郭旻皓,凌小翠,王 坤**,李偉輝**

(1.亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530004;2.廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣西南寧 530004)

結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)是結(jié)核病的致病菌,是最成功的胞內(nèi)病原菌。近年來(lái),隨著卡介苗對(duì)結(jié)核病預(yù)防能力的下降以及艾滋病感染人數(shù)的增加,結(jié)核病在全球范圍內(nèi)的發(fā)病率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《2022年全球結(jié)核病報(bào)告》指出2020-2021年全球結(jié)核病發(fā)病率增加了3.6%,我國(guó)結(jié)核病發(fā)病率為5.5%,病死率為4.0%[1,2]。結(jié)核病形勢(shì)如此嚴(yán)峻,主要是因?yàn)槿藗儗?duì)結(jié)核分枝桿菌的致病性與抗逆性的機(jī)制了解不夠。因此,深入了解結(jié)核分枝桿菌的致病性與抗逆性的分子機(jī)理可為結(jié)核病的防治提供理論基礎(chǔ)。

1 結(jié)核分枝桿菌在不同理化條件下的抗逆性

結(jié)核分枝桿菌具有極強(qiáng)的逆境生存能力,包括抗干燥、抗酸堿、抗氧化與抗化學(xué)染料等。作為最成功的胞內(nèi)病原菌,結(jié)核分枝桿菌面臨著巨噬細(xì)胞內(nèi)的氧化壓力、還原壓力、酸性條件與鐵營(yíng)養(yǎng)脅迫等逆境。

1.1 結(jié)核分枝桿菌對(duì)氧化壓力的耐受

結(jié)核分枝桿菌內(nèi)存在兩種應(yīng)對(duì)氧化還原壓力的緩沖物,分別為分枝硫醇(Mycothiol,MSH)和麥角硫因(Ergothioneine,EGT)。氧化型分枝硫醇(Mycothione,MSSM)可以還原為MSH以應(yīng)對(duì)環(huán)境的氧化壓力。與MSH不同,EGT多以氧化態(tài)的形式存在,以應(yīng)對(duì)還原壓力[4]。EGT的氧化還原電位是-60 mV,而MSH的氧化還原電位大于-200 mV,不同電位的緩沖物可以應(yīng)對(duì)不同的氧化壓力[5]。

第二信使c-di-GMP通過(guò)下游受體轉(zhuǎn)錄因子LtmA和HpoR來(lái)調(diào)控恥垢分枝桿菌(Mycobacteriumsmegmatis)的抗氧化生長(zhǎng)(圖1)。c-di-GMP分別通過(guò)以下3條途徑共同調(diào)控hpoR操縱子進(jìn)而影響分枝桿菌的抗氧化能力:(1)c-di-GMP刺激LtmA對(duì)hpoR操縱子表達(dá)的正調(diào)控;(2)c-di-GMP解除HpoR對(duì)其自身所在基因簇的抑制作用;(3)c-di-GMP促進(jìn)LtmA與HpoR發(fā)生物理上的相互作用,這將進(jìn)一步增強(qiáng)LtmA的DNA結(jié)合活性,并降低HpoR對(duì)hpoR操作子的抑制作用[6,7]。

圖1 結(jié)核分枝桿菌在氧化應(yīng)激、還原應(yīng)激、酸應(yīng)激下的應(yīng)對(duì)策略

結(jié)核分枝桿菌中多種酶類(lèi)也參與了抗氧化應(yīng)激的調(diào)控,如超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、過(guò)氧化氫酶(Catalase-peroxidase,KatG)、硫氧還蛋白還原酶(Thioredoxin Reductase,TrxR)、烷基過(guò)氧化氫還原酶(Alkyl hydroperoxide reductase, AhpC),以及烷基氫過(guò)氧化物還原酶 E(Alkyl hydroperoxide reductase E,AhpE)[3]。

1.2 結(jié)核分枝桿菌對(duì)缺氧環(huán)境的耐受

結(jié)核分枝桿菌侵染宿主后,宿主肺部會(huì)產(chǎn)生肉芽腫。隨后,肉芽腫內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)干酪樣壞死,導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌處于缺氧狀態(tài)[8]。缺氧會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞在氧化磷酸化的過(guò)程中喪失電子的最終受體,引發(fā)還原物的積累,最終導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生還原應(yīng)激[8]。缺氧會(huì)影響結(jié)核分枝桿菌的細(xì)胞生理狀態(tài),包括細(xì)胞生長(zhǎng)受損、蛋白質(zhì)聚集、蛋白質(zhì)折疊異常、蛋白質(zhì)合成受到抑制等[5]。

分枝桿菌的DosRST系統(tǒng)可以響應(yīng)還原應(yīng)激(圖1)。DosS與DosT感受到缺氧信號(hào)后使DosR發(fā)生磷酸化修飾,而DosR可以調(diào)控narX、nark2、fdxA、nrdZ等50多種還原應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)[9]。DosS和DosT的GAF結(jié)構(gòu)域可以與血紅素(Heme)共價(jià)連接,是感知細(xì)胞氧化水平的重要結(jié)構(gòu)。DosS和DosT的激酶活性在氧化狀態(tài)下受到抑制。然而,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)氧分壓降低時(shí),伴侶分子會(huì)奪取DosS和DosT的氧氣,進(jìn)而活化其激酶活性。此外,DosS與DosT也可以與NO、CO結(jié)合并將其本身鎖定在活化狀態(tài)[5]。另一項(xiàng)研究表明,c-di-GMP可以與DosR結(jié)合從而促進(jìn)DosS對(duì)DosR的磷酸化修飾,該研究表明DosRST系統(tǒng)可能參與氧化應(yīng)激[10]。

