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结核病(Tuberculosis,TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)引起的慢性呼吸道传染病,是世界第一大致死性传染病。据世界卫生组织(WHO)估计,全球有三分之一的人口感染Mtb。由于人口流动性增大、多药耐药TB(MDR-TB)和广泛耐药TB(XDR-TB)的出现等因素的影响,1993年,WHO宣布TB进入全球紧急状态。卡介苗(BCG)是目前唯一在使用的预防TB的疫苗,BCG在预防儿童TB方面具有一定的效果,但是它对成人TB几乎毫无预防作用。药物治疗是控制TB的主要策略。然而MDR-TB和XDR-TB的出现,使TB的控制和治疗进一步复杂化,治疗时间进一步延长,治愈难度进一步增大。近几年来,抗TB新药贝达喹啉和德拉马尼相继被批准上市,但由于这两种药物毒副作用大、风险高,只有在无其他治疗方案选择时,才被用于治疗成人MDR-TB。因此,开发杀菌活性强、安全性好、对临床耐药菌有效的新型抗TB药物成为控制和治疗TB的迫切需求。本研究利用以无选择标记自主发光结核分枝杆菌(UAlRa)为基础的抗TB药物筛选模型,对新合成化合物进行体外抗TB活性筛选以及体内抗TB效果的评估,从而发现体内外均有抗TB活性的候选化合物,再对候选化合物的作用机制进行初步研究。主要目的是为了获得在体内外均具有较强抗TB活性,而且毒副作用小的新化合物。通过对化合物进行体内外活性的筛选,可以开发出抗TB的候选药物,为临床治疗TB提供新的药物;也可以发现具有抗TB活性的化合物母核结构,为抗TB药物的开发奠定基础。研究结果显示,化合物16j的体外抗UAlRa的MIC为2.5 μg/mL,化合物16j在UAlRa快速感染小鼠模型中,剂量为100 mg/kg时能显著地降低小鼠肺(P<0.001)和脾(P<0.001)的菌载量。将16j与磺胺甲恶唑(SMX)组合使用对UAlRa的体外活性检测时,展现出部分协同作用(FICI=0.74),因此我们推测二氢叶酸还原酶(DHFR)可能是化合物16j的靶标。化合物5a的体外抗UAlRa的MIC为1.25 μg/mL,在UAlRa快速感染小鼠模型中,化合物5a剂量为100 mg/kg时,能非常显著地降低小鼠肺(P<0.0001)和脾(P<0.0001)的菌载量。由于化合物5a在UAlRa快速感染小鼠模型中的活性较强,本研究选用Mtb H37Rv急性和慢性感染小鼠模型来进一步评估化合物5a的体内抗TB效果。研究结果显示,在Mtb H37Rv急性感染小鼠模型中,与Untreated组相比,化合物5a在剂量为300 mg/kg(P<0.0001)和100 mg/kg(P<0.001)时,能非常显著地降低小鼠肺的菌载量。在该急性感染小鼠模型中,ALZE(A,阿米卡星;L,左氧氟沙星;Z,吡嗪酰胺;E,乙胺丁醇)+5a联用组与ALZE联用组相比能有效地降低小鼠肺的菌载量(P<0.05)。而在Mtb H37Rv慢性感染小鼠模型中,与Untreated组相比,化合物5a即使在给药剂量为30 mg/kg(P<0.05)时,也能显著地降低小鼠肺的菌载量,而在剂量为300 mg/kg(P<0.001)和100 mg/kg(P<0.001)时,能更加显著地降低小鼠肺的菌载量。在该慢性感染小鼠模型中,RH(R,利福平;H,异烟肼)+5a联用组与RH联用组相比能显著地降低小鼠肺的菌载量(P<0.01),而且LZE(L,左氧氟沙星;Z,吡嗪酰胺;E,乙胺丁醇)+5a联用组与LZE联用组相比也能显著地降低小鼠肺的菌载量(P<0.01)。最后,对筛选到的化合物5a耐药突变株进行基因扩增和测序分析,测序结果显示,Mtb的katG基因的突变与化合物5a耐药相关。本研究筛选到了2个体内外均有较强抗TB活性的化合物,分别是16j和5a。化合物16j具有较强的体内抗TB活性。16j在体外与SMX组合使用时,具有部分协同作用,DHFR可能是16j的作用靶标。化合物5a单用时具有较强的体内抗TB活性。在Mtb H37Rv慢性感染小鼠模型中,5a与一线或二线抗TB药物联用具有较强的组合活性。Mtb的katG基因突变会导致对化合物5a耐药,NADH依赖性烯酰-[ACP]还原酶(InhA)可能是5a的作用靶标。