Lefamulin（LEF）对多重耐药结核分枝杆菌的强效抗结核活性及与Bedaquiline（BDQ）的协同作用研究

《Microbiology Spectrum》：Lefamulin harbors promising anti-tuberculosis activity against multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates

本研究系统评估了新型截短侧耳素类抗生素Lefamulin（LEF）对结核分枝杆菌（Mtb）的体外和细胞内抗菌活性，证实其对敏感株及多重耐药结核（MDR-TB）均具有显著抑制效果（MIC50=0.5 μg/mL，MIC90=1 μg/mL），且与Bedaquiline（BDQ）联用呈现协同效应（FICI=0.5），为MDR-TB治疗提供了新的候选药物策略。

　　

ABSTRACT

Lefamulin（LEF）作为首个获批用于人体的全身性截短侧耳素类抗生素，对革兰阳性菌具有广谱活性，但其对结核分枝杆菌（Mtb）的作用尚未明确。本研究旨在评估LEF对Mtb（包括多重耐药结核MDR-TB）的抗菌潜力。通过药敏试验测定LEF对132株Mtb临床分离株的最小抑菌浓度（MIC），并利用H37Rv标准株分析其细胞内活性及与其他抗结核药物的相互作用。结果显示，LEF的MIC₅₀和MIC₉₀分别为0.5 μg/mL和1 μg/mL，初步流行病学截断值（ECOFF）定为1 μg/mL。在巨噬细胞模型中，2 μg/mL LEF处理5天后可抑制89.88% ± 1.73%的细胞内细菌生长，效果与2 μg/mL异烟肼（INH）相当（94.29% ± 1.32%）。此外，LEF与Bedaquiline（BDQ）联用呈现协同效应（FICI=0.5），且与10种抗结核药物无交叉耐药性。最小杀菌浓度（MBC）/MIC比值表明LEF对Mtb为抑菌剂，其杀菌活性呈浓度依赖性。LEF在体外和细胞内均表现出强效抗Mtb活性，与BDQ的协同效应更使其成为治疗结核病（尤其是MDR-TB）的潜在候选药物。

INTRODUCTION

结核病（TB）仍是全球单一传染病致死的主要原因，2023年世界卫生组织（WHO）估计新增1080万病例，其中40万人为多重耐药结核（MDR-TB），即同时对异烟肼（INH）和利福平（RIF）耐药。尽管近50年来开发了如Bedaquiline（BDQ）、Delamanid（DLM）和Pretomanid等新药，但耐药性发展迅速，重新利用现有抗生素成为经济高效的策略。Lefamulin（LEF）是首个系统性应用的截短侧耳素类抗生素，对革兰阳性菌和阴性菌（包括耐药株）具有广谱活性，通过结合23S rRNA肽基转移酶中心抑制蛋白质合成。LEF于2019年和2020年分别获美国FDA和欧盟批准用于社区获得性细菌性肺炎（CABP），但其对Mtb的作用仍需评估。本研究旨在探究LEF对Mtb（尤其是MDR-TB）的抗菌活性、杀菌动力学及与其他药物的相互作用。

MATERIALS AND METHODS

实验采用Mtb标准株H37Rv（ATCC 27294）及2015年和2024年北京胸科医院生物库保存的临床分离株（包括敏感株和MDR株），共132株。菌株在Middlebrook 7H9或7H10培养基中培养，药敏试验通过微量肉汤稀释法进行，LEF浓度范围为0.031–32 μg/mL，以RIF为阳性对照。最小杀菌浓度（MBC）通过菌落计数（CFU）测定，活/死菌染色采用PI和DAPI荧光检测。时间杀菌曲线评估LEF、INH和BDQ在1/8×至64×MIC浓度下的动力学效果。细胞内杀菌实验使用THP-1巨噬细胞模型，感染复数（MOI）为1:1，检测LEF单用及与BDQ联用的效果。棋盘试验分析LEF与RIF、INH、BDQ、Linezolid（LZD）、Clofazimine（CFZ）和DLM的相互作用，计算分数抑制浓度指数（FICI）。通过Spearman相关性分析评估LEF与10种抗结核药物的耐药关联。

RESULTS

MIC分布

LEF对H37Rv的MIC为0.5 μg/mL，对132株Mtb临床分离株（包括MDR-TB）均表现出强效抗菌活性，93.9%菌株的MIC≤1 μg/mL。总体MIC₅₀和MIC₉₀分别为0.5 μg/mL和1 μg/mL，MDR-TB分离株的MIC₉₀（0.5 μg/mL）低于非MDR株（1.0 μg/mL）。MIC≥2 μg/mL的8株菌未发现23S rRNA突变，且2015年与2024年分离株的MIC分布比较显示无显著获得性耐药趋势。

MBC测定与活/死菌染色

LEF对H37Rv和3株临床分离株（2株敏感株，1株MDR株）的MBC/MIC比值为8–32。荧光检测显示PI荧光强度与LEF浓度正相关，≥8×MIC时细菌死亡率显著高于对照组（DMSO），证实LEF为抑菌剂。

时间杀菌曲线

LEF的杀菌活性呈浓度依赖性。≥1×MIC浓度在第3天使菌量降低0.6 log₁₀ CFU/mL，效果略低于BDQ但优于INH（4×MIC时菌量减少0.5 log₁₀ CFU/mL）。第4–8天，≥1×MIC LEF持续降低菌量，最大减少见于第6天。

细胞内活性

在THP-1巨噬细胞中，LEF（2 μg/mL和4 μg/mL）处理5天的抑制率分别为89.88% ± 1.73%和91.11% ± 1.21%，与INH相当（94.29% ± 1.32%和99.19% ± 0.14%）。1 μg/mL LEF的抑制率（81.48% ± 0.86%）显著高于INH（58.22% ± 14.30%）。LEF与BDQ联用第3天抑制率（88.89% ± 4.81%）显著高于单用BDQ（72.22% ± 4.81%）或LEF（41.67% ± 14.43%），表明协同效应随时间增强。

联合药敏试验

LEF与BDQ联用对H37Rv有协同效应（FICI=0.5），与RIF、INH、LZD、CFZ和DLM联用均呈相加效应（FICI=0.625–0.75），无拮抗作用。

耐药相关性

Spearman相关性分析显示，LEF与10种抗结核药物（INH、RIF、BDQ、LZD、CFZ、DLM等）无显著耐药关联，提示其用于MDR-TB治疗的潜力。

DISCUSSION

LEF对Mtb表现出强效体外和细胞内活性，MIC₉₀为1 μg/mL，低于其在CABP治疗中的血药峰值浓度（口服600 mg时C_max=1.2–1.5 μg/mL，静脉150 mg时C_max=1.9–2.92 μg/mL），提示良好的体内疗效前景。其与BDQ的协同效应及无交叉耐药性为MDR-TB治疗提供了新方案。LEF安全性良好，主要不良反应为轻度胃肠道症状和输注部位反应。研究局限性包括菌株来源单一、部分高MIC菌株耐药机制未明，以及缺乏体内实验数据。未来需通过动物模型进一步评估其药代动力学和疗效。

ACKNOWLEDGMENTS

本研究受北京市公共卫生专家项目（G2023-3-004）和通州区优秀青年科技工作者项目（JCQN2023011）资助。X.Y.设计研究，J.W.、Y.J.、W.Z.、S.C.和Y.D.完成实验，X.Y.和Y.J.撰写文稿，所有作者审阅并批准终稿。