還原脅迫必然導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌的代謝重塑。在缺氧環(huán)境下,最終電子受體缺乏導(dǎo)致NADH和NADPH在細(xì)胞中堆積,是引發(fā)細(xì)菌代謝重塑的重要原因。乙醛酸支路是一種以琥珀酸為最終產(chǎn)物的代謝通路,在還原應(yīng)激中發(fā)揮著重要作用[11]。異檸檬酸裂解酶(Isocitrate Lyases,ICL)可以以丙酰輔酶A為底物合成琥珀酸。在缺氧的環(huán)境下,琥珀酸參與ATP的合成與穩(wěn)定膜電位[11,12]。結(jié)核分枝桿菌的糖代謝由糖酵解途徑向磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)移,同時(shí)甘油三酯合成增加而分枝菌酸(Mycolic Acid,MA)合成降低,琥珀酸脫氫酶、丙氨酸脫氫酶、脯氨酸脫氫酶等多種初級(jí)脫氫酶表達(dá)量增加[12,13]。

在代謝重塑的過(guò)程中,DosRST對(duì)NADH/NADPH的消耗發(fā)揮了一定的作用。例如,DosR可以刺激Hyd2產(chǎn)生氫氣進(jìn)而轉(zhuǎn)移電子;DosR可以調(diào)控假定的甲酸氫裂解酶(Formate hydrogen lyase),該酶可以氧化甲酸酯并消耗NADH;DosR可以通過(guò)調(diào)控亞硝酸鹽/硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體編碼基因narK2X的表達(dá)來(lái)消耗NADH[5]。

1.3 結(jié)核分枝桿菌對(duì)酸性環(huán)境的耐受

酸性環(huán)境不利于細(xì)菌的生長(zhǎng),這是由于細(xì)胞內(nèi)外的高濃度質(zhì)子梯度會(huì)影響物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,另外低pH值也會(huì)影響蛋白質(zhì)的活性,因此結(jié)核分枝桿菌進(jìn)化出一系列策略以應(yīng)對(duì)吞噬體內(nèi)的酸性環(huán)境。

PhoPR調(diào)節(jié)子由組氨酸激酶?jìng)鞲衅鱌hoR和PhoP組成,PhoR可以感知酸性環(huán)境并誘導(dǎo)組氨酸磷酸化,隨后該磷酸基團(tuán)被轉(zhuǎn)移到PhoP的天冬氨酸上,進(jìn)而活化PhoR (圖1)[14]。PhoPR參與調(diào)控150多種基因的表達(dá),包括控制氧化還原的相關(guān)基因、ESX-1分泌系統(tǒng)的相關(guān)基因、細(xì)胞膜脂質(zhì)合成的相關(guān)基因等。值得注意的是,PhoPR雙組分系統(tǒng)只在致病菌株中參與調(diào)控whiB3,暗示著該通路可能與結(jié)核分枝桿菌的致病性有關(guān)[14,15]。whiB3編碼的WhiB3參與調(diào)控脂質(zhì)合成代謝和氧化還原代謝基因的表達(dá),以響應(yīng)低pH值的環(huán)境壓力[16]。

對(duì)于結(jié)核分枝桿菌,酸應(yīng)激和還原應(yīng)激引起的代謝變化相似,主要表現(xiàn)為還原性檸檬酸循環(huán)的增加導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌對(duì)外分泌琥珀酸增多。如果添加硝酸鹽作為電子的受體則會(huì)導(dǎo)致琥珀酸分泌減少[17]。與缺氧型還原應(yīng)激不同的是,即使給低pH值環(huán)境下的結(jié)核分枝桿菌提供充足的氧氣和甘油,依舊會(huì)導(dǎo)致其酸性生長(zhǎng)停滯[15]。另外,結(jié)核分枝桿菌的OmpATb在應(yīng)對(duì)酸脅迫方面發(fā)揮了一定的作用,OmpATb可以通過(guò)介導(dǎo)氨的分泌進(jìn)而中和酸性環(huán)境[18]。

1.4 結(jié)核分枝桿菌在鐵脅迫下的耐受

鐵與分枝桿菌的致病性高度相關(guān),其作為一種輔助因子參與細(xì)菌的電子傳遞、能量代謝與DNA合成等過(guò)程。

細(xì)菌依賴(lài)于鐵載體(Fe3+螯合劑)來(lái)攝取鐵,結(jié)核分枝桿菌的鐵載體包括分枝菌素(Mycobactin)與羧基分枝菌素(Carboxymycobactin)。由于疏水性的差異,易溶于水的羧基分枝菌素會(huì)被結(jié)核分枝桿菌分泌至細(xì)胞外去獲取鐵,而分枝菌素則錨定在外膜上[19]。MmpL4/S4和MmpL5/S5參與了鐵載體的分泌,而IrtA/IrtB參與了鐵-羧基分枝菌素的輸入[19]。宿主的脂運(yùn)載蛋白2 (Lipocalin 2,LCN2)具有噬鐵蛋白的活性,其通過(guò)結(jié)合鐵載體阻止結(jié)核分枝桿菌攝取鐵從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng),而結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)分泌c-di-GMP,競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合LCN2進(jìn)而抑制噬鐵蛋白的抗菌活性(圖2)[20]。

在哺乳動(dòng)物中,70.0%的鐵與血紅素輔基結(jié)合,這限制了鐵載體獲取鐵的數(shù)量。因此,分枝桿菌中還存在依賴(lài)血紅素的鐵攝取系統(tǒng)[21]。有研究提出結(jié)核分枝桿菌的血紅素獲取模型:血紅蛋白(Haemoglobin,Hb)釋放的血紅素被PPE36/PE22捕獲,并由PPE62運(yùn)輸進(jìn)入結(jié)核分枝桿菌的周質(zhì),DppA將血紅素傳遞至DppBCD并使之跨越內(nèi)膜,最后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的血紅素被MhuD降解,并釋放鐵(圖2)[22]。有研究構(gòu)建了結(jié)核分枝桿菌ΔmbtB、ΔmbtBΔmmpL3、ΔmbtBΔrv0203,在以Fe3+作為鐵的唯一來(lái)源時(shí),三者的生長(zhǎng)情況均正常。而在以血紅素作為鐵的唯一來(lái)源時(shí),后兩者相對(duì)于ΔmbtB表現(xiàn)出生長(zhǎng)缺陷,這提示MmpL3和Rv0203都參與了血紅素的攝取[21]。

