资料来源：邓琪，肖春玲. 新型抗结核药物研究进展[J]. 中国新药杂志，2019，28（13）：1567-1573.

近年来，多药耐药和广泛耐药结核分枝杆菌的不断出现与传播，人类免疫缺陷病毒（HIV） 与结核分枝杆菌（ MTB） 的共感染人数的激增，使得结核病的防治面临巨大的挑战。据 WHO 统计，2016 年全球有1 040 万结核病患者，其中与 HIV 共感染的患者为 100 万；170 万结核病患者死亡，其中约 37万患者是 MTB与 HIV 共感染患者。2016 年全球新增多药耐药结核患者 49万人，其中有 6.2%是广泛耐药结核患者[1]，多药耐药结核检出率显著增加。我国是全球结核病高负担国家之一，也是结核耐药问题最为严重的国家之一，据统计，2016年我国新增结核病患者90万，其中多药耐药结核病患者 7万，耐药比例占到了 7.8% ，明显高于全球平均水平。传统抗结核药物已经不能有效治愈由耐药结核分枝杆菌引发的结核病，研制可有效治疗耐药结核病的新型药物成为全球科学家的当务之急。近些年来，通过科研工作者的不断努力，抗结核药物的研发取得了一定的进展，2个抗结核新药贝达喹啉和德拉马尼分别于 2012 年和 2014年上市，另有 17 个抗结核药物已经处于临床研究阶段，其中包括新结构和新机制的化合物、已有抗结核药物的结构修饰物，以及已上市药物的联合用药。本文将对新上市以及处于临床研究的抗结核新药的药效、药动学和作用机制进行综述，为新型抗结核药物的研发提供借鉴。近年上市以及处于临床研究的抗结核药物如表 1 所示。

表1  近年上市以及处于临床研究的抗结核药物

1 新上市的抗结核药物

1. 1 贝达喹啉（ bedaquiline）  贝达喹啉属于二芳基喹啉类化合物，是美国强生公司采用以耻垢分枝杆菌作为模式生物的细胞模型筛选获得的新型抗耐药结核分枝杆菌药物。作为优先审评药，贝达喹啉于 2012 年 12月28日经 FDA 批准在美国上市，与其他药物联合使用治疗成人多药耐药结核病，是首个被批准用于治疗多药耐药结核病的新药[2]。

贝达喹啉是时间依赖性抑菌剂，对结核分枝杆菌 H37Ｒv MIC 为 0. 03 μg·mL^－1，对临床分离的结核分枝杆菌敏感菌株 MIC为 0.03～0.12μg·mL^－1，对临床分离的异烟肼、利福平、乙胺丁醇等耐药菌株也有相同的抑菌活性[3]。贝达喹啉对多种非结核分枝杆菌也表现出良好的抑制活性，包括海分枝杆菌、耻垢分枝杆菌、牛分枝杆菌、溃疡分枝杆菌等[4]，但对其他革兰阳性菌和革兰阴性菌活性较弱，MIC＞4μg·mL^－1。采用小鼠急性感染模型进行的体内抗结核活性评价结果显示，以100 mg·kg^－1的剂量单次给药，小鼠肺组织中荷菌数下降 2.5 log值，且可以维持 8 d；以 12.5 mg·kg^－1·d^－1的剂量连续给药 4 周，小鼠肺组织中荷菌数下降约 2 log 值[3]。

小鼠体内的药动学实验结果显示，以 6.25 mg·kg^－1的剂量单次口服给药，最大血药浓度（Cmax）为0.4～0.54μg·mL^－1，达峰时间（Tmax）为 1 h，药时曲线下面积（AUC）为 5.0～5.9μg·h^{－ 1}·mL^{－ 1}。贝达喹啉血浆蛋白结合率很高，与人血浆蛋白结合率约99.9%；贝达喹啉组织分布广泛，在肺、肝脏、脑和脾等主要器官中均有分布，痰液中也能检测到贝达喹啉，且其浓度与最大血浆浓度相当[5]；贝达喹啉主要通过细胞色素 P450 酶 CYP3A4 代谢，主要代谢产物是贝达喹啉脱甲基的产物；贝达喹啉主要通过粪便排泄，约有 75%～85%的贝达喹啉从粪便排出，仅有约 1%～4% 通过尿液排出[6]。

