洛哌丁胺对结核分枝杆菌、牛分枝杆菌、白地霉和蒙脱土有直接杀菌作用
翻译：张瑞宁、卢佳慧、魏建起、陶伟(华南农业大学食品科学学院)
尽管抗生素和广泛疫苗接种有效，结核病仍然是一个全球健康威胁，将导致全球90，000人死亡，通常与营养不良、糖尿病和艾滋病毒感染有关(Ozer等人，2017年)。主要的担忧之一是抗药性菌株的出现。结核病中观察到的耐药性与治疗中断和抗生素滥用有关(约翰斯顿等人，2009年)。另一个问题是治疗的持续时间。药物敏感型结核病的化疗至少需要6个月(Ozer等人，2017年)。耐药结核病和广泛耐药结核病的治疗方案包括高成本、低活性和高毒性的二线药物。口服和肠胃外给药途径必须管理长达24个月(马等人，2010年；Yuen等人，2015年)。此外，NTB引起的肺病发病率在全球范围内有所增加，大多数非关税壁垒对一线结核病药物具有耐药性。
重新使用美国食品和药物管理局批准的药物是应对结核病治疗挑战的替代方法，特别是作为宿主指导的治疗。盐酸洛哌丁胺是一种苯基哌啶衍生物，是一种高亲脂性外周阿片受体激动剂，通常用于治疗感染性和非感染性急性和慢性腹泻(Baker 2007；Regnard等人，2011年).洛哌丁胺是一种有效的免疫调节剂。可通过结核分枝杆菌H37Rv胞内生长，减少体外人和小鼠肺泡巨噬细胞产生的TNF-和抗菌肽诱导的自噬(Jurez等，2016，2018)。此外，洛哌丁胺对海洋污染菌和金黄色葡萄球菌具有直接杀菌活性，对棘阿米巴原虫和棘阿米巴致病菌株具有抗寄生虫活性。(柴等2014；Ryu等。2016 ;Baig等人，2017年).这里，本研究的目的是确定洛哌丁胺的抗菌活性是否发生在与一些分枝杆菌直接接触后。
目前结核病治疗面临的挑战促使人们开发具有新作用模式的新型抗结核药物，这可以缩短目前临床结核病药物的治疗时间或降低其毒性。重复使用美国食品和药物管理局批准的药物也可以提供一种替代方法。此外，NTB误导诊断，无法有效治疗。NTB的治疗困难、漫长、昂贵且耗时(Ryu等人，2016年)。
在这项研究中，洛哌丁胺对分枝杆菌的杀菌效果是通过REMA试验测定的(图S1)。实验人员观察到不同浓度的洛哌丁胺抑制了所有被评估的分枝杆菌物种的生长。结核分枝杆菌H37Ra株和耻垢分枝杆菌易感染
图1洛哌丁胺对分枝杆菌生长的影响。非结核分枝杆菌(a)根癌分枝杆菌和(b)耻垢分枝杆菌和结核分枝杆菌，(c)结核分枝杆菌H37 Ra，(d)Rv和(e)牛分枝杆菌BCG。CFU一式三份。描述了四个独立实验的平均值
图2洛哌丁胺对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长的影响。革兰氏阴性菌：(a)大肠杆菌ATCC 25922，(b)大肠杆菌ATCC 43895和革兰氏阳性菌：(c)金黄色葡萄球菌。CFU被重复了三次。描述了四个独立实验的平均值
*最小抑制浓度。
洛哌丁胺的分枝杆菌杀菌效果通过CFU分析进行量化(图1)。我们观察到洛哌丁胺显著抑制了本研究中测试的分枝杆菌的生长。受试分枝杆菌的最小抑制浓度为100-150gml-1。相比之下，大肠杆菌菌株对洛哌丁胺不敏感，在浓度为2000gml-1时，其生长仅下降90-95%(图2a，b)。金黄色葡萄球菌高度依赖洛哌丁胺的浓度，但杀死分枝杆菌所需的浓度是三倍以上。2c).这些测定中使用的浓度(