鐵與分枝桿菌的氧化應(yīng)激密切相關(guān)。一方面,缺鐵會(huì)導(dǎo)致SOD與過(guò)氧化氫酶的活性降低,使細(xì)胞無(wú)法及時(shí)處理活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)進(jìn)而導(dǎo)致氧化損傷[23]。另一方面,Fe3+催化的芬頓反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生多種ROS進(jìn)而引發(fā)氧化應(yīng)激,因此結(jié)核分枝桿菌需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)控鐵的攝取與存儲(chǔ)[23]。IdeR是調(diào)控結(jié)核分枝桿菌鐵攝取的關(guān)鍵蛋白,與Fe3+結(jié)合的IdeR具有DNA結(jié)合活性,可以動(dòng)態(tài)調(diào)控結(jié)核分枝桿菌體內(nèi)游離Fe3+的濃度。當(dāng)Fe3+濃度較高時(shí),IdeR與鐵載體合成基因mbtA-J的啟動(dòng)子結(jié)合,通過(guò)抑制mbtA-J表達(dá)來(lái)抑制鐵載體的合成[23]。IdeR與Lsr2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合鐵儲(chǔ)存基因bfrA的啟動(dòng)子,進(jìn)而促進(jìn)bfrA的表達(dá)從而促進(jìn)鐵的儲(chǔ)存(圖2)[24]。此外,IdeR調(diào)控多種功能蛋白基因的表達(dá),包括轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因rv0282-0284,脂質(zhì)代謝的相關(guān)基因rv1344-1345、rv1347,PE/PPE家族成員基因rv0285-0286、rv2123、mmpL4與mmpS4[25]。

圖2 結(jié)核分枝桿菌在鐵脅迫下的應(yīng)對(duì)策略

2 結(jié)核分枝桿菌的耐藥性

解決結(jié)核分枝桿菌的耐藥性問(wèn)題是治療結(jié)核病的關(guān)鍵,根據(jù)《2022年全球結(jié)核病報(bào)告》,2021年新增45萬(wàn)利福平耐藥患者,比2020年增加了3.1%,全球耐藥結(jié)核病治愈率較低,僅為60.0%[1,2]。異煙肼(Isoniazid,INH)、利福平(Rifampin,RIF)、乙胺丁醇(Ethambutol,EMB)、吡嗪酰胺(Pyrazinamide,PZA)、鏈霉素(Streptomycin,STR)是治療結(jié)核病的一線(xiàn)藥物,文章總結(jié)了結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生耐藥性的關(guān)鍵基因(表1),深入研究結(jié)核分枝桿菌的耐藥機(jī)制可以為新型抗結(jié)核藥物研發(fā)提供參考和指導(dǎo)。

表1 結(jié)核分枝桿菌獲得一線(xiàn)藥物耐藥性的主要基因

2.1 異煙肼

異煙肼是一種一線(xiàn)抗結(jié)核藥物。進(jìn)入結(jié)核分枝桿菌體內(nèi)的異煙肼由KatG將異煙肼還原成異煙酸,而異煙酸又可以與NAD+反應(yīng)產(chǎn)生異煙酸-NAD+復(fù)合物,該復(fù)合物可以與InhA發(fā)生作用,抑制InhA的活性[26]。InhA是一種烯?；d脂蛋白還原酶,是脂肪酸合酶Ⅱ的組成部分,InhA活性受到抑制后會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壁的重要組分分枝菌酸的合成受阻,最終導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌細(xì)胞壁組分缺失而引起細(xì)菌死亡[26,27]。

結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生異煙肼耐藥性的因素有很多,但臨床上分離的結(jié)核分枝桿菌對(duì)異煙肼耐藥主要是katG基因突變所致。之前的研究報(bào)道了katG基因中存在的多個(gè)不同位點(diǎn)的突變介導(dǎo)結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生異煙肼耐藥,其中315位絲氨酸突變?yōu)樘K氨酸使KatG的異煙肼結(jié)合位點(diǎn)產(chǎn)生空間位阻,從而限制了異煙肼的作用效果[28]。ahpC編碼一種烷基氫過(guò)氧化物還原酶,ahpC表達(dá)水平的上調(diào)可能會(huì)在一定程度上補(bǔ)償由katG表達(dá)下調(diào)或突變而引發(fā)的氧化損傷[29]。ndh編碼一種NADH脫氫酶,ndh表達(dá)上調(diào)會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)NADH水平升高,可能會(huì)抑制異煙酸-NAD+復(fù)合物的形成,從而抑制異煙肼的作用[30]。此外,inhA啟動(dòng)子的突變也可能導(dǎo)致異煙肼耐藥,突變體的inhA表達(dá)水平增加引起分枝菌酸的合成量增加,這就補(bǔ)償了異煙肼對(duì)分枝菌酸合成的抑制作用[30]。nat編碼的NAT酶可以結(jié)合異煙肼并使其發(fā)生乙酰化,導(dǎo)致異煙肼無(wú)法被活化,從而限制了異煙肼的作用[31]。

除此之外,還有oxyR、kasB、ini、efpA、fadE等多種基因的突變也可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌對(duì)異煙肼產(chǎn)生耐藥性[32]。

2.2 利福平

利福平屬于利福霉素類(lèi)抗生素,對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌具有較強(qiáng)的抑制作用,而對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制作用較弱。利福平、利福噴汀、利福布汀都屬于利福霉素類(lèi)抗生素,其中利福平是最典型且常見(jiàn)的抗結(jié)核藥物。

