新型广谱 β- 内酰胺酶抑制剂他伏硼罗：对抗耐药菌感染的新希望

碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌的出现威胁公众健康，现有 β- 内酰胺酶抑制剂无法有效应对金属 β- 内酰胺酶（MBLs）。研究人员筛选 1718 种 FDA 批准药物，发现他伏硼罗可增强 β- 内酰胺抗生素抗菌活性，或能用于治疗耐药菌感染。

　　在医疗领域，细菌耐药问题愈发严峻，尤其是碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌的出现，让几乎所有 β- 内酰胺抗生素都难以发挥作用，严重威胁着公众健康。这些细菌常常携带多种耐药基因，使得临床治疗选择极为有限。虽然目前已经开发出一些针对部分丝氨酸 β- 内酰胺酶（SBLs）的抑制剂，比如含硼化合物 vaborbactam，但金属 β- 内酰胺酶（MBLs）带来的挑战依旧未能解决。在这样的困境下，寻找新型、有效的 β- 内酰胺酶抑制剂迫在眉睫。

中国农业大学的研究人员为了解决这一难题，开展了一项极具意义的研究。他们从 1718 种 FDA 批准的药物中筛选潜在的美罗培南辅助剂，最终发现了一种名为他伏硼罗（tavaborole）的苯并氧硼杂环戊烯类抗真菌药物，它有望成为新型广谱 SBLs 和 MBLs 抑制剂。这一研究成果发表在《eBioMedicine》上，为对抗耐药菌感染带来了新的希望。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在菌株实验方面，使用了多种标准菌株和临床分离菌株，包括大肠杆菌（Escherichia coli）、肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）等。通过微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度（MIC） ，利用棋盘法测定部分抑菌浓度指数（FICI）来评估药物协同作用。在分子层面，通过构建、表达和纯化 NDM-5 和 KPC-2 酶，进行酶抑制试验和 Ki 测量，还运用了分子对接和分子动力学模拟技术探究结合模式。在动物实验中，选用 BALB/c 小鼠进行腹腔感染实验和安全性评估。

研究结果如下：

• 他伏硼罗是潜在的超广谱 β- 内酰胺酶抑制剂：通过对 1718 种 FDA 批准药物的筛选，发现他伏硼罗与美罗培南联合使用时，对产生 SBLs 和 MBLs 的菌株具有协同杀菌作用。进一步研究发现，他伏硼罗与多种 β- 内酰胺抗生素联合使用，对多数产 SBLs 或 MBLs 的菌株都有协同作用，能降低美罗培南对测试菌株的 MIC。此外，其他苯并硼唑化合物与美罗培南联合使用也呈现出不同程度的效果，表明苯并硼唑化合物具有作为超广谱 β- 内酰胺酶抑制剂的潜力。
• 他伏硼罗与 MBLs/SBLs 相互作用的机制：研究人员通过实验测定了他伏硼罗对 NDM-5 和 KPC-2 的半数抑制浓度（IC₅₀）和抑制常数 Ki，结果表明他伏硼罗对这两种酶有抑制作用，且呈剂量依赖性，抑制模式为竞争性抑制。分子对接和分子动力学模拟显示，他伏硼罗能稳定地结合到 MBLs 和 SBLs 的催化口袋中，与 NDM-5 的 Zn²⁺形成配位键，与 KPC-2 的关键丝氨酸残基形成共价键，有效抑制酶的活性。
• 他伏硼罗注射给药在小鼠中显示出良好的安全性：对小鼠进行腹腔注射他伏硼罗的安全性评估实验，结果显示不同浓度他伏硼罗处理的小鼠神经状态和行为活动正常，7 天内生存率为 100%。血液参数和生化指标大多在正常范围内，仅 150mg/kg 组的总胆固醇（TC）略有下降，表明他伏硼罗腹腔注射在高达 150mg/kg 的剂量下不会引起急性毒性。
• 他伏硼罗在体内恢复美罗培南的疗效：在小鼠腹腔感染模型中，他伏硼罗与美罗培南联合使用，能完全保护小鼠免受致死性感染，7 天内生存率达到 100%，显著降低了主要器官的细菌载量，减少了组织病变和中性粒细胞浸润，而单独使用他伏硼罗或美罗培南的治疗组死亡率较高。这表明他伏硼罗能有效恢复美罗培南在体内对抗产 NDM-5 大肠杆菌和产 KPC-2 肺炎克雷伯菌的疗效。

综合研究结果和讨论部分，他伏硼罗作为一种已被 FDA 批准用于局部治疗甲癣的药物，如今展现出了作为广谱 β- 内酰胺酶抑制剂的巨大潜力。它不仅能增强多种 β- 内酰胺抗生素对产 SBLs 和 MBLs 菌株的抗菌活性，而且在体内外实验中都表现出良好的效果和安全性。虽然目前还存在一些未研究的 β- 内酰胺酶类型，且其详细结合模式还需进一步研究，但他伏硼罗的发现为耐药菌感染的治疗提供了新的方向。未来，对他伏硼罗与其他 β- 内酰胺抗生素联合使用的体内协同效应和药代动力学参数的研究，有望为临床治疗找到更优的药物组合，为解决耐药菌感染这一全球性难题带来新的曙光。