盐酸洛哌丁胺是一种载流钾通道和电压依赖性、电压非依赖性钙通道，其主要靶点是哺乳动物细胞的有效阻断剂(Hillier等，2011；Klein等人，2016年).先前的研究已经证明了洛哌丁胺的直接微生物杀灭效果(柴等人，2014年；Baker等人，2017年)。在这项研究中，我们研究了洛哌丁胺是否直接针对分枝杆菌。我们发现洛哌丁胺可以抑制结核分枝杆菌(如结核分枝杆菌的卡介苗和牛分枝杆菌)的生长，两者都可以缓慢生长(据报道，它们可以引起非结核分枝杆菌的肺病(T. M. terrae)和快速生长(m . smegmatis)(Driks等，2011；亨克尔和温思罗普(2015年).由于这些抑制特性，人们认为洛哌丁胺可以用NTB治疗，因为这些分枝杆菌是(Khosravi等人，Khosravi用于抗结核的一线抗生素抗性。2018)。虽然MIC可能较高，但我们发现在非常低的浓度(12.5和18.7gmL-1)下，洛哌丁胺能显著抑制所有菌株的分枝杆菌生长。这表明洛哌丁胺的治疗价值可以单独研究或与常规化疗联合研究。
洛哌丁胺类似于基于哌啶醇的分子(PIPD1)，是MmpL3蛋白的有效抑制剂，并参与分枝菌酸的输出转运蛋白(Dupont等人，2016)。因此可以认为洛哌丁胺具有类似于PIPD1的作用机制。这两种分子都是亲脂性物质，可以通过到达周质空间和结合MmpL3破坏分枝菌酸的合成。后者实际上是结核分枝杆菌或的假定靶标(李等，2019)。
与其抗分枝杆菌活性相反，在体外系统中，洛哌丁胺不能以最高浓度杀死大肠杆菌。这种不同的杀菌活性可能与洛哌丁胺的高亲脂性有关(Mazzoni等人，2006年)。洛哌丁胺可以结合分枝菌酸，穿透分枝杆菌的细胞壁，其脂质含量高于细胞壁富含脂多糖(LPS)的大肠杆菌。脂多糖形成了一个不可渗透的屏障，以防止小的疏水化合物(如抗生素和洗涤剂)进入(二阶堂进，2003年)。这一事实可能使大肠杆菌在高浓度的洛哌丁胺(2000gml-1)下存活。
发现洛哌丁胺在500gml-1时对金黄色葡萄球菌的生长有抑制作用。哌啶衍生物，类似于洛哌丁胺，已被证明能阻断金黄色葡萄球菌诺拉(NorA)(MFS型)和甲泼尼龙(MEpa)(MATE型)的外排泵，而3-(2-芳基乙基)哌啶能杀死金黄色葡萄球菌，MIC范围为62.5-500gml-1。虽然这些浓度过高，但四分之一的MIC增加了抗生素的积累，增强了抗生素对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的活性。AcrAB(RND型)泵系统的表达可以将抗生素的mic降低高达两倍(kaatz等人，2003)。据报道，维拉帕米也具有同样的能力增强的抗菌活性，它可以在200 MICgml-1下杀死指数增加的稳定期和非复制型结核分枝杆菌H37Rv，并增强常规抗生素的抗菌活性(Gupta等人，2013年；陈等(2018).为了确定洛哌丁胺是否能杀死非复制型结核分枝杆菌，有必要进行进一步的研究，以及使用洛哌丁胺作为辅助治疗是否能降低抗结核药物的MIC。
先前的研究表明，洛哌丁胺增加了巨噬细胞消除细菌感染的能力，同时减少和预防了由炎症组织损伤的潜在促炎细胞因子(华雷斯等人，2016年)。此外，抗微生物肽loperamide诱导阿片受体依赖性诱导和TNF-产生，从而影响人巨噬细胞的结核分枝杆菌或耻垢分枝杆菌的减少(Jurez等人，2018)。
该研究表明，洛哌丁胺将结核分枝杆菌、耻垢分枝杆菌、牛分枝杆菌和分枝杆菌杀死至适合人类使用的浓度。此外，这一发现支持其作为治疗结核病或NTB感染的一部分的潜在应用。
论文链接：
https://doi.org/10.1111/lam.13432