荧光氨基吡唑啉类化合物的发现：兼具结核分枝杆菌检测与杀灭功能的新型抗结核药物研究

为解决多药耐药结核分枝杆菌(MDR-TB)治疗困境，研究人员开发了一类兼具杀菌与荧光成像功能的氨基吡唑啉衍生物。通过结构优化获得AP-02/AP-05等先导化合物，其针对耻垢分枝杆菌(M. smegmatis)和牛分枝杆菌BCG的MIC99达13-25 μM，并证实通过靶向Ag85C破坏分枝菌酸合成。该研究为结核病诊疗一体化提供了新策略。

　　

结核病至今仍是全球重大公共卫生威胁，每年导致超140万人死亡。尽管已有异烟肼、利福平等一线药物，但多药耐药(MDR-TB)和广泛耐药(XDR-TB)结核分枝杆菌的出现使传统疗法面临严峻挑战。虽然贝达喹啉、德拉马尼德等新药通过靶向ATP合成酶或分枝菌酸合成途径展现出疗效，但耐药性的快速演变呼唤具有全新作用机制的药物。

在此背景下，研究人员聚焦兼具治疗与诊断功能的双效分子开发。基于前期对氮杂环丁烷类化合物的研究基础，团队转向结构更灵活的2-吡唑啉骨架——这类五元杂环不仅具有抗菌、抗炎等多重药理活性，其固有荧光特性更适用于病原体实时成像。通过改进Fossey课题组发展的碘介导环化策略，研究人员首次将该方法拓展至 homoallyl hydrazines（高烯丙基肼）的环化反应，高效构建了结构多样的2-吡唑啉衍生物库。

研究采用分级筛选策略：首先通过体外抗菌实验发现先导化合物AP-07（对耻垢分枝杆菌和牛分枝杆菌BCG的MIC₉₉分别为40 μM和49 μM）；经结构优化获得活性提升的AP-02与AP-05（MIC₉₉降至13-25 μM）。自发耐药实验显示未出现耐药菌落，提示低耐药风险。机制研究证实该系列化合物通过靶向Ag85C（分枝菌酸转移酶）破坏细胞壁晚期合成，电镜观察显示处理后的细菌出现细胞壁结构异常。

特别值得注意的是，这些吡唑啉衍生物能选择性标记巨噬细胞内结核杆菌而不损伤宿主细胞，其蓝色荧光（激发/发射波长420/480 nm）可实现病原体实时追踪。这种"诊疗一体化"特性为结核病治疗监测提供了新工具。

主要技术方法
研究采用碘介导环化反应构建吡唑啉核心骨架，通过核磁共振（¹H/¹³C/¹⁹F NMR）和质谱进行结构确证。抗菌活性采用微孔板稀释法测定MIC₉₉，耐药性评估通过自发突变频率实验完成。作用机制研究结合靶点垂钓（pull-down assay）、分枝菌酸组分分析和透射电镜观察。荧光成像使用共聚焦显微镜观察标记效率。

Synthesis of 2-Pyrazoline Derivatives
通过高烯丙基肼的碘介导环化反应，建立包含20个衍生物的化合物库。关键步骤包括：烯丙基锌试剂对亚胺的加成、Dess-Martin氧化以及碘催化的分子内环化，最终产物经胺解获得目标分子。

Conclusions
该研究首次证实氨基吡唑啉类化合物可通过双重机制发挥抗结核作用：既靶向Ag85C破坏分枝菌酸合成，又利用荧光特性实现病原体可视化。先导化合物AP-02/AP-05对非结核分枝杆菌和BCG疫苗株均显示强效杀菌活性，且耐药性风险较低。这项工作为开发兼具治疗与诊断功能的新一代抗结核药物提供了模板分子，特别对耐药结核的临床管理具有重要价值。

研究团队特别致敬已故的John Fossey教授，正是他发展的碘介导环化策略为这项研究奠定了化学基础。这项发表于《European Journal of Medicinal Chemistry》的成果，标志着抗结核药物开发从单纯治疗向诊疗结合模式的重要转变。