探索OTB-658的抗结核作用机制：多组学分析

《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》：Exploring the Anti-Tuberculosis Activity Mechanism of OTB-658: Multi-Omics Analysis

抗结核新药OTB-658通过靶向50S核糖体亚基抑制蛋白质合成，其作用机制通过多组学分析首次揭示，同时证实其对耐药结核分枝杆菌的活性优于线粒体佐剂，且安全性更优。

　　

贾奇月|郭少辰|王斌|朱慧|卢宇

首都医科大学北京胸科医院药理学系，中国北京

摘要

OTB-658是一种新型噁唑烷酮类抗结核药物，旨在通过与贝达喹啉和普托曼尼德（BPaL）联合使用，相较于利奈唑胺（LZD）提供更优的疗效和安全性。临床前评估表明，OTB-658在疗效上优于LZD，并且在细胞模型和动物研究中表现出更好的安全性特征，使其成为解决当前治疗局限性的潜在候选药物。然而，其作用机制尚未完全阐明。本研究采用多组学分析方法来揭示OTB-658的作用机制。临床耐药菌株对LZD和OTB-658均表现出显著的交叉耐药性，且发现两者具有相同的突变位点，这表明这两种抑制剂可能通过相同的机制发挥作用。通过整合全基因组学、蛋白质组学和转录组学的研究结果，我们发现OTB-658通过靶向50S核糖体亚基来干扰细菌蛋白质合成，从而发挥抗菌作用。这项研究对于推进OTB-658的临床试验进程及其在治疗中的应用具有重要意义。

引言

多重耐药结核病（MDR-TB）仍然是全球公共卫生的威胁，现有的治疗方案仍然不尽理想[1]。迫切需要新型治疗方案，既能有效治疗敏感结核病（DS-TB），又能缩短治疗时间[2]。BPaL（贝达喹啉、利奈唑胺和普托曼尼德）联合方案就是一个典范，它在治疗耐药结核病（DR-TB和MDR-TB）方面表现出卓越的效果[3][4]。近期研究开发了同时定量这三种药物的分析方法，进一步凸显了BPaL方案在结核病治疗领域的重要性[5]。利奈唑胺（LZD）是一种2000年获得FDA批准的噁唑烷酮类抗生素，2018年被列为治疗耐药结核病A组的核心药物[6]。它主要通过结合核糖体50S亚基的肽基转移酶中心（PTC）来抑制细菌蛋白质合成[7]。然而，由于治疗窗口较窄，高剂量和长期使用会导致骨髓毒性和神经毒性[8][9]。因此，有必要开发毒性较低的新型抗结核噁唑烷酮类药物。

OTB-658是一种新型噁唑烷酮类抗结核药物，其体内代谢稳定性得到了优化[10]。在结核病小鼠模型中，OTB-658的疗效优于LZD。将LZD替换为OTB-658后，BPaL方案的抗结核活性更强[11]。同时，OTB-658具有强大的抗结核活性和良好的安全性特征，对骨髓的抑制作用也较轻[12]。临床前研究表明，OTB-658具有快速吸收、高生物利用度和长半衰期的药代动力学特性，且未观察到显著降低白细胞和血小板等血细胞数量的不良反应[13]。OTB-658的I期临床试验已经完成，即将进入II期临床试验[14]。目前仍需解答一些关键科学问题：OTB-658为何优于LZD？它能否克服LZD的耐药性？解决这些问题有助于优化噁唑烷酮类药物的结构-活性关系。然而，OTB-658对结核分枝杆菌的作用机制尚未完全阐明，需要进一步研究，以便优化临床试验设计并准确评估其疗效。

总之，本研究采用整合全基因组学、蛋白质组学和转录组学的方法来解析OTB-658的抗菌机制。结果表明，OTB-658可能通过靶向50S核糖体亚基并干扰蛋白质合成来发挥抗菌作用。这项研究对于推进OTB-658的临床试验进程及其在治疗中的应用具有重要意义。

研究片段

抗菌剂

LZD购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。OTB-658由北京协和医学院-中国医学科学院研究所提供（中国北京）。

结核分枝杆菌菌株

本研究使用的结核分枝杆菌临床菌株来自北京胸科医院的国家级结核病临床实验室。结核分枝杆菌H37Rv（ATCC 27294）菌株及临床分离株在Middlebrook 7H9培养基中培养，培养基由4.7克7H9培养基粉末配制而成。

结核分枝杆菌临床菌株对OTB-658的敏感性

为了研究LZD和OTB-658的抗菌作用机制，使用MABA试验测定了这两种药物对结核分枝杆菌参考菌株H37Rv的最低抑菌浓度（MIC），结果分别为LZD 0.237 μg/mL和OTB-658 0.156 μg/mL。在37株临床菌株中，有30株对LZD和OTB-658均敏感，其MIC范围分别为LZD 0.072~0.325 μg/mL和OTB-658 0.009~0.310 μg/mL。值得注意的是，有7株菌株对LZD表现出耐药性。

结论

OTB-658是一种有前景的临床候选药物，有望替代LZD用于BPaL方案。因此，需要进一步研究OTB-658的抗结核作用机制。据我们所知，本研究首次揭示了OTB-658对抗结核分枝杆菌的抗菌机制。研究表明，OTB-658可能通过靶向50S核糖体亚基并干扰蛋白质合成来发挥抗菌作用。

作者贡献声明

朱慧：方法学设计、实验实施。王斌：数据验证、方法学设计、实验实施。郭少辰：初稿撰写、数据可视化、数据分析、数据整理。贾奇月：初稿撰写、数据可视化、数据分析、数据整理。卢宇：文章审阅与编辑、项目管理、资金筹措、数据分析、概念构思。

作者贡献声明

QYJ和XCG：数据分析、数据整理、数据可视化、实验实施、初稿撰写。BW：方法学设计、数据验证、实验实施。HZ：实验实施、方法学设计。YL：概念构思、数据分析、文章审阅与编辑、项目管理、资金筹措。所有作者均参与了文章的审阅、编辑和最终定稿。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（82173862）和北京市医院管理局提升计划（DFL20221402）的支持。感谢北京协和医学院-中国医学科学院药物研究所的黄海红研究团队提供OTB-658。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。