利福平主要作用于結(jié)核分枝桿菌RNA聚合酶的β亞基,通過(guò)形成空間位阻導(dǎo)致RNA的生物合成受阻。研究發(fā)現(xiàn),利福平不會(huì)影響RNA前2 nt的合成,當(dāng)RNA合成到第3 nt時(shí),利福平會(huì)阻礙RNA的進(jìn)一步延伸[33]。

rpoB是編碼RNA聚合酶β亞基的基因。絕大多數(shù)的利福平耐藥性是rpoB突變所致,這些突變集中在507-533氨基酸殘基區(qū)間,該區(qū)間被稱(chēng)為利福平抗性決定區(qū)(Rifampicin-Resistance-Determining Region,RRDR)[34]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),RRDR區(qū)間中最常見(jiàn)的突變是516、526、531位密碼子突變[35]。

除了rpoB的突變外,細(xì)菌細(xì)胞壁通透性改變也是其產(chǎn)生利福平耐藥性的重要原因[36]。分枝桿菌的PE11是一種脂酶,其變化可影響質(zhì)膜的脂質(zhì)構(gòu)成[37]。結(jié)核分枝桿菌中PE11增加會(huì)提高細(xì)菌對(duì)利福平的抗性[36]。

2.3 乙胺丁醇

分枝桿菌的細(xì)胞壁外層含有大量的分枝菌酸,這些分枝菌酸與細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的阿拉伯半乳聚糖(Arabinogalactan,AC)共價(jià)相連形成分枝菌酸-聚阿拉伯半乳糖-肽聚糖(mycolyl-Arabinogalactan-Peptidoglycan,mAGP),脂阿拉伯甘露聚糖(Lipoarabinomannan,LAM)、脂甘露聚糖(Lipomannan,LM)等特異性脂質(zhì)存在于分枝菌酸與AC之間,分枝桿菌的這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)可以與宿主發(fā)生相互作用[38,39]。emb操縱子包含embA、embB、embC,前兩者被證明與AC的合成有關(guān),embC則與LAM的合成有關(guān)[39]。

乙胺丁醇通過(guò)抑制EmbB與EmbC,進(jìn)而抑制AC與LAM的生物合成,這限制了mAGP的形成從而使得分枝桿菌細(xì)胞壁的完整性缺失[40]。因此,分枝桿菌的乙胺丁醇耐藥機(jī)制主要與emb操縱子有關(guān)。

EmbR是調(diào)控emb操縱子的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,EmbR在被PknH磷酸化后調(diào)控emb操縱子中相關(guān)基因的表達(dá)水平。PknH對(duì)EmbR的磷酸化水平增加,以及EmbR與emb操縱子結(jié)合能力增強(qiáng)都是分枝桿菌產(chǎn)生EMB耐藥性的原因[41]。其中,embB發(fā)生突變是分枝桿菌發(fā)生乙胺丁醇耐藥的主要原因。embB中存在一段被稱(chēng)之為乙胺丁醇抗性決定區(qū)(Ethambutol Resistance-Determining Region,ERDR)的區(qū)域,包括306、406、497位密碼子。這些位點(diǎn)的突變有可能導(dǎo)致EmbB蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,因此乙胺丁醇缺失靶標(biāo),降低了其殺菌作用[42]。

2.4 吡嗪酰胺

吡嗪酰胺是一種在酸性環(huán)境下對(duì)結(jié)核分枝桿菌具有抑菌活性的藥物。因此,吡嗪酰胺在對(duì)潛伏在巨噬細(xì)胞中的結(jié)核分枝桿菌具有較好的抑菌效果[26]。吡嗪酰胺的作用機(jī)制存在較大的爭(zhēng)議,目前公認(rèn)的觀點(diǎn)是吡嗪酰胺可以由吡嗪酰胺酶(Pyrazinamidase,PncA)轉(zhuǎn)化為吡嗪酸(Pyrazinoic Acid,POA),但POA的作用機(jī)制仍有爭(zhēng)議[43]。主流觀點(diǎn)認(rèn)為,POA在酸性環(huán)境下發(fā)生質(zhì)子化并轉(zhuǎn)化為HPOA,隨后HPOA進(jìn)入分枝桿菌體內(nèi),使得其pH值降低,破壞細(xì)胞質(zhì)子梯度進(jìn)而抑制分枝桿菌ATP的生物合成并影響酶的活性[44]。還有研究指出,吡嗪酰胺可能通過(guò)抑制30S核糖體的RpsA蛋白活性進(jìn)而影響細(xì)菌的翻譯過(guò)程[45]。PanD是一種天冬氨酸脫羧酶,在泛酸的生物合成中起重要作用。ClpC1可以識(shí)別PanD的降解標(biāo)簽進(jìn)而使之降解,而POA可以改變PanD的構(gòu)象并使其降解標(biāo)簽暴露。POA通過(guò)降解PanD進(jìn)而抑制分枝桿菌泛酸的合成,最終導(dǎo)致乙酰輔酶A合成受阻[43]。

pncA編碼PncA,該基因的突變是細(xì)菌產(chǎn)生吡嗪酰胺耐藥性的重要原因。pncA的突變以錯(cuò)義突變?yōu)橹?主要集中于3-17、61-85和132-142位點(diǎn)[44]。目前也發(fā)現(xiàn)RpsA蛋白的438位丙氨酸突變會(huì)導(dǎo)致吡嗪酰胺耐藥,這可能是由于RpsA的突變影響其與吡嗪酰胺的互作[46]。panD與clpC1的突變也會(huì)導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生吡嗪酰胺耐藥性,這可能是由于突變影響了POA與PanD的結(jié)合并抑制了其對(duì)PanD的降解[43]。

此外,rspA、gpsl、mas/ppsA-E、tap、iprG、fadD2也可能與吡嗪酰胺耐藥有關(guān)[43]。

2.5 鏈霉素

鏈霉素屬于氨基糖苷類(lèi)抗生素,其作用位點(diǎn)是30S核糖體。鏈霉素通過(guò)抑制tRNA與核糖體結(jié)合進(jìn)而抑制翻譯過(guò)程。rrs和rpsL分別編碼核糖體蛋白S12、16S rRNA,這些都是鏈霉素的靶點(diǎn)。rrs的513、517、906、907位點(diǎn)突變和rpsL的128、263位精氨酸突變都會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生鏈霉素耐藥性[47]。值得注意的是,16S rRNA的甲基轉(zhuǎn)移酶的編碼基因gidB的突變也會(huì)引發(fā)細(xì)菌的鏈霉素耐藥性,這可能是GidB改變了16S rRNA的甲基化位點(diǎn)所導(dǎo)致的耐藥性[48]。

