AR-12及其衍生物对临床相关茄病镰刀菌（Fusarium solani）分离株在角膜炎中的抗真菌活性

《Bioorganic Chemistry》：Antifungal activity of AR-12 and its derivatives against clinically relevant fusarium solani isolates in keratitis

抗真菌药物AR-12通过化学修饰优化后对致病性弗氏酵母菌（Fusarium solani）展现出显著抑制活性，MIC范围2-8 μg/mL与voriconazole相当，其衍生物B8在保持高效的同时提升水溶性，并证实通过破坏细胞膜发挥杀菌机制。

　　

马一辉|韩磊|王玉娟|江水萍|高晓芳

河南省农业科学院植物保护研究所，郑州450002，中国

摘要

由Fusarium属真菌引起的角膜炎感染在全球范围内呈上升趋势，由于这些真菌具有内在的耐药机制，治疗难度较大。AR-12（OSU-03012）是一种基于塞来昔布的蛋白激酶抑制剂，其特点是含有1,5-二芳基-3-三氟吡唑结构，最初作为抗肿瘤药物开发，已进入一期临床试验阶段，但后来发现其对包括真菌、细菌和病毒在内的多种病原体具有活性。为了扩大治疗Fusarium角膜炎的方法，本研究评估了AR-12对引起角膜炎感染的Fusarium solani菌株的抗真菌效果。结果显示，AR-12对这些菌株的最小抑菌浓度（MIC）在2至8 μg/mL之间，与对照抗真菌药物伏立康唑相当。随后，我们对AR-12进行了系统的化学修饰，并研究了其结构-活性关系（SAR）。活性衍生物的溶解度测量表明，化合物B8在抗真菌效果和疏水性之间达到了最佳平衡。进一步的研究发现B8能够引起细胞形态变化并破坏细胞膜。本研究表明，AR-12的化学结构框架为开发高效抗真菌药物提供了有价值的基础。

引言

Fusarium是一种普遍存在于环境中的丝状真菌，在农业和医学领域具有重要意义[1]。作为最具破坏性的植物病原真菌之一，该属真菌会导致多种作物疾病，造成严重的农业损失[2]。除了对植物的影响外，Fusarium属真菌还被认为是机会性的人类病原体，表现出跨界致病性[3]。值得注意的是，某些菌株（如Fusarium solani和Fusarium oxysporum）能够引起人类的表浅和系统性感染。其中，Fusarium角膜炎是一种严重的角膜真菌感染，因其可能威胁视力并导致失明而尤为令人担忧[4]。Fusarium角膜炎的治疗主要依赖抗真菌药物，纳他霉素、伏立康唑和两性霉素B（图1）是主要的治疗选择[5]。然而，Fusarium感染的治疗常常因这些真菌对多种抗真菌药物具有内在耐药性而变得复杂，这大大降低了临床疗效[1]、[6]、[7]。这种耐药性凸显了寻找具有独特作用机制的新抗菌药物的迫切需求。此类进展不仅对于克服耐药性至关重要，也有助于扩展和多样化治疗策略，从而改善患者预后。

AR-12（图1）是COX-2抑制剂塞来昔布的衍生物，其特征是含有1,5-二芳基-3-三氟吡唑结构。它曾在一期临床试验中作为潜在抗癌药物进行评估（临床试验注册号：NCT00978523）。最初，AR-12被鉴定为磷脂酰肌醇依赖性激酶-1（PDK1）抑制剂，通过与ATP竞争结合PDK1的ATP结合位点，从而下调下游效应因子AKT（蛋白激酶B）在苏氨酸308位的磷酸化[8]、[9]。后来，研究发现AR-12还能竞争性地抑制甲状腺癌细胞中的p21激活的蛋白激酶（PAK）[10]、[11]。除了抗癌特性外，AR-12还通过诱导自噬机制对多种细菌表现出杀菌活性[12]、[13]、[14]。更重要的是，体外实验显示AR-12对Candida albicans和Cryptococcus neoformans具有活性，最小抑菌浓度（MIC）为4 μg/mL[15]。后续研究证明AR-12还对其他多种病原真菌具有活性，MIC在2–4 μg/mL之间[16]、[17]，表明AR-12具有成为抗真菌药物的潜力。然而，由于AR-12的溶解度较差，难以达到有效治疗剂量。为了解决这一问题，研究人员将其制备成含有可降解聚合物乙酸化右旋糖酐的微粒[18]、[19]。在本研究中，我们报道了通过化学方法改造AR-12及其类似物的过程，并评估它们作为抗Fusarium solani（引起角膜炎的病原体）的抗真菌药物的效果，旨在提高其溶解度同时保持或增强其抗真菌活性。我们期望这些发现能为下一代抗菌药物的开发提供新的见解和灵感。

章节摘录

化学

目标化合物的合成过程如方案1所示，遵循了先前报道的协议[21]、[22]、[23]。简要来说，各种乙酰苯酮与三氟乙酸乙酯缩合生成中间体1,3-二酮。这些中间体在二甲基亚砜（DMF）中与4-硝基苯肼盐酸盐在酸性条件下环化，得到4-硝基苯吡唑。苯吡唑中的对位硝基通过5%碳载钯氢化反应被还原

讨论与结论

在过去30年中，只有少数新的结构或机制类型的抗真菌药物被引入临床应用。此外，最近发现新抗真菌药物的努力主要集中在现有结构的优化上[17]。鉴于全球侵袭性真菌感染的发病率不断上升，迫切需要寻找具有独特结构和新型作用机制的抗真菌药物。药物再利用

设备与材料

所有化学试剂均为市售产品，无需进一步纯化即可使用。闪柱色谱法使用硅胶（200–300目）进行分离。分析层析（TLC）在硅胶板（Silica Gel 60 GF254，青岛海阳化工有限公司）上进行。高分辨率质谱数据采用Q-TOF质谱仪和ESI离子化技术获得。¹H NMR谱在Bruker AM-400谱仪上以400 MHz频率记录。化学位移值已给出

作者贡献声明

马一辉：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，监督，方法学研究，资金获取，数据分析，概念构思。韩磊：撰写 – 审稿与编辑，方法学研究，实验设计。王玉娟：撰写 – 审稿与编辑，实验设计，数据管理，概念构思。江水萍：撰写 – 审稿与编辑，实验设计，数据分析，数据分析。高晓芳：撰写 – 审稿与编辑，验证实验，数据分析。

未引用的参考文献

[30], [31]

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了河南省农业科学院独立创新基金（资助编号：2025ZC60）和中央地方项目指导基金（资助编号：Z20241471130）的支持。