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结核病(TB)仍是全球重要公共卫生问题,现有治疗存在不足且易引发后遗症。研究人员以 navitoclax 为对象开展宿主导向治疗(HDT)研究。结果显示,navitoclax 能增强抗结核治疗效果、减少肺损伤和纤维化。这为改善肺结核治疗提供新方向。
结核病(Tuberculosis,TB),这个曾在历史长河中肆虐的 “白色瘟疫”,即便在医学飞速发展的今天,依然是全球健康的重大威胁。2023 年,全球约 1080 万新发病例,125 万人不幸离世,耐药结核病(Drug-resistant TB,DR-TB)形势也极为严峻。目前的抗结核治疗方案,通常需联合多种药物,持续 4 - 6 个月,可即便如此,不少患者治愈后仍面临肺功能受损、慢性肺部疾病等问题,也就是所谓的结核后肺病(post-TB lung disease) ,且尚无有效预防手段。
为了攻克这些难题,来自约翰霍普金斯大学医学院等机构的研究人员踏上探索之旅。他们将目光聚焦于 navitoclax(ABT - 263),一种口服生物可利用的促凋亡小分子 Bcl - 2 抑制剂,其在癌症治疗临床试验中已崭露头角,而此次研究旨在探究其作为肺结核宿主导向治疗(Host - directed therapies,HDTs)辅助药物的潜力。研究成果发表于《Nature Communications》。
研究人员开展研究时运用了多种关键技术方法。在体外,采用肉汤微量稀释法和基于平板的刃天青微量滴定试验(resazurin microtiter assay,REMA)检测 navitoclax 对结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)。动物实验方面,选用 6 - 7 周龄雌性 C3HeB/FeJ 小鼠,经气溶胶感染结核分枝杆菌 H37Rv 后,随机分组接受标准抗结核治疗(利福平 rifampin - R、异烟肼 isoniazid - H、吡嗪酰胺 pyrazinamide - Z,RHZ 方案)联合或不联合 navitoclax 治疗。通过体内分子成像技术,利用正电子发射断层扫描(Positron emission tomography,PET)及特定示踪剂(如18F - ICMT - 11、18F - FAPI - 74)对肺部细胞凋亡和纤维化进行无创评估;还借助组织病理学、免疫荧光、流式细胞术、蛋白质免疫印迹(western blot)等方法,深入分析肺部病理变化、细胞凋亡情况、免疫细胞变化以及相关蛋白表达水平。
Navitoclax 不直接抑制结核分枝杆菌生长
研究人员在体外对 navitoclax 进行 MIC 测试,结果发现,在 0.0078 至 32μg/mL 的测试浓度范围内,navitoclax 对结核分枝杆菌的生长没有抑制作用。这表明 navitoclax 并非通过直接杀灭细菌来发挥作用。
Navitoclax 减少细菌负担和改善肺部病理
动物实验中,感染结核分枝杆菌三周后开始治疗。单独使用 navitoclax 没有抗菌效果,但联合标准 TB 治疗(RHZ + navitoclax)时,相比标准治疗(RHZ),肺部细菌负担显著降低(P<0.01),肺部病理状况也得到改善,病变影响的肺区域百分比明显下降(P=0.02)。在感染六周后开始治疗的慢性模型中,同样观察到类似趋势,接受联合治疗的小鼠在八周治疗后细菌负担显著降低(1.2log10减少,P=0.04) ,坏死区域也明显减少(P=0.01) ,同时肺外细菌播散至脾脏的情况也有所减轻,且联合治疗组小鼠未出现细菌播散至脑部的现象。
Navitoclax 诱导肺组织凋亡并抑制 Bcl - 2
利用18F - ICMT - 11 PET 对感染小鼠进行动态成像,发现联合 navitoclax 治疗组肺部的18F - ICMT - 11 PET 信号曲线下面积(AUC)显著高于标准治疗组(P=0.01) ,表明细胞凋亡增加。western blot 分析显示,联合治疗组肺组织中抗凋亡蛋白 Bcl - 2 和 Bcl - xl 水平显著降低(P=0.01和P=0.04) ,促凋亡蛋白 Bim、Bid 和细胞色素 C(Cytochrome C,Cyt C)水平显著升高(P=0.01、P=0.04和P=0.01) ,同时凋亡标记物膜联蛋白 V(Annexin V)和半胱天冬酶 3(caspase 3)水平也显著升高(P≤0.01) ,证实 navitoclax 通过抑制 Bcl - 2 诱导肺组织凋亡。
Navitoclax 对肺组织免疫细胞的影响
高维流式细胞术分析发现,联合 navitoclax 治疗后,多种髓系 / 巨噬细胞系细胞的凋亡显著增加(P<0.01) 。免疫荧光实验表明,在 CD68 + 和 CD11b + 细胞中,联合治疗组切割的 caspase 3(凋亡标记)共定位显著高于标准治疗组(CD68+细胞P=0.03 ,CD11b+细胞P=0.01) ,进一步证实 navitoclax 诱导这些免疫细胞凋亡。此外,免疫荧光染色还观察到在 RHZ + navitoclax 组中,细菌信号与 caspase 3 信号存在共定位。
添加 Navitoclax 至标准 TB 治疗可减少肺纤维化
合成的18F - FAPI - 74 用于 PET 成像,结果显示,在慢性感染模型中,联合 navitoclax 治疗组肺部的18F - FAPI - 74 PET 信号(AUClesion/blood)显著低于标准治疗组(P=0.03) 。尸检研究也证实,联合治疗组肺纤维化程度显著降低,Masson 三色染色(P<0.01)和可溶性胶原蛋白水平(P=0.02)均低于标准治疗组。同时,联合治疗组肺组织中转化生长因子 β(Transforming growth factor - β,TGF - β)水平在免疫和非免疫细胞中均显著降低(P=0.03) ,表明 navitoclax 具有抗纤维化作用。
利福平与 Navitoclax 联合使用不影响小鼠体内 Navitoclax 水平
研究发现,利福平与 navitoclax 联合给药在患者中会使 navitoclax 血浆水平适度降低,但在感染结核分枝杆菌的小鼠实验中,测量发现联合使用利福平的小鼠血浆和肺组织中 navitoclax 水平与未联合使用的小鼠相当,且联合使用与否对利福平在小鼠体内的血浆和肺组织水平也没有显著影响(P>0.33)。
Navitoclax 给药对小鼠血小板计数无影响
鉴于 navitoclax 在人体研究中唯一的主要副作用是可逆性血小板减少,研究人员检测了感染小鼠的血小板计数。结果显示,接受标准 TB 治疗联合或不联合 navitoclax 的小鼠,其血小板计数在治疗 3 周和 8 周后均无显著差异(P=0.43和P=0.40) ,表明 navitoclax 在小鼠实验中未引起明显的血小板减少。
研究表明,navitoclax 作为一种口服生物可利用的小分子 Bcl - 2 抑制剂,联合标准抗结核治疗可增强细菌清除能力,减少组织损伤和纤维化,降低肺外细菌播散风险。这一研究为肺结核治疗开辟了新路径,有望改善患者预后,减少结核后肺病的发生。不过,研究也存在局限性,如仅选用单一性别和年龄组的小鼠,且受实验环境限制未进行肺功能测试等。未来研究可进一步拓展,评估不同性别、年龄群体的差异,深入探究 navitoclax 长期治疗效果及安全性,为临床应用提供更坚实的理论依据和实践指导,推动肺结核治疗领域的发展,为全球抗击结核病事业带来新希望。