Andries 等[3]采用化合物诱导耐药的方法，在实验室获得了贝达喹啉耐药菌株，通过对耐药菌基因组进行序列测定寻找其作用靶标，发现了贝达喹啉的作用靶标为 ATP 合成酶的 F0 亚基，后续科学家们通过各种体内外实验相继证明了贝达喹啉具有抑制 ATP 合成酶的活性，阐明了贝达喹啉的作用机制主要通过抑制 ATP 合成酶质子泵的活性影响分枝杆菌的 ATP 合成，阻断其能量供应，导致菌体内ATP 耗竭和 pH 失调，从而发挥杀灭结核分枝杆菌作用。临床试验显示： 在治疗初期，结核分枝杆菌的ATP 浓度尚维持在正常水平，治疗开始后几天 ATP浓度开始逐渐下降，结核分枝杆菌随之死亡[]，处于持留状态的结核分枝杆菌菌体内 ATP 浓度较正常生长的结核分枝杆菌低，贝达喹啉能更加快速地将其杀灭，可有效缩短结核病疗程[8]。

1.2  德拉马尼（delamanid）  德拉马尼属于硝基咪唑类化合物，是日本大冢制药有限公司在研究抗结核候选药物 PA-824 系列化合物的构效关系的基础上设计合成的。2014 年 4 月，德拉马尼在欧洲批准上市，用于治疗耐药结核病，2014 年 7 月在日本批准上市。德拉马尼是剂量依赖性杀菌剂，体外抑菌活性显示，德拉马尼对结核分枝杆菌敏感菌株和临床分离的异烟肼、利福平、乙胺丁醇、链霉素耐药菌株均有较强的抑菌活性，MIC90值约为 0.012μg·mL^{－ 1}[9]。小鼠慢性感染模型实验结果显示，以 2.5mg·kg^－1·d^－1的剂量连续给药 4 周，德拉马尼可使肺组织中荷菌数下降 4.1 log 值[9]。

小鼠体内的药动学实验结果显示，以 2.5 mg·kg^{－ 1} 的剂量单次口服给药时，Cmax为 0.297μg·mL^－1，Tmax为 6 h，药时曲线下面积为 4.13μg·h·mL^－1，半衰期（t1/2）为 7.6 h[9]。德拉马尼血浆蛋白结合率很高，与人血浆蛋白结合率大于 99.3%；德拉马尼组织分布广泛，除了肝脏、肺、肾等主要器官外，在中枢神经系统、眼球、胎盘等中也有分布，德拉马尼在肺中浓度较高，其在肺中最大浓度比血浆中浓度高 3～5 倍[10]；德拉马尼主要在血浆中代谢，德拉马尼的氧氮杂环首先被打开，生成代谢产物 M1，随后 M1 被水解或氧化生成其他代谢产物[11]；德拉马尼主要通过粪便排泄，只有约不到 5% 的德拉马尼通过尿液排泄。

作用机制研究发现，德拉马尼是通过抑制分枝菌酸的合成，进而影响细胞壁的生物合成而发挥抑菌作用。但是，德拉马尼抑制分枝菌酸合成的作用方式与异烟肼不同。Matsumoto 等[9] 利用14 C 同位素标记的方法验证了德拉马尼通过抑制甲氧基-分枝菌酸和酮-分枝菌酸的合成起到抑制细胞壁合成的作用，IC50值为 0. 021～0.036μg·mL^－1，德拉马尼对 α-分枝菌酸的合成抑制作用弱，而异烟肼能抑制所有亚型分枝菌酸的合成。

