新型抗真菌藥物開發，已證明早期治療成功率高

　　真菌微生物能夠引發嚴重、通常致命的傳染病，尤其是在免疫功能低下的患者中，這些人或患有免疫缺陷病，或經常使用影響人體免疫防御系統的療法（例如移植患者使用免疫抑制劑）。

　　許多真菌微生物是造成院內感染（HAI）的最常見原因之一，例如，白色念珠菌（C. albicans）被認為是全球第四大鼻內感染病原體。此外，臨床治療中使用的化療藥物也成為刺激耐藥細胞產生的因素。

　　據統計，全球每年因真菌感染及其并發癥導致的死亡人數或超過 160 萬，與結核病導致的死亡人數相近。這些患者的系統性真菌病主要由念珠菌屬（Candida）的酵母樣微生物，尤其是白色念珠菌（Candida albicans）和光滑念珠菌（Candida glabrata），以及曲霉屬（Aspergillus）的絲狀真菌引起。而像耳念珠菌（Candida auris）這樣具有多重耐藥性念珠菌——超級細菌的出現，更是全球健康要面對的一項嚴重挑戰。因此，開發新的抗真菌藥物極其重要。

　　近日，在 scientific reports 上發表了一篇題為“Xanthone synthetic derivatives with high anticandidal activity and positive mycostatic selectivity index values”的研究論文，研究人員合成了 28 種氧雜蒽酮和苯并氧雜蒽酮類似物，并評估了它們的抗真菌活性，進一步驗證了氧雜蒽酮作為抗真菌藥物的適用性。

　　合成 28 種氧雜蒽酮和苯并氧雜蒽酮類似物

　　研究人員圍繞真菌拓撲異構酶這一靶點來開發新的抗真菌藥物。

　　此前已有大量針對真菌中拓撲異構酶 I 和 II 的結構和功能的研究，結果表明，它們的活性對某些特定菌株至關重要。此外，抑制酵母拓撲異構酶 II 能產生抗真菌活性，甚至能克服氟康唑抗藥性。

　　研究人員瞄準的抗真菌藥物是氧雜蒽酮衍生物。

　　天然氧雜蒽酮衍生物是一類很有前景的抗真菌化合物，它們在自然界中作為各種植物、地衣、真菌和細菌的代謝物存在。這些化合物擁有有趣的結構支架和生物功效，這促使許多科學家合成氧雜蒽酮衍生物，用于開發新的有前景的候選藥物，如抗癌、抗菌、抗瘧、抗艾滋病毒、抗氧化劑、抗炎和抗瘧藥。

　　目前只有很少的報道詳細證明了這些化合物的抗真菌作用機制。根據之前對氧雜蒽酮類似物作為潛在抗菌劑的研究，研究人員決定分析四組新化合物的抗真菌活性，及其對酵母拓撲異構酶 II 活性（yTOPO II）的抑制作用。

　　在這項研究中，研究人員合成了 28 種氧雜蒽酮衍生物，結構分為四組。化合物 1 – 16 和 34 是根據先前公布的程序制備的，而 25、26、35-38 和 41-45 是新合成的類似物。這些基團（I-IV）的不同之處在于硝基或氨基取代，以及在氧雜蒽酮核心上存在一個吡唑或苯稠合環。

本研究分析的衍生物的總體結構。R1 -氨基取代，R2 或 R3 -NO2 或 H

　　結構活性關系分析表明，萘環和 R3 位硝基的存在對抗真菌活性至關重要。因此，研究人員通過這些基團的調整，在起始衍生物的基礎上合成更強的衍生物。例如，在化合物 9 的基礎上合成衍生物 35-38 和 41-45，由此獲得了一種對參考菌株的抗真菌活性比起始衍生物 9 更強的衍生物 44。

　　證明其對抗耐藥真菌細胞的可能性

　　研究人員開展了這些新型化合物對真菌菌株的藥敏試驗。他們測試了所有 28 種衍生物針對五種參考真菌菌株（來自美國類型培養物保藏中心 ATCC）的體外抗真菌活性；針對六種白色念珠菌臨床分離株（對氟康唑敏感（B3、Gu4 和 F2）和耐藥（B4、Gu5 和 F5））活性最強的 13 種化合物。通過微孔板系列稀釋法測定研究化合物的最小抑菌濃度（MICs）。

選定衍生物對臨床菌株的抗真菌活性與 C. albicans ATCC 10231 的比較

　　菌株 Gu4、B3 和 F2 是從早期感染發作中獲得的對氟康唑敏感的分離株，而 Gu5、B4 和 F5 是從用氟康唑治療的同一患者的后期發作中獲得的相應的氟康唑抗性分離株。

　　就 Gu5 而言，對氟康唑具有耐藥性是編碼 ABC 轉運蛋白的 CDR1/2 基因過度表達的結果；而 B4 和 F5 菌株的耐藥性是由編碼主要促進子膜轉運蛋白的 MDR1 基因過度表達引起的超家族 (MFS) 。因此對這些新化合物仍然敏感。

　　這一發現表明，對臨床耐藥菌株最有效的化合物 9、42 和 44 并不是 ABC 以及 MFS 外排泵的良好底物。

　　研究人員還探究了這些衍生物抗真菌活性的分子機制。為了確定氧雜蒽酮和苯并氧雜蒽酮類似物的可能作用模式，他們分析了殺滅活性并確定了所選衍生物的最低殺菌濃度 (MFC)。

　　生物學特性的評估表明，最有效的衍生物的作用模式是殺真菌。使用殺真菌療法治療侵襲性念珠菌病和念珠菌血癥，早期治療成功的概率較高。預計持續或復發感染和產生抗藥性的概率也會降低。

　　研究人員還探究了其與哺乳動物細胞相關的選擇性。研究中使用的哺乳動物細胞包括人胚胎腎細胞系 (HEK-293) 和人肝癌細胞系 (HEPG2)，并將測定結果與之前測定的人結直腸腺癌細胞系（HT29）的細胞毒活性進行了比較。

用 MTT 法測定對 HEK293 和 HEPG2 細胞株的細胞毒性作用

　　結果表明，新合成化合物獲得的結果在可接受的細胞毒性水平內。苯并氧蒽酮被證明是最好的抗真菌劑，對 HEK293 和 HEPG2 細胞系具有正的抑霉菌選擇性指數值。因此，稠合苯環對其活性至關重要。

　　由于氧雜蒽酮衍生物是人類拓撲異構酶抑制劑，因此所分析化合物的抗真菌活性可能與其對該酶的真菌等價物的抑制作用有關。該研究的結果表明，抗真菌活性和對酵母拓撲異構酶 II 的抑制效果之間存在密切關系。

　　總之，該研究能夠證明一種概念，即通過對氧雜蒽酮進行修飾，可以發現一組影響真菌拓撲異構酶 II 的新型選擇性抗真菌藥物。此外，研究結果還表明，可以使用這些衍生物來對付具有抗藥性的真菌細胞。通過設計、合成和評估新抑制劑的活性來進一步驗證氧雜蒽酮作為抗真菌藥物的適用性是非常有價值的。未來的研究將側重于提高選擇性。