2.6 結(jié)核分枝桿菌的多藥耐藥機(jī)制

結(jié)核分枝桿菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)、喹諾酮類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)等臨床上常見(jiàn)的抗生素可能具有多藥耐藥性,其機(jī)制與結(jié)核分枝桿菌的氧化還原應(yīng)激以及藥物外排泵密切相關(guān)。

whiB7是whiB3的旁系同源物,whiB3對(duì)于結(jié)核分枝桿菌的酸耐受性和氧化還原耐受性起重要的作用,而whiB7編碼的WhiB7則介導(dǎo)了結(jié)核分枝桿菌對(duì)常見(jiàn)抗生素藥物的耐藥性。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)WhiB7可以通過(guò)誘導(dǎo)Eis、Tap、Erm等多種蛋白質(zhì)的表達(dá)而影響細(xì)菌的耐藥性[49]。WhiB7正調(diào)控SigA的表達(dá),SigA正調(diào)控Eis的表達(dá),表達(dá)量增加的Eis可以通過(guò)乙?；被擒疹?lèi)抗生素進(jìn)而提高細(xì)菌的耐藥性[49,50]。Tap是一種藥物外排泵,Tap表達(dá)量的變化可以影響細(xì)菌對(duì)β-內(nèi)酰胺類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、喹諾酮類(lèi)抗生素的耐藥性。Erm則是一種核糖體RNA甲基轉(zhuǎn)移酶,其介導(dǎo)了細(xì)菌對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)藥物的耐藥性[51]。

一些參與調(diào)控細(xì)菌氧化還原應(yīng)激的物質(zhì)也與細(xì)菌的耐藥性相關(guān)。ICLs參與調(diào)控細(xì)菌的還原應(yīng)激與酸應(yīng)激。有研究表明,異煙肼、利福平、鏈霉素的耐藥性與ICLs有關(guān),其機(jī)制可能是ICLs使底物進(jìn)入乙醛酸循環(huán),這降低了NADH的量并減少活性氧中間體(Reactive Oxygen Intermediates,ROIs)進(jìn)而引發(fā)耐藥[52]。分枝桿菌的MSH系統(tǒng)可以影響利福平、紅霉素、阿奇霉素、萬(wàn)古霉素等多種藥物的耐藥性[53]。

藥物外排也是影響結(jié)核分枝桿菌多藥耐藥性的重要因素。結(jié)核分枝桿菌的Rv0849、Rv1218c、Rv1258c、Rv3065與β-內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素的耐藥性相關(guān),Rv1747、Rv0341、Rv0343、Rv2942、Rv0933與異煙肼的耐藥性相關(guān),Rv2936、Rv2937、Rv2938與四環(huán)素、鏈霉素、乙胺丁醇的耐藥性相關(guān)[54]。

3 結(jié)核分枝桿菌的致病性與免疫性

結(jié)核分枝桿菌可以侵染巨噬細(xì)胞并在巨噬細(xì)胞中長(zhǎng)期存活,在該過(guò)程中致病因子發(fā)揮了重要作用。多種細(xì)胞因子可以活化巨噬細(xì)胞并使其殺死胞內(nèi)的結(jié)核分枝桿菌,然而結(jié)核分枝桿菌也存在一些機(jī)制以應(yīng)對(duì)這些細(xì)胞因子的脅迫。結(jié)核病會(huì)誘導(dǎo)肉芽腫的產(chǎn)生,對(duì)于結(jié)核性肉芽腫的作用目前尚有爭(zhēng)議,但已經(jīng)確定的是結(jié)核分枝桿菌可以利用肉芽腫幫助其增殖。

3.1 結(jié)核分枝桿菌的致病因子

結(jié)核分枝桿菌中具有多種致病因子,主要包括脂質(zhì)、蛋白質(zhì)與多糖。致病因子可以通過(guò)不同的途徑對(duì)宿主造成損傷,包括誘導(dǎo)肉芽腫的形成、抑制免疫細(xì)胞的免疫反應(yīng)、形成生物被膜等。

脂質(zhì)是結(jié)核分枝桿菌的主要致病因子,這些脂質(zhì)多為細(xì)胞的表面成分。分枝菌酸可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞發(fā)生脂滴積累進(jìn)而形成泡沫巨噬細(xì)胞,結(jié)核分枝桿菌可以在這些脂滴中存活并長(zhǎng)時(shí)間潛伏于巨噬細(xì)胞中[55]。另外MA還與結(jié)核分枝桿菌生物被膜的形成密切相關(guān)[55]。海藻糖-6,6′-二分枝菌酸酯(6,6′-trehalose dimycolate, TDM)又被稱(chēng)為索狀因子,是結(jié)核分枝桿菌細(xì)胞壁中最豐富的糖酯。TDM可以通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞的遷移、抑制磷脂小泡的融合、降低NAD的水平來(lái)發(fā)揮其致病作用[56]。LAM在抑制宿主免疫反應(yīng)的過(guò)程中起著關(guān)鍵作用,LAM可以通過(guò)消除巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的氧自由基、抑制蛋白質(zhì)激酶C的活性、阻斷IFN-γ的合成來(lái)保證結(jié)核分枝桿菌的存活[57]。