2  处于临床研究的抗结核药物

2.1 PA-824 PA-824  与德拉马尼一样，属于硝基咪唑类化合物，由TB 联盟开发研制，目前处于临床Ⅲ期研究阶段。PA-824不仅能够抑制生长状态的结核分枝杆菌，对持留的结核分枝杆菌同样有效。体外抑菌活性显示，PA-824 对结核分枝杆菌 H37ＲvMIC 为0.039～0.13μg·mL^－1，对耐药的结核分枝杆菌 MIC为 0.015～0.531μg·mL^－1[12]。采用小鼠慢性感染模型进行体内抗结核活性评价结果显示，以100 mg·kg^－1·d^－1剂量连续给药 8 周，PA-824 可使肺组织中荷菌数下降 4 log 值，疗效与异烟肼 25mg·kg^－1·d^－1相当[13]。小鼠体内的药动学实验结果显示，分别以 20，40和 80 mg·kg^－1的剂量单次口服给药，Tmax 均为6 h，Cmax分别为 3.48，7.98，15.29 μg·mL^－1，AUC 分别为3 292，5 851和12 445μg·min·mL^－1，t1/2为 5～10h[14]。

PA-824 组织分布广泛，以 40 mg·kg ^{－ 1}的剂量口服给药，2 h 后在肝、心脏、肺、脾、肾、胃中的浓度高于血浆浓度，而且 PA-824 能穿过血脑屏障进入脑组织中[14]。PA-824 代谢途径广泛，既能通过还原反应生成代谢产物，也能通过氧化反应生成代谢产物，约有 20% 的代谢反应是由代谢酶 CYP3A 催化。

PA-824 对正常生长状态下结核分枝杆菌的抑制作用具有双重机制，既抑制结核分枝杆菌蛋白质的合成，又抑制细胞壁分枝菌酸的合成，PA-824 抑制分枝菌酸合成的作用方式与德拉马尼相似，是抑制酮-分枝菌酸的合成[12]，但抑制蛋白质合成的作用靶标尚不明确； PA-824 对低氧非复制状态下的结核分枝杆菌也有抑制作用，其可能的作用机制是：PA-824 能作为一氧化氮供体，释放一氧化氮，而一氧化氮能抑制细胞色素 C 氧化酶活性，干扰电子流传递影响 ATP 合成，从而发挥抑菌作用[15]。

2. 2 SQ-109 SQ-109  由美国 Sequella 公司通过高通量组合筛选的方法得到的乙胺丁醇类似物，处于Ⅱ期临床研究阶段。SQ-109 对结核分枝杆菌敏感菌株的 MIC 为0.63～1.56μg·mL^－1，对耐药结核分枝杆菌依然表现出良好抑制活性，对耐乙胺丁醇、异烟肼、利福平的结核分枝杆菌的 MIC分别为 0.9，1.4 和 0.7μg·mL^－1[16]。小鼠慢性感染模型评价 SQ-109 的体内抗结核活性结果表明： 以 10 和25 mg·kg^－1·d^－1的给药剂量治疗30 d后，其肺部和脾脏的菌落数分别减少1.5～2.5log。

Jia等[17]对 SQ-109 的药动学性质进行了初步研究，结果显示：在大鼠体内，单次口服给药13 mg·kg^－1剂量下，SQ-109 的Tmax为 0.5 h，Cmax浓度为 644ng·mL^－1，t1/2为 8.2 h，AUC为 992 ng·h·mL^－1，口服生物利用度为 12%； SQ-109在大鼠体内分布广泛，在肝脏中浓度最高，其次是肺、脾和肾； SQ-109 进入体内后首过效应明显，肝脏代谢速度很快，主要发生氧化和脱甲基化，推测主要是被 CYP2D6 和 CYP2C9所代谢；在给药 24 h 后，粪便中检测到的 SQ-109 的量约占给药量的 2.2%，在尿液中检测到的 SQ-109 含量约占给药量的5.6%。

