞合成與分解代謝活動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。CYPs在大多數(shù)細(xì)菌中不超過(guò)5種，甚至不存在于大腸桿菌中。但H37Rv基因組測(cè)序結(jié)果顯示，在其基因組中有20種CYPs單氧酶[41]。氯法齊明（Cfz）被視作核心二線藥物，體外鑒定結(jié)果顯示其可有效抑制CYPs。Sangana等[42]發(fā)現(xiàn)在治療TB感染過(guò)程中聯(lián)用藥物含有CYPs的底物（如米達(dá)唑侖）時(shí)，會(huì)發(fā)生相關(guān)代謝反應(yīng)而對(duì)人體產(chǎn)生危害。正在進(jìn)行Ⅱ期臨床試驗(yàn)的SQ109是被看好的抗結(jié)核候選藥物之一，已被驗(yàn)證能被人、狗和鼠的肝微粒體有效代謝。雖然目前還沒(méi)有Mtb中CYPs與其相互作用的報(bào)道， 但Bukhdruker等[43]發(fā)現(xiàn)CYP124會(huì)在體外結(jié)合SQ109并羥基化后形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，因而作出SQ109只是前體，需要CYPs參與代謝后才能產(chǎn)生抗結(jié)核作用的假設(shè)，這也是首次發(fā)現(xiàn)Mtb中的CYPs能夠?qū)⒖菇Y(jié)核藥物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。

2.4 其他抗結(jié)核靶點(diǎn)

2.4.1 鐵代謝相關(guān)

鐵對(duì)Mtb的致病性和毒力是必不可少的。細(xì)菌從宿主蛋白內(nèi)攝取鐵時(shí)，鐵載體發(fā)揮著非常重要的作用。分枝桿菌表達(dá)的腺苷化酶MbtA，對(duì)菌蛋白生物合成的初始反應(yīng)具有催化作用。Ferguson等[44]測(cè)試了846種抑制Mtb生長(zhǎng)的化合物與MbtA的結(jié)合能力并篩選得到效果最佳的一個(gè)化合物，發(fā)現(xiàn)其對(duì)MbtA具有高親和性，MIC90值為13 μmol/L。Bythrow等[45]研發(fā)了一種水楊酸腺苷酸化酶抑制劑salicyl-AMS（圖10）及其衍生物，可以靶向MbtA，并在小鼠模型中驗(yàn)證了其療效（MIC為0.8至5.3 ?g/mL）。然而該藥物的半衰期較短（50 mg/kg，腹腔給藥時(shí)t1/2=13 min）及生物利用率低仍是限制其應(yīng)用于治療的短板。

鐵依賴性調(diào)節(jié)蛋白（iron-dependent regulator，IdeR）在Mtb鐵代謝當(dāng)中有著重要作用。對(duì)IdeR的晶體學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，僅有其二聚體結(jié)構(gòu)具有完整的功能活性，能與DNA上保守區(qū)域相互作用。因此其抑制劑的研發(fā)方向主要是通過(guò)阻止二聚體的形成或阻斷IdeR與DNA相關(guān)序列的相互作用。Salimizand等[46]嘗試引入了兩種相關(guān)新化合物（有效肽結(jié)構(gòu)為RPR和GVPG）并通過(guò)體外抑菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其效力，該結(jié)果說(shuō)明在抗結(jié)核藥物研發(fā)方面，IdeR靶點(diǎn)具有相當(dāng)?shù)难芯亢蛻?yīng)用潛力。

2.4.2 免疫相關(guān)

TB的臨床治療難點(diǎn)不僅在于耐藥菌的出現(xiàn)，還有Mtb特有的免疫逃避機(jī)制。作為一類肽聚糖水解酶，RipA通過(guò)活化NFκB信號(hào)途徑，同時(shí)促進(jìn)IL-6、TNF-α與促炎細(xì)胞因子的生成，并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化標(biāo)志物MHC-II、CD80和CD86的表達(dá)，這表明細(xì)胞向M1極化；同時(shí)降低自噬標(biāo)志物L(fēng)C3BII和P62/SQSTM1的水平，增加了P62/Beclin1的比例，使得細(xì)胞自噬受到抑制。這些內(nèi)環(huán)境變化都抑制了有效的先天免疫反應(yīng)， 保證Mtb在巨噬細(xì)胞中的存活[47]。此外有報(bào)道Mtb-ΔripA未能在巨噬細(xì)胞和小鼠模型中有效建立感染，也表明RipA在感染中所起的關(guān)鍵作用[48]。目前還沒(méi)有相關(guān)化合物的篩選報(bào)告，但RipA作為抗結(jié)核靶點(diǎn)已經(jīng)展現(xiàn)出其研究前景。

酰胺酶Ami1和Ami4參與細(xì)胞分裂過(guò)程中的肽聚糖降解、再循環(huán)等過(guò)程，其中Ami1被認(rèn)為與RipA共同保障Mtb在宿主細(xì)胞內(nèi)的分裂[48]。Kieswetter等[49]通過(guò)在C57BL/6小鼠模型中分別對(duì)Ami1和Ami4進(jìn)行敲除實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示趨化因子以及促炎細(xì)胞因子皆有所提升，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不穩(wěn)定，后續(xù)還需要進(jìn)一步的探究。

除了上述分類的靶點(diǎn)以外，還有許多在Mtb的生長(zhǎng)、致病等過(guò)程中起關(guān)鍵作用的蛋白。如與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的亮氨酰-tRNA合成酶[50]、與細(xì)胞壁合成相關(guān)的聚酮合酶[51]及β-酮酰-ACP合成酶[52]、與能量代謝相關(guān)的異檸檬酸裂解酶[53]等，都具備成為抗結(jié)核藥物靶點(diǎn)的潛力。

3 總結(jié)

近幾十年來(lái)隨著對(duì)Mtb各種代謝相關(guān)基因的破解和生物技術(shù)的進(jìn)步，抗結(jié)核靶點(diǎn)的研究進(jìn)展加快，許多有潛力的靶點(diǎn)得以被發(fā)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)靶點(diǎn)基因組學(xué)和耐藥機(jī)制的深入探究，又篩選出眾多具備潛在抗結(jié)核能力的新型化合物。不過(guò)由于化合物從篩選、合成到試驗(yàn)的周期長(zhǎng)、成本高，加上體內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有差異性，因而目前進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的化合物并不多，近幾十年來(lái)上市的新型化合物仍然只有貝達(dá)喹啉屬于首選藥物。盡管如此，針對(duì)重要靶點(diǎn)如細(xì)胞壁合成的抑制劑SQ109、TBA-7371，能量代謝相關(guān)的抑制劑Q203和TBAJ-587等研究已較為成熟且仍在優(yōu)化試驗(yàn)，有望上市。

本文參考《中國(guó)抗生素雜志》2017年“抗結(jié)核靶點(diǎn)的研究進(jìn)展”一文[54]，對(duì)DprE、Mmp L3等幾個(gè)之前介紹過(guò)的重要靶點(diǎn)進(jìn)行了最新的綜述，并按照影響Mtb的細(xì)胞壁合成、DNA/RNA合成、能量代謝等方向，對(duì)近年來(lái)報(bào)道的其它靶點(diǎn)及相關(guān)化合物進(jìn)行歸納分析，同時(shí)對(duì)于一些目前研究較少但具有潛在作用的如免疫相關(guān)靶點(diǎn)也進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述?？傊?，對(duì)Mtb的生存及其代謝途徑進(jìn)行多方位的研究，有利于開(kāi)發(fā)高效的抗結(jié)核藥物，有望早日為患者帶來(lái)福音。

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