多種致病蛋白在結(jié)核分枝桿菌侵入宿主細(xì)胞的過(guò)程中發(fā)揮作用。纖連蛋白結(jié)合蛋白(Fibronectin binding protein, Fbp)通過(guò)結(jié)合纖連蛋白促使結(jié)核分枝桿菌黏附到細(xì)胞的黏膜表面,進(jìn)而侵入宿主細(xì)胞[56]。哺乳動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)入蛋白(Mammalian cell entry,Mce)在結(jié)核分枝桿菌侵入巨噬細(xì)胞以及抑制免疫反應(yīng)的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,Mce3C與巨噬細(xì)胞表面整合素結(jié)合,促進(jìn)結(jié)核分枝桿菌黏附并侵入巨噬細(xì)胞[58]。另外Mce2E與Mce3E可以通過(guò)抑制MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)抑制細(xì)胞因子IL-6與TNF-α的表達(dá)[58]。

致病蛋白還可以影響巨噬細(xì)胞對(duì)結(jié)核分枝桿菌的吞噬和消化作用。SapM、PknG、EIS、EspB等蛋白參與了對(duì)宿主自噬過(guò)程的調(diào)節(jié)[59]。PtpA、TlyA、LpdC、SapM等蛋白抑制了吞噬體的成熟[59]。

3.2 結(jié)核分枝桿菌逃逸吞噬溶酶體對(duì)其的分解

結(jié)核分枝桿菌可以逃逸吞噬溶酶體對(duì)其的降解作用,主要機(jī)制包括抑制吞噬溶酶體的成熟與破壞吞噬體。

巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)核分枝桿菌后在胞內(nèi)形成新生吞噬體,新生吞噬體隨后與早期內(nèi)體、晚期內(nèi)體、溶酶體融合形成可以殺滅細(xì)菌的吞噬溶酶體。Rab5是一種GTP酶,一方面Rab5可以招募PI3K并催化合成PI3P,隨后Rab5進(jìn)一步與PI3P共同招募EEA1使新生吞噬體與早期內(nèi)體融合(圖3)[60]。另一方面,Rab5與PI3P可以招募Rab7,而Rab7可以介導(dǎo)吞噬溶酶體的形成[60]。囊泡ATP酶在吞噬體后期酸化的過(guò)程中發(fā)揮重要的作用,其可以通過(guò)水解ATP來(lái)降低吞噬體的pH值,進(jìn)而激活多種酸性水解酶[61]。

結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)多種途徑抑制吞噬溶酶體的成熟,甘露糖基脂阿拉伯甘露聚糖(Mannosylated Lipoarabinomannan,ManLAM)可以降低胞內(nèi)的Ca2+濃度,進(jìn)而抑制鈣調(diào)蛋白的活性,阻斷鈣調(diào)蛋白激活PI3K的通路,最終導(dǎo)致吞噬體PI3P數(shù)量降低[62]。分枝桿菌也可以分泌磷酸酶SamP,這使得PI3P發(fā)生去磷酸化從而抑制其功能[62]。PtpA是一種酪氨酸磷酸酶,可以使Vps33b發(fā)生去磷酸化進(jìn)而抑制Rab7的活性。此外,PtpA還可以結(jié)合囊泡ATP酶的H亞基,進(jìn)而阻止囊泡ATP酶的轉(zhuǎn)運(yùn)與活化(圖3)[63,64]。

酸性環(huán)境可以激活結(jié)核分枝桿菌的ESX-1分泌系統(tǒng),該分泌系統(tǒng)通過(guò)分泌Esx-A/ESAT-6與Esx-B/CFP10引發(fā)吞噬體膜損傷,進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)核分枝桿菌逃逸(圖3)[63]。

圖3 巨噬細(xì)胞吞噬并分解結(jié)核分枝桿菌與結(jié)核分枝桿菌逃逸吞噬溶酶體的機(jī)制

3.3 結(jié)核分枝桿菌影響細(xì)胞因子對(duì)免疫細(xì)胞的調(diào)控

宿主中的細(xì)胞因子IL-12、TNF-α和IFN-γ在對(duì)抗結(jié)核分枝桿菌過(guò)程中起關(guān)鍵作用。首先,IL-12誘導(dǎo)Th0細(xì)胞分化成為T(mén)h1細(xì)胞并使之分泌IFN-γ,隨后IL-2和IFN-γ促使NK細(xì)胞和CTL細(xì)胞活化并分泌TNF-α,最后TNF-α誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌IL-12,這是產(chǎn)生細(xì)胞因子分泌的級(jí)聯(lián)放大循環(huán)(圖4)[65]。IFN-γ可以通過(guò)激活巨噬細(xì)胞中的一氧化氮合酶產(chǎn)生活性氮中間體(Reactive Nitrogen Intermediates,RNI)以促進(jìn)溶酶體成熟來(lái)應(yīng)對(duì)結(jié)核分枝桿菌。TNF-α則可以通過(guò)激活CTL、促進(jìn)單核細(xì)胞成熟為DC或巨噬細(xì)胞、輔助建立趨化因子梯度、促進(jìn)肉芽腫產(chǎn)生來(lái)對(duì)抗結(jié)核分枝桿菌[63,65]。

IL-1分為IL-1α與IL-1β。IL-1的缺陷會(huì)讓小鼠對(duì)結(jié)核分枝桿菌更敏感,IL-1由炎癥單核巨噬細(xì)胞、炎癥DC和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生。研究證明,IL-1的主要功能是募集中性粒細(xì)胞,但中性粒細(xì)胞對(duì)結(jié)核分枝桿菌的具體作用機(jī)制尚不清楚[66]。

結(jié)核分枝桿菌的ESX-1分泌系統(tǒng)可以通過(guò)分泌肽聚糖來(lái)激活Nod2受體并誘導(dǎo)IFN α/β分泌,細(xì)菌的DNA也可以誘導(dǎo)IFN α/β分泌[67]。IFNAR1可以被IFN α/β激活并介導(dǎo)細(xì)胞分泌IL-1Ra (IL-1的拮抗劑)與IL-10來(lái)抑制免疫反應(yīng)(圖4)。LAM可以誘導(dǎo)IL-10分泌[67,68]。研究發(fā)現(xiàn)IL-10缺陷的小鼠對(duì)結(jié)核分枝桿菌的抵抗能力更強(qiáng),IL-10還會(huì)誘導(dǎo)動(dòng)物結(jié)核病的再激活[69]。IL-10可以抑制促炎細(xì)胞因子IFN-γ、TNF-α、IL-12的產(chǎn)生,并通過(guò)抑制MHCⅡ來(lái)阻斷T細(xì)胞的活化(圖4)。在體外實(shí)驗(yàn)中,IL-10可以抑制Th1與Th2亞群,因此IL-10對(duì)于結(jié)核分枝桿菌抵抗宿主細(xì)胞因子脅迫至關(guān)重要[69]。

