新型抗真菌药物研发进展及其作用靶点机制

刘锦燕 ， 郑彧鸣 ， 项明洁 ，

侵袭性真菌感染（invasive fungal infection，IFI）已经成为危害人类健康的严重威胁之一。尽管IFI的流行病学在过去20年中发生了变化，广谱抗真菌预防措施降低了传统危险因素患者的发病率，提高了患者的生存率，但由于一些稀有的真菌病原体以及部分耐药菌株出现了对现有药物的抗药性，因此新型抗真菌药物的研发迫在眉睫[1-2]。本文列举了目前已有的新型抗真菌药物，总结其作用靶点机制，并对其研发进展进行综述。

1 对细胞壁类药物

1.1 糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白抑制剂fosmanogepix（APX001）

1.1.1 作用机制 GPI锚定甘露糖蛋白是真菌的主要细胞壁成分之一。因此，抑制GPI锚定蛋白的生物合成有可能损害细胞壁的完整性并限制真菌的生长。fosmanogepix抑制真菌GPI锚定壁蛋白转移1（Gwt1）基因，该基因编码一种新的酰基转移酶，参与GPI翻译后生物合成途径的早期步骤，通过系统磷酸酶进行快速、完全的代谢转变为活性部分manogepix[3]。

1.1.2 体内外活性 fosmanogepix对多种病原真菌具有广谱活性。对念珠菌属（除克柔念珠菌）、耳念珠菌、新型隐球菌、粗球孢子菌具有较强的体外抗菌活性，尤其是对耐氟康唑耳念珠菌，其最小抑制浓度（MIC）较阿尼芬净降为1/8（MIC90为 0.008～0.015 mg/L）[4]。此外 fosmanogepix对一系列霉菌也有体外活性，其针对曲霉属、镰刀菌属、鞭孢子菌属最小有效浓度（MEC90）均＜0.25 mg/L，对毛霉属和根霉属MEC90范围分别为1～8 mg/L和4～＞8 mg/L[3]。由曲霉、镰刀菌、耐氟康唑及耐棘白菌素的念珠菌引起的IFI小鼠和猴的动物模型中，该药显示出有效性，其可广泛地分布于绝大多数脏器，包括肺、脑、肝、肾、眼，主要由胆汁（小鼠）和粪便（猴）排泄清除[5]。

1.1.3 临床研究 fosmanogepix已被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗侵袭性念珠菌病、曲霉病、鞭孢子病、镰刀菌病、毛霉病、隐球菌病和球孢子菌病[6]。口服与静脉注射治疗Ⅰ期临床试验已完成，显示其在人体内可达到90%以上的生物利用度，半衰期为2.5 d，每日1次给药，药物耐受性良好，Ⅱ期临床研究正在进行中[7]。

1.2ibrexafungerp（SCY-078/MK-3118）

1.2.1 作用机制 ibrexafungerp是一种三萜类抗真菌剂，与棘白菌素类似，是通过抑制（1,3）-β-D-葡聚糖合酶，破坏真菌细胞壁的合成，导致细胞裂解。但其在结构上略有不同，是天然存在的半萜三萜糖苷烯磺啡酮的半合成衍生物，其通过与菲咯烷羧酸环体系的15位及2-氨基-2，3，3-三甲基丁基乙醚的14位结合吡啶三氮唑，以增强其抗真菌效力和药动学性质[8]。

1.2.2 体内外活性 ibrexafungerp较之已上市的棘白菌素类药物，其对于念珠菌属具有更强的活性，尤其是泛耐药的耳念珠菌、耐棘白菌素的光滑念珠菌、棘白菌素MIC较高的近平滑念珠菌，MIC分别为0.12～1、0.5～2、0.25～1 mg/L[3]。另一方面，ibrexafungerp的MEC值（＜0.06～4 mg/L）也显示出体外对曲霉属的有效抑制[9]。由不同种类的念珠菌引起IFI的实验小鼠模型表明，其能降低组织真菌负担并提高存活率，显示出明显的体内活性[3]。特别的是，ibrexafungerp在不同pH水平下对念珠菌的效力不同，在较低pH下活性会增强[10]。

1.2.3 临床研究 ibrexafungerp是第一个可以口服和静脉给药的新型葡聚糖合成酶抑制剂（GSI）类别的代表，在人体具有高容量分布和广泛组织渗透（除中枢神经系统）特点，与CYP450底物相互作用的风险较低[11]。念珠菌血症和外阴阴道念珠菌病（VVC）的Ⅱ期临床研究已结束。结果显示在VVC中，口服ibrexafungerp治愈率优于氟康唑（分别为78%和65%），且具有更低的复发率（分别为4%和15%）[12]。FDA在2021年6月批准其用于治疗VVC[3]。多项Ⅲ期临床研究在进行或者筹划中，如其对耳念珠菌感染的疗效，明确治疗急性VVC的口服ibrexafungerp最优剂量，评估与伏立康唑联合治疗侵袭性肺曲霉病的效果等。已有临床试验显示药物耐受性良好，由于观察到较长的半衰期和适度的肝脏清除率，因此建议在临床试验中使用每日1次的剂量[9]。

