Page 144 - 2019年2月第30卷第4期
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CYC 可与 MTB 细胞壁的合成代谢有关的酶相结合,从 半胱氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸的代谢有抑制作
而抑制 MTB 细胞中阿拉伯半乳聚糖霉菌酸化抗原 85 用,表明 BBD 对 MTB 核糖体的氧化磷酸化等代谢通路
(Ag85)复合物的活性,而Ag85复合物有助于MTB侵入 有明显的抑制作用。迪拉马尼是一种新型多耐药MTB
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宿主细胞,且与 MTB 细胞壁的形成有关。利用代谢组 抗菌药物,Shimokawa Y 等 将该药与人或动物血浆共
学技术检测 CYC 作用后的 MTB 代谢物,结果发现细菌 同孵育,利用代谢组学技术检测到R-2-氨基-4,5-二氢噁
的脂代谢异常,脂肪酸、三酰甘油利用水平下降,表明 唑衍生物为该药的主要代谢物,并且确立了药物半衰
MTB 的脂合成途径受到抑制,并推测 CYC 可通过影响 期、药物作用适宜的温度及pH值。
Ag85复合物的活性从而抑制MTB的生长和对宿主细胞 对抗结核药物的毒性、安全性及疗效等进行评价是
的侵袭。因此,CYC 有望开发为 MTB 的抗菌抑制剂。 药物研发的必经过程。代谢组学作为新兴发展的技术,
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除此之外,耿叶慧等 总结了大量运用代谢组学技术筛 为抗结核新药研发提供了重要的技术手段。用药后机
选的 MTB 相关抗菌抑制剂,包括与铁代谢有关的腺苷 体尿液的代谢物动态监测、BBD 的作用机制研究、迪拉
酸合成酶 MbtA 抑制剂、与能量代谢途径有关的 NADH 马尼代谢产物检测及半衰期等的确定等成果都有助于
脱氢酶Ⅱ(NDH-2)抑制剂、与膜运转途径有关的蛋白酶 抗结核新药研发工作的进一步开展。
ClpP和膜蛋白复合体3的抑制剂、与细胞壁合成相关的 5 结语
脂肪酰基-腺苷一磷酸(AMP)连接酶 FadD32 和聚酮合 运用代谢组学技术对生物体小分子代谢物进行综
成酶的抑制剂。 合分析研究,可发现并明确MTB的特殊代谢途径,进而
近年来,抑制呼吸链的新药研发是国内的热门研究 可为抗结核新药的研发提供更多信息,包括:分枝菌酸、
领域,利用代谢组学技术筛选抑制 MTB 呼吸链的小分 ACCs、脂酰辅酶A合成酶、泛酸等脂代谢途径相关抗菌
子抑制剂是抗结核新药研发过程中的一大进步。除此 靶点的发现;异柠檬酸裂解酶等能量代谢途径相关抗菌
之外,S-腺苷甲硫氨酸和蛋氨酸的中间代谢产物、CYC、 靶点的发现;色氨酸、β-碳酸酐酶、丙酮酸激酶等氨基酸
MbtA 抑制剂、NDH-2 抑制剂、ClpP 蛋白酶抑制剂、膜蛋
合成代谢途径相关抗菌靶点的发现;与 miRNA 调控的
白复合体 3 抑制剂、FadD32 抑制剂等也有望成为新型
免疫逃逸机制相关抗菌靶点的发现;Q203、QOAS、
MTB抗菌化合物。
FoF1-ATP 酶、BDQ、DARQS 以及其他 MTB 相关抗菌抑
4 代谢组学技术在抗结核新药评价中的应用
制剂等新抗菌化合物的发现;抗结核药物的毒性、安全
利用代谢组学技术可以发现药物作用后机体的代
性、疗效评价等。
谢变化,从而为药物的毒性、安全性、疗效等评价提供依
通过代谢组学技术往往会得到海量的数据集,而目
据。目前,代谢组学技术用于抗结核中药的研究较多,
前对于海量数据处理的方法大多是基于回归法探讨代
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例如 Jahromi HK 等 利用代谢组学技术研究发现兰花
谢物之间的线性关系,但还难以从所获代谢物的数据来
提取物 Salep 具有抗氧化能力,对抗结核药异烟肼导致
精确反映药物代谢的反应速率等,而且对非线性数据的
的肝毒性有预防作用。而在抗结核药物评价方面,关瑾
处理方法还不完善,因此代谢组学样本数据处理分析模
等 研究发现,抗结核药物的毒副作用会破坏体内正常
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型仍需要进一步优化改进。此外,国内目前关于代谢组
细胞的功能和结构、改变细胞的代谢,因此利用代谢组
学技术在抗结核药研发中的研究范围还比较窄,且容易
学技术获得的体内某种代谢物或生物分子的动态变化
漏掉对性质不稳定的小分子和大分子代谢物的分析,因
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可作为药物毒性的评价指标。Das MK等 对较长时间
此建议将代谢组学技术与蛋白质组学或转录组学研究
持续给药的 TB 患者的尿液进行全程代谢动态监测,对
相结合,多学科交叉融合,以更加高效、准确地为抗结核
其尿液中的上千种代谢物进行综合分析,结果发现随着
新药的研发提供多方位的技术支持。
给药时间延长,患者尿液的代谢谱发生明显变化,并且
参考文献
这一变化比组织病理学观察、血液生化指标检测和体质
[ 1 ] Eurosurveillance Editorial Team. WHO publishes global
量测定等毒性评价方法的结果更敏感,在监测药物毒性
tuberculosis report 2013[J]. Euro Surveill,2013,18(43):
作用的发生与发展方面有很好的应用前景。廖艳等 运
[38]
20615.
用代谢组学技术研究发现,某种抗结核药物组的小鼠尿 [ 2 ] JOHNSTON J,ADMON A,IBRAHIM A,et al. Long term
液中牛磺酸和葡萄糖水平明显升高,柠檬酸和α-酮戊二 follow-up of drug resistant and drug susceptible tuberculo-
酸水平明显降低,表明该结核药的毒性可能与三羧酸循 sis contacts in a low incidence setting[J]. BMC Infect Dis,
环的能量代谢异常、线粒体功能异常以及葡萄糖代谢紊 2012. DOI:10.1186/1471-2334-12-266.
[39]
乱有关。此外,金文龙等 利用代谢组学技术对新型抗 [ 3 ] 冯洁,郭莹.代谢组学在心力衰竭诊治中的研究与应用
结核药物 Bis-biguanide dihydrochloride(BBD)的代谢通 [J].医学临床研究,2015,32(4):792-794.
路进行研究,结果显示 BBD 对卡介苗菌株的碳水化合 [ 4 ] ZHAO YY,CHENG XL,VAZIRI ND,et al. UPLC-based
物、嘌呤碱的代谢及氨基酸合成路径影响较大,尤其对 metabonomic applications for discovering biomarkers of
中国药房 2019年第30卷第4期 China Pharmacy 2019 Vol. 30 No. 4 ·563 ·