黃鑫 劉穎 陳思敏 安毛毛 姜遠(yuǎn)英，2

(1.同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院，上海200072;2.第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院，上海200433)

20世紀(jì)80年代以來，由于免疫抑制劑的廣泛使用、廣譜抗生素的長期應(yīng)用、以及艾滋病和癌癥放療化療患者的日益增多等現(xiàn)實問題，致使侵襲性真菌感染發(fā)病率逐年攀升［1］。目前，臨床抗真菌藥物大致分為四類:氮唑類、多烯類、棘白菌素類和氟胞嘧啶類。現(xiàn)有抗真菌藥物普遍存在如抗菌譜窄、副作用大等局限性，導(dǎo)致其臨床應(yīng)用受限。因此，研究與開發(fā)新型抗真菌藥物無疑將成為解決此類難題的重要希望。本文聚焦于抗真菌藥物近年研發(fā)成果，集中論述了四類將要或已經(jīng)進入臨床試驗階段的新靶點藥物。

1 抑制真菌細(xì)胞壁合成的藥物

細(xì)胞壁作為真菌重要組成結(jié)構(gòu)，不僅參與維持菌體完整性、平衡細(xì)胞內(nèi)外壓力、提供與宿主相互作用界面，還在真菌黏附及生物被膜形成中起重要作用。真菌細(xì)胞壁主要由多糖 (甘露聚糖、葡聚糖和幾丁質(zhì)等)及蛋白質(zhì)組成，其中，碳水化合物約占細(xì)胞壁干重80%～90%，促進細(xì)胞壁生長的酶、結(jié)構(gòu)蛋白及胞外酶等約占10%～20%，其余為類脂、無機鹽等小分子物質(zhì)。真菌細(xì)胞壁中，β-1，6-葡聚糖與幾丁質(zhì)通過β-1，3-葡聚糖還原末端連接形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此外，某些β-1，6-葡聚糖也可直接與幾丁質(zhì)相連。細(xì)胞壁蛋白中，糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨定蛋白與內(nèi)部重復(fù)蛋白 (Pir蛋白)分別通過 β-1，6-葡聚糖及 β-1，3-葡聚糖共價連接于真菌細(xì)胞壁多糖骨架上，其余為非共價連接的細(xì)胞壁蛋白［2］。由于哺乳動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，因此細(xì)胞壁成為備受矚目的抗真菌靶點。

1.1 以Gwt1p為靶點的E1210

2011年，日本衛(wèi)材公司合成小分子化合物E1210(見圖1)［3-10］。真菌GPI錨定蛋白通過GPI結(jié)構(gòu)錨定于細(xì)胞壁多糖骨架上。E1210通過抑制Gwt1p(GPI錨定蛋白合成過程中參與肌醇?；磻?yīng)的酶)活性，抑制GPI錨定蛋白合成，進而減少GPI錨定蛋白含量，抑制細(xì)胞壁甘露糖蛋白層對多糖骨架的附著，最終抑制真菌生長［10］。體外實驗結(jié)果表明，E1210可抑制念珠菌 (MIC50≤0.016 μg/mL)、曲霉菌 (MIC50=0.030 μg/mL)、鐮刀菌(MIC50=0.060 μg/mL)等真菌生長［9-10］;體內(nèi)實驗結(jié)果表明，E1210可提高感染播散性念珠菌病小鼠生存率60%、播散性鐮刀菌病小鼠生存率80%、播散性耐棘白菌素白念珠菌病小鼠生存率40%［3，10］。盡管哺乳動物基因PIGW與GWT1同源，但兩者僅28%相同，故E1210對人體細(xì)胞毒性較小(IC50＞32 μg/mL)［4，9］。目前，E1210 治療侵襲性耐藥菌感染的藥代動力學(xué)、藥效動力學(xué)分析及臨床試驗評價正在進行中。