花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物也在結(jié)核分枝桿菌的免疫調(diào)控中起重要作用。脂氧合酶(Lipoxygenase,LO)與環(huán)氧合酶(Cyclooxygenase,COX)都以花生四烯酸為底物,競(jìng)爭(zhēng)性合成脂氧素A4(Lipoxin A4, LXA4)與前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)。LXA4可以誘導(dǎo)細(xì)胞壞死,而PGE2則誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞凋亡的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生凋亡小體,這些凋亡小體阻礙了結(jié)核分枝桿菌的釋放并可以被DC吞噬用于抗原呈遞[70]。然而,細(xì)胞壞死后也會(huì)直接釋放結(jié)核分枝桿菌,這促進(jìn)了結(jié)核分枝桿菌的感染[70]。細(xì)胞因子可以調(diào)控凋亡和壞死的發(fā)生。例如,TNF-α?xí)瑫r(shí)介導(dǎo)凋亡與壞死,IL-1β則可以通過(guò)PGE2來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡,IFN α/β則可以誘導(dǎo)LXA4進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞壞死,并通過(guò)誘導(dǎo)分泌IL-1Ra來(lái)抑制IL-1β[71]。結(jié)核分枝桿菌通過(guò)誘導(dǎo)LXA4的產(chǎn)生并抑制COX2 mRNA積累進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)PGE2水平降低,抑制PGE2介導(dǎo)的膜修復(fù)作用,導(dǎo)致線(xiàn)粒體膜損傷發(fā)生積累,進(jìn)而引起其通透性改變并引發(fā)線(xiàn)粒體膜電位喪失,這進(jìn)一步導(dǎo)致ROS積累與ATP合成停滯并最終引發(fā)細(xì)胞壞死(圖4)[70]。

圖4 結(jié)核分枝桿菌與宿主細(xì)胞因子的分子交互及其影響

3.4 肉芽腫對(duì)結(jié)核分枝桿菌感染的影響

結(jié)核性肉芽腫又稱(chēng)結(jié)核結(jié)節(jié),是結(jié)核病典型的病理學(xué)特征,隨著結(jié)核分枝桿菌數(shù)量的增加肉芽腫會(huì)被破壞并產(chǎn)生空洞。結(jié)核性肉芽腫的核心是富含脂質(zhì)的干酪樣壞死區(qū)域,該區(qū)域?yàn)榻Y(jié)核分枝桿菌提供營(yíng)養(yǎng),在其周?chē)哂幸粚又旅艿陌准?xì)胞壁可以阻止結(jié)核分枝桿菌的擴(kuò)散[72]。肉芽腫內(nèi)部存在著不同的巨噬細(xì)胞,包括上皮樣巨噬細(xì)胞、泡沫巨噬細(xì)胞、多核巨噬細(xì)胞(Multinucleated Giant Cells,MGCs),而在巨噬細(xì)胞周?chē)嬖赥、B淋巴細(xì)胞[63]。

TDM可以保護(hù)結(jié)核分枝桿菌不被巨噬細(xì)胞殺死,同時(shí)會(huì)介導(dǎo)結(jié)核性肉芽腫的發(fā)生[73]。經(jīng)典模型認(rèn)為肉芽腫的形成產(chǎn)生了物理阻隔,可抑制病原體的傳播與增殖。然而,研究發(fā)現(xiàn),缺乏ESX-1的結(jié)核分枝桿菌感染宿主后,其肉芽腫表現(xiàn)出發(fā)育不良并伴有感染減弱,該結(jié)果暗示了肉芽腫的形成可能反而加快了結(jié)核分枝桿菌的感染[63]。另外一項(xiàng)研究表明,結(jié)核分枝桿菌可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞周?chē)纳掀ぜ?xì)胞分泌金屬蛋白酶9 (Matrix Metalloproteinase 9,MMP9),而MMP9進(jìn)一步募集巨噬細(xì)胞進(jìn)入肉芽腫[74]。隨后這些未被感染的巨噬細(xì)胞識(shí)別了被感染巨噬細(xì)胞信號(hào)后并將之吞噬,這導(dǎo)致被感染的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加,最后被感染的巨噬細(xì)胞發(fā)生遷移并在其他部位形成新的肉芽腫。

結(jié)核分枝桿菌通過(guò)細(xì)胞表面的鄰苯二甲酸二纖維素酯(Phthiocerol Dimycoceroserate,PDIM)來(lái)掩蓋病原體相關(guān)分子模式(Pathogen-Associated Molecular Patterns,PAMPs)。PDIM優(yōu)先招募不依賴(lài)MyD88的巨噬細(xì)胞,由于這種巨噬細(xì)胞不易產(chǎn)生誘導(dǎo)性一氧化氮合酶(inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS),這使得結(jié)核分枝桿菌更容易在此類(lèi)巨噬細(xì)胞中存活,因此,在早期肉芽腫中的結(jié)核分枝桿菌更易增殖[75]。