SQ-109 能够抑制结核分枝杆菌细胞壁的生物合成，但具体作用机制尚不明确。SQ-109 虽然是乙胺丁醇类似物，但现有的研究结果表明其与乙胺丁醇具有不同的作用机制。Jia 等[18] 分别用 SQ-109和乙胺丁醇处理结核分枝杆菌，检测药物处理前后菌体内蛋白的变化，结果发现 SQ-109 和乙胺丁醇处理后的结核分枝杆菌中差异蛋白完全不同，说明了两者作用靶标不同。Tahlan 等[19]研究发现 SQ-109能通过抑制膜转运蛋白 MmpL3，从而抑制细胞壁的合成；但是 SQ-109 对不含 MmpL3 的其他微生物也有抑制作用，这说明 SQ-109 可能还有其他作用靶标。关于 SQ-109 的作用靶标还有待进一步的研究。

2.3 PBTZ-169 PBTZ-169  属于苯并噻嗪酮类化合物，是抗结核化合物 BTZ043衍生物，是一类新结构的抗结核药物，由欧洲iM4TB组织和Bill＆Melinda Gates 基金会共同研发，目前处于Ⅱ期临床研究阶段。PBTZ-169对结核分枝杆菌 H37Ｒv有极强的抑制活性，其 MIC值为0.000 19～0.00075μg·mL^－1[20]。

Makarov等[21] 采用小鼠慢性感染模型研究 PBTZ169 的体内抗结核活性，结果显示，以50 mg·kg^－1·d^－1的剂量，连续给药 28 d，PBTZ-169 能使小鼠肺组织中荷菌数下降约 2 log 值；PBTZ-169 与贝达喹啉和吡嗪酰胺联用时其疗效优于与现有的一线药物联用。Lechartler 等[22]研究发现氯法齐明和 PBTZ-169联用对复制状态和非复制状态的结核分枝杆菌均有良好的抑制效果。

Makarov等[21]还对 PBTZ-169 的药动学性质进行了初步研究，发现在小鼠体内，以 25mg·kg^－1的剂量单次口服给药时，PBTZ-169 的 t1/2为 1.85 h，Cmax为 1.85μg·mL^－1，AUC为193 487μg·min·L^－1；PBTZ169 不容易被人、鼠肝微粒体所代谢。

PBTZ-169 与 BTZ043 一样，作用于细胞壁合成过程中的关键酶 DprE1[23]。DprE1 与 DprE2 共同催化十二异戊烯磷酸核糖转化成十二异戊烯磷酸阿拉伯糖，而十二异戊烯磷酸阿拉伯糖是合成结核分枝杆菌细胞壁组分阿拉伯甘露聚糖和阿拉伯半乳聚糖的前体物质[24]。苯并噻嗪酮类化合物经过还原反应生成亚硝基衍生物，亚硝基衍生物能与 DprE1 的活性位点 387 位半胱氨酸形成共价结合，从而不可逆地抑制 DprE1 酶活性[25－26]，影响结核分枝杆菌细胞壁中阿拉伯聚糖层的合成而发挥抗结核活性。

2.4 利奈唑胺（linezolid）、LCB01-0371和PNU100480利奈唑胺、LCB01-0371 和 PNU-100480 都是噁唑烷酮类化合物，3 个化合物都处于Ⅱ期临床研究阶段。利奈唑胺最初由美国辉瑞公司研制，用于治疗革兰阳性菌所致皮肤和软组织感染，以及肺炎、菌血症等感染性疾病，后续的研究显示利奈唑胺也具有良好的抗结核分枝杆菌作用，对敏感和耐药结核分枝杆菌的 MIC 为 0.125～1μg·mL－1[27]。据报道，每日服用 600 mg 或 1 200 mg利奈唑胺治疗，约 80 d 后患者痰液中结核菌的痰培养结果由阳性转为阴性。但利奈唑胺的毒性问题，使得Ⅱ期临床试验中止。