1.2 以Kre6p為靶點的D11-2040

2010年，Kitamura等［11］合成小分子化合物D11-2040(見圖2)。真菌細(xì)胞壁GPI錨定蛋白通過β-1，6-葡聚糖錨定于β-1，3-葡聚糖及幾丁質(zhì)上。D11-2040可通過抑制β-1，6-葡聚糖合成酶Kre6p的活性，抑制β-1，6-葡聚糖合成，直接破壞真菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu);此外，破損的真菌細(xì)胞壁可導(dǎo)致某些細(xì)胞壁蛋白(如與真菌黏附，菌絲生長，生物被膜形成有關(guān)的Hwp1p、Als1p等)附著減少，降低真菌致病力。體外實驗結(jié)果表明，D11-2040對光滑念珠菌 (0.032 μg/mL≤MIC50≤0.125 μg/mL)、克柔念珠菌 (0.500 μg/mL≤MIC50≤1.000 μg/mL)、近平滑念珠菌 (MIC50=0.008μg/mL)等真菌生長抑制作用良好［11］。體內(nèi)實驗結(jié)果表明，D11-2040(20 mg/kg)與氟康唑(FLC)合用對播散性白念珠菌感染小鼠治療作用優(yōu)于FLC單用(感染后第7天，生存率提高75%)。由于哺乳動物無KRE6同源基因，故D11-2040潛在細(xì)胞毒性較?。跠11-2040前體化合物 D75-4590(Kre6p抑制劑)GI50＞16μg/mL［12］］。目前，對 D11-2040與 FLC 合用的體內(nèi)抗菌作用機制研究正在進行中［11］。

2 抑制蛋白激酶或蛋白磷酸酶信號通路的藥物

作為真核生物，真菌擁有類似哺乳動物的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。蛋白激酶與蛋白磷酸酶作用相反，分別控制底物磷酸化及去磷酸化，對真菌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及調(diào)控起重要作用。因此某些抑制真菌蛋白激酶或蛋白磷酸酶信號通路的化合物，具有抗真菌作用。

2.1 以Pkh1/2激酶為靶點的KP-372-1

2011年，Krysan等［13］發(fā)現(xiàn)處于早期臨床試驗階段的抗癌化合物KP-372-1(哺乳動物細(xì)胞PDK1/Akt抑制劑)可抑制真菌Pkh1/2激酶活性，產(chǎn)生抗真菌作用 (見圖3)。真菌Pkh1/2激酶與哺乳動物PDK1高度同源，Pkh1/2激酶磷酸化可激活下游激酶活性 (包括ACG家族激酶Ypk1/2p、Sch9p、Pkc1p 等)，其中 Ypk1/2 和 Pkc1p 激酶與真菌細(xì)胞壁完整性及CWI信號通路 (胞壁完整性信號通路:MAPK信號通路之一，能檢測真菌細(xì)胞在正常生長或環(huán)境變化時產(chǎn)生的胞壁脅迫信號并及時作出應(yīng)答，參與細(xì)胞壁的合成、分泌等一系列生理調(diào)控)激活有關(guān)。Pkh1/2激酶被KP-372-1抑制后，真菌細(xì)胞壁損傷、CWI信號通路阻斷，真菌死亡［14］。體外實驗結(jié)果表明，KP-372-1可抑制白念珠菌 (MIC=3.0μg/mL)、光滑念珠菌 (MIC=3.0 μg/mL)、新生隱球菌 (MIC=3.0 μg/mL)、近平滑念珠菌 (MIC=12.5 μg/mL)等真菌生長［13］。此外，KP-372-1無顯著細(xì)胞毒性，對人蛋白激酶有高度選擇性，人體正常細(xì)胞對其耐受性良好 (IC50=0.838 μmol/L)［15］。該化合物體內(nèi)抗菌活性評價暫未見報道。

2.2 以Hsp90為靶點的17-AAG和Mycograb

2009年，Cowen 和 Lindquist等［16］發(fā)現(xiàn)處于Ⅱ期臨床試驗階段的抗腫瘤化合物17-AAG(見圖4)可抑制真菌 Hsp90活性，產(chǎn)生抗真菌作用。Hsp90是一組高度保守的分子伴侶，與輔分子伴侶結(jié)合后，激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶信號通路，對抗藥物引起的真菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁損傷，在多種真菌耐藥性成因中起重要作用。17-AAG競爭性結(jié)合Hsp90 N-末端ATP結(jié)合位點，抑制Hsp90的分子伴侶功能，阻斷真菌耐藥信號通路，產(chǎn)生抗真菌作用［17］。體外實驗結(jié)果表明，17-AAG(5μmol/L)可增強兩性霉素B對兩性霉素B耐藥土曲霉菌 (MIC=1.000μg/mL)、兩性霉素B敏感土曲霉菌 (MIC=0.125μg/mL)、兩性霉素B敏感煙曲霉菌 (MIC=0.190μg/mL)的抑制作用［18］。體內(nèi)實驗結(jié)果表明，17-AAG與兩性霉素B合用可降低兩性霉素B耐藥土曲霉菌感染小鼠肺部載菌量 (CFU降低66.7%)［18］;與FLC合用可使感染白念珠菌的大蠟螟幼蟲存活率提高95%［16］。由于17-AAG對癌細(xì)胞Hsp90的親和力比正常細(xì)胞高100倍，因此17-AAG對哺乳動物正常細(xì)胞毒性較小 (IC50＞5 μmol/L)［19-20］。目前，該化合物與兩性霉素B的進一步體內(nèi)協(xié)同研究正在進行中。

