一项发表在《美国微生物学会杂志》《微生物学谱系》上的新研究表明,一种新型半合成化合物可以从天然化合物中衍生出来,对结核分枝杆菌(包括多药耐药菌株)产生强大的活性。这种新化合物为开发新型强效抗结核药物提供了有希望的化学支架。
结核分枝杆菌(M. tuberculosis)是导致结核病(TB)的病原体,是全球细菌性疾病相关死亡的主要原因。目前用于治疗结核病的抗生素疗法已经过时,需要更长的疗程,并且存在产生耐药性的风险。
在新研究中,研究人员寻找能够有效对抗耐药菌株的针对结核分枝杆菌的新型抗生素。在药物发现中,寻找新型抗生素的一个有价值起点是存在于植物、真菌和细菌等生物产生的天然化合物世界中。血根碱(Sanguinarine)是一种已知具有抗菌特性的天然化合物,从北美原生的一种草本开花植物中提取。血根碱已在动物的传统和替代医学中使用,但其毒性使其不适合用作人类药物。
研究团队使用药物化学原理重新设计了血根碱,以生产出毒性降低但抗菌效果更强的化合物。在试管和小鼠的研究中,改进版的血根碱(称为BPD-9)能够杀死对临床上用于治疗结核病的所有一线抗生素都具有耐药性的结核分枝杆菌菌株。此外,BPD-9对非复制(休眠)和细胞内结核分枝杆菌也有效,而这正是限制当前抗结核药物有效性的两个关键方面。研究人员还发现,BPD-9仅对与结核分枝杆菌同属的致病菌有效,这可能保护微生物组和大多数抗生素会伤害的其他有益细菌。
"我们的研究发现了一种具有独特性质的新化学实体,可用于对抗结核分枝杆菌,这可能进一步用于临床转化,"不列颠哥伦比亚大学微生物学和免疫学系助理教授、该研究的通讯作者孙吉姆博士表示。"我们发现这种新化合物对分枝杆菌属的其他成员也有效,这可能在对抗由非结核分枝杆菌引起的致命肺部感染方面证明有价值,这些细菌对大多数抗生素具有臭名昭著的耐药性。我们也可以大胆推测,BPD-9可能以不同于现有抗结核药物的方式杀死结核分枝杆菌。"
该研究是与上海药物研究所(中国科学院)的药物化学团队(杨卫波博士领导)以及麦吉尔大学的细菌遗传学团队(Marcel Behr博士和Andréanne Lupien博士领导)合作进行的。研究得到了加拿大卫生研究院和国家疗养院协会的资助。
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