PNU-100480是由美国 Sequella公司研制的利奈唑胺衍生物。PNU-100480 体外研究显示，其对敏感和耐药结核分枝杆菌的 MIC值为0.03～0.50μg·mL^－1，抗结核活性优于利奈唑胺[28]。Williams等[29]采用小鼠感染模型实验比较了 PNU-100480 与利奈唑胺的体内抗结核活性，结果显示 PNU-100480的体内抗结核活性优于利奈唑胺，以 50和100 mg·kg^－1·d^－1剂量连续给药 4周时，PNU-100480 能使肺组织中荷菌数分别下降 2.21 log 值和 2.42log 值，而利奈唑胺在给药剂量为 260 mg·kg^－1·d^－1时肺组织中荷菌数仅下降 1.46 log 值。小鼠体内药动学实验研究结果显示，PNU-100480 以 100 mg·kg^－1·d^－1剂量连续给药 4 周时，Cmax为 4.32μg·mL^－1，AUC为8.74μg·h·mL^－1。此外，PNU-100480 具有明显的首过效应[30]，被代谢后主要生成含亚砜的代谢产物，其代谢产物具有与 PNU-100480 相似的抗菌活性。

LCB01-0371 由韩国 LegoChem Biosciences 生物公司研制。LCB01-0371 在体内外均具有广谱的抗G+ 菌活性，活性强于利奈唑胺； 对临床分离的结核分枝杆菌（ 包括多药耐药和广泛耐药结核分枝杆菌）MIC 均为 2μg·mL^－1[31]。人体内药动学实验研究结果显示，单次口服给药50 mg，LCB01-0371 Cmax为 525. 5ng·mL^－1，Tmax为 0.75 h，AUC为 834.54 ng·h·mL^－1，t1/2为 1.46 h[32]。LCB01-0371对肝微粒体 P450 酶没有诱导或抑制作用，这有利于LCB01-0371 与其他药物联合使用；约有 4%～8.2%，LCB01-0371 经尿液排泄[32]。

利奈唑胺、LCB01-0371和 PNU-100480三者具有相同的作用机制，都是通过与结核分枝杆菌核糖体 50S亚基的 23SrＲNA 结合从而阻碍细菌蛋白质的合成，进而起到抑菌作用[33]。

2. 5 Q203 Q203  由韩国 Qurient有限公司研发的结构新颖的抗结核化合物，属于咪唑并吡啶类化合物，目前处于Ⅰ期临床研究阶段。Q203 对细胞内外的结核分枝杆菌均有抑制作用，而且在有氧和低氧的环境中都能发挥抗菌作用。

Kevin 等[34]的研究显示：Q203 对结核分枝杆菌H37Ｒv的 MIC50为2.7 nmol·L^－1，对巨噬细胞内结核分枝杆菌 H37Ｒv的 MIC50为 0.28 nmol·L^－1，对多药耐药和广泛耐药结核分枝杆菌同样表现出较强的抑制活性，其 MIC90为28～0.43nmol·L^－1；在小鼠急性感染模型中，以10 mg·kg^－1剂量单次给药，Q203能够使肺组织中荷菌数下降 90%；在小鼠慢性感染模型中，以0.4，2和10 mg·kg^－1·d^－1的给药剂量，连续给药 4 周，Q203能使肺组织中荷菌数分别下降90%，99% 和 99.9% 。

Kevin 等[34]还对 Q203的药动学性质进行了初步的研究，结果显示在小鼠体内口服给药10 mg·kg^－1剂量下，Q203口服t1/2为 23.4 h，Tmax为 2 h，Cmax为1490 ng·mL^－1，AUC为 33 000 ng·h·mL^－1，口服生物利用度为 90%；Q203 组织分布广泛，在肺组织中的浓度比血浆中浓度高 3 倍，这有利于Q203 在肺组织中发挥作用；Q203 对肝微粒体 CYP450 酶没有表现出抑制活性，也不是外排泵 P糖蛋白的底物或抑制剂，提示 Q203可能不会与其他药物发生相互作用。

对 Q203 作用机制研究发现，其作用于一个抗结核药物新靶标细胞色素 bc1 复合物。细胞色素bc1 复合物是电子传递链的一部分，电子传递是合成 ATP 所必需的。Q203 通过作用于细胞色素 bc1复合物抑制 ATP合成，干扰结核分枝杆菌能量代谢，从而起到抑菌作用。