2006年，諾華公司完成對Mycograb的臨床Ⅲ期實驗評價［21］。Mycograb為一段28 kD的重組單克隆抗體片段，通過半胱氨酸及連接元件將人源抗Hsp90抗體重鏈和輕鏈的可變域結(jié)合起來［22］。Mycograb通過與 Hsp90表位 NKILKVIRKNIVKK結(jié)合，抑制Hsp90活性，產(chǎn)生抗真菌作用。體外實驗結(jié)果表明，Mycograb與兩性霉素B合用，對 FLC敏感白念珠菌 (FICI=0.09)、FLC耐藥白念珠菌(FICI=0.27)、克柔念珠菌(FICI=0.28)、熱帶念珠菌 (FICI=0.16)、光滑念珠菌(FICI=0.31)等均具有協(xié)同抗真菌作用［23］。體內(nèi)實驗結(jié)果表明，Mycograb與兩性霉素B脂質(zhì)體合用同兩性霉素B脂質(zhì)體單用相比，降低侵襲性念珠菌病患者死亡率4倍以上;提高整體臨床應(yīng)答率36%;提高真菌清除速率2倍以上。臨床上，患者對Mycograb耐受性良好，副作用發(fā)生率僅為10%［21］。盡管由于不同生產(chǎn)批次間抗體結(jié)構(gòu)存在差異，導(dǎo)致該藥物的歐洲上市申請被駁回，但對其改造藥物的研究正在進行中。

3 靶向真菌毒力因子的單克隆抗體

真菌毒力因子包括在真菌感染過程中直接導(dǎo)致宿主病理損傷的因子;與毒力因子表達(dá)及功能發(fā)揮相關(guān)因子;促進真菌在宿主體內(nèi)定植，逃避宿主免疫，促進胞內(nèi)生存或者募集宿主因子促進病原菌存活的相關(guān)因子等。真菌毒力因子常通過黏附、形態(tài)轉(zhuǎn)換、分泌色素、增加耐藥性等作用，使真菌產(chǎn)生致病性。因此，靶向真菌毒力因子的單克隆抗體，可能具有抗真菌活性。

3.1 以Als3p為靶點的C7

2003～2011 年間，Pontón 等［24-27］陸續(xù)發(fā)表文章宣布單克隆抗體C7通過抑制Als3p活性產(chǎn)生抗白念珠菌作用。與真菌黏附和毒力密切相關(guān)的一類細(xì)胞壁蛋白為Als蛋白。Als3p為Als蛋白家族成員，介導(dǎo)真菌對上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的黏附;生物被膜的形成;與E-鈣黏蛋白和N-鈣黏蛋白結(jié)合，介導(dǎo)真菌對宿主細(xì)胞的侵襲;與鐵蛋白結(jié)合，為真菌生長提供鐵離子。C7可與真菌Als3p N端特異性結(jié)合，阻礙Als3p與鐵蛋白結(jié)合，進而抑制鐵離子的攝取，產(chǎn)生殺菌作用［26-27］。體外實驗結(jié)果表明，C7對白念珠菌、葡萄牙念珠菌、新生隱球菌、煙曲霉菌、多育賽多孢子菌等真菌生長具有抑制作用 (抑制率 34.2% ～88.7%)［24］。體內(nèi)實驗結(jié)果表明，C7可提高播散性念珠菌感染小鼠生存率25%［25］。因哺乳動物細(xì)胞不含 Als蛋白，故C7對哺乳動物細(xì)胞潛在毒性較小 (C7總用藥量達(dá)400μg時，小鼠對其耐受性良好)。目前，對單克隆抗體C7體內(nèi)治療作用的進一步評價正在進行中。