肉芽腫的干酪樣壞死中心的氧分壓較低并且營(yíng)養(yǎng)較為匱乏。為了應(yīng)對(duì)這種不利環(huán)境,部分結(jié)核分枝桿菌進(jìn)入休眠狀態(tài),該過(guò)程由DosRST系統(tǒng)參與調(diào)控。進(jìn)入休眠期的結(jié)核分枝桿菌對(duì)異煙肼和吡嗪酰胺具有耐藥性,因?yàn)檫@兩種抗生素只作用于復(fù)制期的結(jié)核分枝桿菌[76]。結(jié)核分枝桿菌具有5個(gè)rpf基因,rpfD缺失被證明可以延緩結(jié)核分枝桿菌恢復(fù),此外Rpf可以促進(jìn)結(jié)核病患者痰液中的結(jié)核分枝桿菌以及凍干的牛結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumbovis)的復(fù)蘇。一項(xiàng)在兔子體內(nèi)的研究表明,使用免疫抑制劑會(huì)使結(jié)核分枝桿菌的rpf轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),這說(shuō)明理化因素與免疫因素共同影響了結(jié)核分枝桿菌的細(xì)胞周期[72,77]。

4 展望

結(jié)核分枝桿菌的致病性極強(qiáng),對(duì)不同的脅迫條件具有較高的耐受性。在抗氧化方面,除了存在MSH與EGT兩套系統(tǒng)外,c-di-GMP可以通過(guò)調(diào)控結(jié)核分枝桿菌的LtmA與HpoR進(jìn)而調(diào)控其抗氧化水平。在抗還原方面,DosRST系統(tǒng)響應(yīng)還原應(yīng)激,同時(shí)結(jié)核分枝桿菌也可以通過(guò)代謝重塑應(yīng)對(duì)還原應(yīng)激。酸應(yīng)激也可以導(dǎo)致還原應(yīng)激,PhoPR可以調(diào)控whiB3以適應(yīng)酸應(yīng)激,同時(shí)細(xì)菌也可以通過(guò)代謝重塑適應(yīng)酸應(yīng)激。結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)鐵載體來(lái)攝取內(nèi)環(huán)境中游離的鐵,也可以攝取血紅素中的鐵。結(jié)核分枝桿菌體內(nèi)鐵濃度過(guò)高或過(guò)低都可能導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生,IdeR參與細(xì)菌體內(nèi)游離鐵濃度的動(dòng)態(tài)調(diào)控。

在耐藥性方面,結(jié)核分枝桿菌產(chǎn)生異煙肼耐藥性主要是由于細(xì)菌的katG突變,ahpC、ndh、inhA、nat以及外排泵等多種基因也影響細(xì)菌的異煙肼耐藥性。分枝桿菌的利福平耐藥性主要是rpoB的突變所致。此外,外排泵與細(xì)胞膜通透性的改變也影響細(xì)菌的利福平耐藥性。乙胺丁醇通過(guò)抑制EmbB與EmbC來(lái)發(fā)揮作用,embB突變是結(jié)核分枝桿菌對(duì)乙胺丁醇產(chǎn)生耐藥的主要原因。吡嗪酰胺的作用機(jī)制尚有爭(zhēng)議,目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為其耐藥性與pncA、panD、clpC1、rpsA的突變有關(guān)。鏈霉素屬于氨基糖苷類(lèi)抗生素,細(xì)菌產(chǎn)生鏈霉素耐藥性與rrs、rpsl、gidB的突變有關(guān)。最后,whiB7、MSH、ICLs、外排泵影響結(jié)核分枝桿菌對(duì)多抗生素共同的耐藥性。

在致病性與免疫性方面,MA、TDM、LAM、Fbp、Mce等致病分子參與了結(jié)核分枝桿菌的致病。結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)ManLAM與PtpA來(lái)阻止吞噬溶酶體的成熟,還可以通過(guò)分泌Esx-A/ESAT-6與Esx-B/CFP10來(lái)破壞吞噬體。宿主的IL-1、IL-12、TNF-α、IFN-γ對(duì)于抵抗結(jié)核分枝桿菌起關(guān)鍵作用,結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生IL-10、IL-1Ra、IFN α/β來(lái)抑制免疫反應(yīng)。此外,結(jié)核分枝桿菌還可以通過(guò)誘導(dǎo)LXA4的分泌使巨噬細(xì)胞壞死。肉芽腫對(duì)結(jié)核分枝桿菌的作用尚有爭(zhēng)議,一方面肉芽腫可以形成物理屏障阻礙結(jié)核分枝桿菌傳播,另一方面結(jié)核分枝桿菌可以通過(guò)誘導(dǎo)上皮細(xì)胞分泌MMP9使巨噬細(xì)胞聚集并加速結(jié)核分枝桿菌的增殖。

雖然之前的研究使人們對(duì)結(jié)核分枝桿菌的致病性與抗逆性有一定的了解,但目前仍有一些問(wèn)題有待解決。處于休眠期的結(jié)核分枝桿菌對(duì)周?chē)h(huán)境具有較強(qiáng)的耐受性同時(shí)也產(chǎn)生了耐藥性,解析結(jié)核分枝桿菌休眠與覺(jué)醒的機(jī)制有助于研發(fā)針對(duì)休眠菌的藥物,防止結(jié)核病的復(fù)發(fā)。另外,仍然沒(méi)有明確多種免疫細(xì)胞在抵抗結(jié)核分枝桿菌中的作用機(jī)制,這使得人們無(wú)法據(jù)此研發(fā)疫苗和藥物。

一些新型技術(shù)為攻克結(jié)核病提供了幫助,重組BCG疫苗是結(jié)核分枝桿菌疫苗開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn),重組BCG疫苗通過(guò)過(guò)表達(dá)免疫優(yōu)勢(shì)抗原進(jìn)而增強(qiáng)疫苗的保護(hù)力。2021年,DeepMind推出的AlphaFold2是生物信息學(xué)中的里程碑,基于AlphaFold2對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè),可以通過(guò)虛擬篩選與反向?qū)蛹夹g(shù)尋找抗結(jié)核新藥或解析抗結(jié)核藥物的作用機(jī)制[78]。

通過(guò)對(duì)結(jié)核分枝桿菌的抗逆性與致病性研究,為新型抗結(jié)核藥物的研發(fā)提供理論依據(jù),有助于解決日益嚴(yán)重的結(jié)核分枝桿菌耐藥性問(wèn)題。