2.6  GSK-3036656  和 OPC-167832 GSK-3036656由葛兰素史克公司研发，也是新结构的抗结核化合物，属于苯并硼唑类化合物，目前也处于Ⅰ期临床研究阶段。GSK-3036656 对结核分枝杆菌 H37Ｒv的 MIC值为 0.08 μmol·L^－1；小鼠急性感染模型实验结果显示：以0.4 mg·kg^－1 剂量单次给药时，GSK-3036656可使肺组织中的荷菌量下降 2 log 值；进一步的小鼠慢性感染实验结果显示，GSK-3036656 能呈剂量依赖性地使小鼠肺组织中荷菌量下降，在以 0.3，1，3和10mg·kg^－1剂量单次给药时，肺组织中荷菌数分别下降 0.4 log，1.7 log，1.8 log 和 2.1 log值[35]。Li等[35]在小鼠体内对 GSK-3036656药动学性质进行了初步研究，结果显示：口服给药剂量为30mg·kg^－1时，GSK-3036656的 t1/2为3.6 h，Tmax为 0.9 h，Cmax为17.76μg·mL^－1，AUC为 88.24μg·h·mL^－1，口服生物利用度接近 100%。GSK-3036656 作用机制的研究结果显示：该化合物通过抑制亮氨酰-tＲNA合成酶活性，干扰蛋白质的合成，从而抑制结核分枝杆菌的生长繁殖。Li等[35]还研究了GSK-3036656 对结核分枝杆菌亮氨酰-tＲNA合成酶、人线粒体亮氨酰tＲNA合成酶和人细胞质亮氨酰-tＲNA合成酶的抑制活性，发现GSK-3036656对三者的IC50值分别为0.2，＞300和132μmol·L^－1，这说明 GSK-3036656对结核分枝杆菌亮氨酰-tＲNA合成酶具有很高的选择性，表明 GSK-3036656 的潜在毒性较小，可能具有较好的安全性。

OPC-167832 是由日本大冢制药有限公司研制的新结构抗结核化合物，属于喹啉酮类化合物，目前处于Ⅰ期临床研究阶段。OPC-167832 对敏感和耐药的结核分枝杆菌均具有明显抑制活性，MIC 值为0.000 24～0.002μg·mL^－1[36]。慢性小鼠感染模型实验结果显示以1.25 mg·kg^－1剂量单次给药，OPC167832 即可发挥体内抗结核活性[37]；而且OPC167832 和德拉马尼联合使用能明显提高疗效，并可缩短结核病的治疗周期。OPC-167832 的作用机制与苯并噻嗪酮类化合物作用机制相近，都是通过作用于 DprE1 影响结核分枝杆菌细胞壁的合成，从而发挥抗菌活性。

3  结语

人类已经和结核病斗争数个世纪，新型的高效抗结核药物的开发是目前研究的热点之一。经过各国政府、研究机构及制药公司的共同合作，抗结核新药开发取得了明显的进步，研制出了一些对包括多药耐药和广泛耐药结核分枝杆菌非常有效的候选药物。已上市的新型抗结核药物为耐药结核病临床治疗提供了可选择的药物，而那些处于临床阶段的药物也有望成为突破性的抗耐药结核药物，当然还有许多未列出的有前景的化合物，如 BTZ043，SQ- 609，DC-159a，CPZEN-45，Lee-1599，TBI-166 等。分析上述处于各个研究阶段的抗结核药物，我们不难发现这些化合物大多具有新的骨架结构或者是新的作用机制，因此研发全新结构骨架和作用机制的抗结核药物是解决结核病治疗困境的关键。

抗结核药物的研发永无止境，随着科学技术的高速发展，药物研发手段也越来越多，期待在不远的将来，全新的药物靶标、新机制和新骨架抗结核药物研发等方面会实现更大突破。

参考文献（略）