3.2 以葡萄糖醛酰木糖基甘露聚糖 (GXM)為靶點的213Bi-18B7和188Re-18B7

電離輻射可快速高效殺死病原微生物，目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械及食品消毒，然而該技術(shù)在抗真菌療法中尚未普及。一種新型抗真菌藥物研發(fā)思路是將放射源靶向?qū)胫了拗黧w內(nèi)感染部位，既可有效治療真菌感染，又可減少對機體的毒副作用，至此，放射免疫療法應(yīng)運而生。2003～2012年，Dadachova等［28-30］陸續(xù)報道應(yīng)用213Bi-18B7 和188Re-18B7放射免疫療法治療新生隱球菌感染。新生隱球菌侵襲宿主時，產(chǎn)生大量莢膜多糖，干擾宿主免疫防御，如:抑制白細(xì)胞遷移、細(xì)胞因子異常調(diào)節(jié)、抑制吞噬作用、誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞分泌免疫抑制分子等。單克隆抗體18B7可特異性結(jié)合新生隱球菌GXM(莢膜多糖主要成分)，通過調(diào)理素作用，介導(dǎo)抗原-抗體復(fù)合物被宿主細(xì)胞攝取，減少血液中毒力因子［31］;同時，放射性同位素213Bi和188Re分別釋放α和β粒子，對真菌產(chǎn)生細(xì)胞毒性輻射。腹腔注射100μCi213Bi-18B7提高系統(tǒng)性新生隱球菌感染小鼠生存率60%，100μCi188Re-18B7提高40%［28］，且213Bi-18B7體內(nèi)抗菌效果優(yōu)于兩性霉素B［29］。此外，213Bi-18B7 和188Re-18B7 無顯著細(xì)胞毒性，治療濃度為100μCi時，小鼠正常細(xì)胞對其耐受性良好。目前，對213Bi-18B7和188Re-18B7的抗菌譜評價正在進行中，其在人體中作用有待進一步研究。

4 激活宿主免疫系統(tǒng)的疫苗

控制真菌感染的手段之一是預(yù)防。真菌菌體內(nèi)的糖類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可作為抗原，刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)抗體，在宿主免疫系統(tǒng)抗真菌過程中起重要作用。因此，以真菌抗原成分為基礎(chǔ)研發(fā)出的疫苗接種于機體后，可使機體產(chǎn)生免疫力，有望保護患者免受真菌感染。目前，以接種疫苗的方式預(yù)防真菌感染，已成為對抗真菌感染的新策略。

4.1 以Sap2為靶點的PEV7

2012年，瑞士Pevion Biotech公司研發(fā)出白念珠菌rtSap2與人工合成的流感病毒H1N1包膜構(gòu)成的重組蛋白疫苗 PEV7［32］。Sap為一類酸性可溶性蛋白酶，是白念珠菌重要毒力因子。其家族成員Sap2為念珠菌性陰道炎的重要致病因素。白念珠菌可通過Sap2降解宿主細(xì)胞外基質(zhì)、纖維連接蛋白、免疫球蛋白等達(dá)到獲取營養(yǎng)、免疫逃逸、促進定植的目的。已證明Sap2可誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，發(fā)揮體液免疫作用，因此，Sap2便成為白念珠菌的潛在抗原靶點。PEV7可通過其H1N1包膜組件的細(xì)胞膜融合效應(yīng)，如HA(Hemagglutinin，血凝素蛋白:流感病毒H1N1包膜表面糖蛋白)介導(dǎo)的pH依賴性膜融合效應(yīng)等，將結(jié)合于H1N1包膜表面的rtSap2(Sap2片段)遞呈給抗原提呈細(xì)胞，刺激宿主細(xì)胞產(chǎn)生抗Sap2 IgG和IgA，激活宿主免疫系統(tǒng)清除病原體。體內(nèi)實驗結(jié)果顯示，PEV7免疫大鼠陰道念珠菌清除速率顯著加快(感染后1～21 d內(nèi)，CFU降低10%～40%)。此外，用含50 mμg(1 mμg=1×10-9g)rtSap2、10 mμg HA 的 PEV7接種大鼠，每周1次，連續(xù)接種4周，結(jié)果表明該疫苗對大鼠無顯著毒性影響。目前，該疫苗正處于臨床Ⅰ期實驗階段［32］。

4.2 以 β-1，2-甘露三糖［β-(Man)3］、果糖二磷酸醛羧酶 (Fba)多肽片段為靶點的β-(Man)3-Fba-TT

2012 年，Hong Xin 等［33］研發(fā)出 β-(Man)3、Fba多肽片段、滅活破傷風(fēng)類毒素 (TT)組成的結(jié)合疫苗β-(Man)3-Fba-TT。β-(Man)3和 Fba均為白念珠菌表面抗原。盡管多糖表位可被B、T細(xì)胞受體識別，但只有多肽抗原才可被組織相容性復(fù)合體(MHC)分子遞呈給T細(xì)胞。蛋白與多糖結(jié)合后，免疫系統(tǒng)可大量識別真菌細(xì)胞壁多糖成分，增加抗體對病原體識別率。疫苗β-(Man)3-Fba-TT將多糖β-(Man)3與蛋白Fba相結(jié)合，組成的糖肽抗原β-(Man)3-Fba可被MHC分子遞呈給B、T細(xì)胞，刺激釋放IgM、IgG1、IgG2a，激活宿主免疫系統(tǒng)清除病原體。體內(nèi)實驗結(jié)果顯示，β-(Man)3-Fba-TT免疫小鼠感染播散性念珠菌病的存活率顯著提高 (存活率100%)、腎臟載菌量顯著降低 (CFU降低72%)。鑒于β-(Man)3-Fba-TT的良好體內(nèi)效果，該疫苗有望應(yīng)用于臨床［33］。

