靶向耐药结核病：硫代乙酰胺取代苯并噻唑作为抑制II型NADH脱氢酶的杀菌剂

为解决日益严重的耐药结核病(DR-TB)问题，印度理工学院(巴纳拉斯)等机构的研究人员针对结核分枝杆菌(Mtb)氧化磷酸化通路中的关键靶点II型NADH脱氢酶(NDH-2)，设计合成了一系列6-异丙基苯并噻唑衍生物。活性化合物C4-1(MIC=4μg/mL)和C4-11(MIC=8μg/mL)对耐一线药物(异烟肼/利福平)菌株展现强效杀菌活性，并通过NADH/NAD+比值变化及基因突变验证了靶点特异性。该研究为开发新型抗DR-TB药物提供了候选分子。

　　

结核病这个古老的传染病至今仍是全球公共卫生的重大威胁。尽管已有异烟肼、利福平等一线药物，但结核分枝杆菌(Mtb)通过基因突变产生的耐药性问题日益严峻。2023年全球仍有125万人死于结核病，其中耐多药结核病(MDR-TB)和广泛耐药结核病(XDR-TB)病例的持续增加尤为令人担忧。更棘手的是，新近获批的抗结核药物如贝达喹啉(BDQ)也出现了耐药株，这使得开发作用于新靶点的抗结核药物成为当务之急。

印度理工学院(巴纳拉斯)和印度药学教育与研究学院海得拉巴分校的研究团队将目光投向了Mtb能量代谢的关键环节——氧化磷酸化通路。这条通路中的II型NADH脱氢酶(NDH-2)因其在细菌中的独特性（人类缺乏同源蛋白）而成为理想靶点。研究人员在前期工作中发现2-巯基苯并噻唑骨架具有NDH-2抑制活性，本次研究则聚焦于对该骨架进行结构优化，旨在获得更高效的抗耐药结核候选药物。

研究采用了多学科交叉的研究策略，主要技术包括：化学合成法构建28种6-异丙基苯并噻唑衍生物；微孔板Alamar Blue法测定最小抑菌浓度(MIC)；氧化还原敏感荧光蛋白(mCherry)报告系统检测NADH/NAD⁺比值变化；全基因组测序分析耐药菌株的单核苷酸多态性(SNP)；以及AutoDock Vina进行分子对接和分子动力学模拟预测化合物-靶点相互作用。

化学合成部分
研究人员通过多步反应合成了目标化合物库。关键中间体6-异丙基-2-巯基苯并噻唑(A)由4-异丙基-2-溴苯胺与乙基黄原酸钾反应制得，随后与不同胺类通过EDC偶联反应引入硫代乙酰胺侧链，最终获得C4系列衍生物。这种模块化合成策略实现了对分子结构的系统性修饰。

体外抗菌活性评估
在针对Mtb H37Rv及其耐药株的测试中，化合物C4-1和C4-11表现出最优活性，对MDR-TB菌株的MIC值分别为4μg/mL和8μg/mL，且选择性指数超过10。值得注意的是，这些化合物对耐BDQ的XDR-TB临床分离株仍保持活性，显示出克服现有药物耐药性的潜力。

靶点验证研究
通过检测化合物处理后细菌内NADH/NAD⁺比值的显著升高，以及在对化合物产生耐药性的菌株中发现ndh基因多个位点的SNP突变，双重验证了NDH-2是这些化合物的主要作用靶点。这与前期报道的NDH-2抑制剂CBR-5992的作用模式一致。

分子模拟分析
分子对接显示C4-1和C4-11能稳定结合在NDH-2的2-巯基喹唑啉酮抑制剂结合口袋中，形成氢键和疏水相互作用。分子动力学模拟进一步证实了复合物的稳定性，为构效关系研究提供了结构基础。

这项研究不仅发现了一类具有临床应用前景的抗耐药结核候选药物，更重要的是验证了NDH-2作为抗结核药物靶点的可行性。与靶向ATP合酶的BDQ相比，NDH-2抑制剂通过上游阻断电子传递链，可能产生更彻底的能源切断效应。研究团队提出的"能量饥饿"杀菌机制为抗结核药物研发提供了新思路。论文中报道的C4系列化合物因其对临床耐药株的优异活性，有望成为治疗MDR/XDR-TB的候选药物，为解决全球结核病耐药危机带来新希望。该成果发表于《Bioorganic Chemistry》，为抗结核药物研发领域做出了重要贡献。