5 其他抗真菌藥物

由于新藥研發(fā)成本高，聯(lián)合用藥已成為治療真菌感染的新思路。研究表明，一些本身不具有抗菌活性或抗菌活性較低的化合物與臨床常用藥物合用后，不但顯示出抗菌增效作用，還可減少藥物用量、降低毒副作用。2006年，作者所在課題組廣泛篩選具有抗真菌活性的中藥提取物及中藥單體化合物，首次報道鹽酸小檗堿 (BBR)(見圖5)與FLC(見圖6)合用具有協(xié)同抗耐藥白念珠菌作用［34］。小檗堿在我國應(yīng)用歷史悠久，過去主要用于清熱解毒和治療細(xì)菌性腹瀉，其不良反應(yīng)及毒副作用少見，療效及安全性均得到普遍認(rèn)可。體外實驗結(jié)果表明，單用BBR對白念珠菌有微弱的抑菌作用(MIC≥125μg/mL);BBR與FLC合用后，對實驗室誘導(dǎo)耐藥白念珠菌Candida albicans Resis-Y01(FICI=0.066)、Candida albicans Resis-Y01023(FICI=0.063);臨床耐藥白念珠菌 Candida albicans 0305148(FICI=0.071)、Candida albicans 0305116(FICI=0.078)等均具有良好協(xié)同抗真菌作用。體內(nèi)實驗結(jié)果表明，9.0 mg/kg BBR與0.5 mg/kg FLC合用，可使系統(tǒng)性 Candida albicans 0304103感染小鼠平均存活時間延長至18.7 d，是9.0 mg/kg BBR 單用時存活時間的 5.34 倍、0.5 mg/kg FLC 單用時的 1.89 倍［35］。本課題組通過蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)等研究，提出如下機制假說:白念珠菌通過胞吞作用將BBR轉(zhuǎn)運至空泡中貯存以產(chǎn)生BBR耐藥現(xiàn)象;當(dāng)BBR與FLC合用時，F(xiàn)LC可破壞空泡膜釋放BBR，BBR通過增強三羧酸循環(huán)、抑制線粒體ATP合酶活性等途徑導(dǎo)致菌體內(nèi)ROS大量生成，同時引發(fā)真菌DNA損傷，最終產(chǎn)生協(xié)同抗耐藥真菌作用［36-37］。目前，對BBR與FLC協(xié)同抗耐藥真菌機制的后續(xù)驗證工作正在進行中。

圖1 E1210的化學(xué)結(jié)構(gòu) 圖2 D11-2040的化學(xué)結(jié)構(gòu) 圖3 KP-372-1的化學(xué)結(jié)構(gòu) 圖4 17-AAG的化學(xué)結(jié)構(gòu) 圖5 BBR的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖6 FLC的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The structure of E1210 Fig.2 The structure of D11-2040 Fig.3 The structure of KP-372-1 Fig.4 The structure of 17-AAG Fig.5 The structure of BBR Fig.6 The structure of FLC

此外，其他基于新靶點的抗真菌前藥正不斷涌現(xiàn)，如:以 Upc2轉(zhuǎn)錄因子為靶點的VB00075177［38］;以 C-14 還原酶為靶點的 1b［39］;以26s 蛋白酶體為靶點的 fellutamides［40］;以亮氨酰tRNA合成酶為靶點的AN2690等［41］。這些抗真菌前藥有望改善現(xiàn)有治療方法，為未來臨床研究奠定基礎(chǔ)。

6 展 望

利用宿主與病原體蛋白結(jié)構(gòu)差異，研發(fā)可選擇性識別真菌靶蛋白且毒性較低的化合物，是研發(fā)新靶點抗真菌藥物的重要策略。計算機輔助設(shè)計、基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù)的日趨成熟，有助于推動新靶點抗真菌藥物研發(fā)。尋找新的能協(xié)同現(xiàn)有抗真菌藥物發(fā)揮抗耐藥真菌的活性的新化合物值得關(guān)注。從中藥資源中尋找抗真菌中藥或中藥成分也可能發(fā)現(xiàn)有效的抗真菌新藥。

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