1.3 rezafungin（CD101或 SP3025）

1.3.1 作用机制 rezafungin与其他棘白菌素类药物有着共同的作用机制，它是阿尼芬净的结构类似物，具有相同的侧链和非常相似的环状核心，区别在于C5鸟氨酸位置上的胆碱部分，减少了发生在阿尼芬净半氨基区域的化学降解，使得其化学修饰具有更大的稳定性和溶解性[13]。

1.3.2 体内外活性 rezafungin与上市的棘白菌素类药物具有相似的体外活性，对近平滑念珠菌MIC较高（0.5～2 mg/L），其余念珠菌属MIC为≤0.008～2 mg/L， 曲 霉 属MEC为≤0.015～2 mg/L[14]。在体内活性方面，白念珠菌和烟曲霉感染的免疫功能低下的小鼠模型中，rezafungin能明显减少真菌组织负荷和提高10 d存活率[15]。

1.3.3 临床研究 rezafungin已获得FDA指定用于预防IFI的快速通道。Ⅰ期临床试验中显示该分子具有良好的安全性及药物渗透性。其药动学具有极大的优势，半衰期（80 h左右）比阿尼芬净（24 h）长近4倍，是迄今作用时间最长的棘白菌素类抗真菌药物。Ⅱ期侵袭性念珠菌病和念珠菌血症临床试验中，评估了其周用药与卡泊芬净联合氟康唑日用药的效果，结果显示rezafungin 首周400 mg后每周200 mg方案治愈率更高。鉴于其效果，与单制剂卡泊芬净比对的Ⅲ期临床试验正在进行中。此外，另一项Ⅲ期临床试验也在开展，评估其作为骨髓移植患者预防念珠菌属、曲霉属感染的90 d预防用药效果[3]。

2 对细胞膜类药物

2.1 嵌合型口服两性霉素B（CAmB, MAT2203）

2.1.1 作用机制 两性霉素B（AmB） 是一种多烯类抗真菌剂，通过与麦角甾醇结合形成允许细胞内内容物泄漏的孔，破坏真菌细胞壁的合成，从而对各种酵母和霉菌产生有效的杀真菌活性。然而，由于其溶解度低、在水介质中自聚集的趋势和低渗透性，AmB及其脂质制剂只能采用静脉注射方式[3]。最近美国研发了一款新的AmB结构形式，即CAmB，其将AmB形成螺旋形蜗状，这些磷脂双层与二价阳离子沉淀形成多层结构，呈螺旋状卷起，没有内部水空间，能保护内部的分子，使其稳定并能够口服，还可保证其在胃肠道内免于降解[16]。

2.1.2 体内外活性 CAmB对白念珠菌的MIC和最小致死浓度（ MLC） 相当，对烟曲霉的MIC＜1 mg/L[16]；在体内活性方面，CAmB已成功用于传播性白念珠菌感染和传播性曲霉病的免疫功能低下的小鼠模型，与腹腔内给药脱氧胆酸两性霉素B同样表现出存活率改善和组织真菌负荷减少，显示出有效的活性[3]。

2.1.3 临床研究 CAmB拥有FDA授予的快速通道，用于治疗侵袭性念珠菌病和曲霉病、预防免疫抑制治疗患者的侵袭性真菌病（IFD）和治疗隐球菌病[3]。Ⅱ期难治性皮肤黏膜念珠菌病临床实验显示，单剂量的CAmB耐受性良好，但临床和真菌学反应均不如氟康唑，或许更高的剂量和更长的治疗时间会导致更好的结果[16]。

2.2 三唑类药物PC945

2.2.1 作用机制 PC945是一种新型三唑类抗真菌剂，是一种有效的 CYP51抑制剂，专门用于吸入给药，用于治疗和预防鼻窦肺道的IFI。它与同类中的其他三唑类药物一样，抑制羊毛甾醇14-α-脱甲基酶，由于该酶负责将羊毛甾醇转化为麦角甾醇，PC945能够抑制麦角甾醇（负责维持真菌细胞膜完整性的蛋白质）的合成从而抑制真菌生长、复制[6]。PC945结构上和泊沙康唑类似，在不对称碳上都具有2，4-二氟苯基和1H-1，2，4-三氮唑。但PC945不同之处在于具有中央氧杂环（代替二氧杂环）和疏水性3-基甲氧基-3-甲基苯基[哌嗪-1-基]-N-（4-氟苯基）苯甲酰胺，这种疏水部分使得PC945可在肺内有稳定持续的浓度[3]。

2.2.2 体内外活性 在体外，PC945对烟曲霉的MIC中位值为0.031 mg/L，对土曲霉的活性与泊沙康唑相当，比伏立康唑更有效，但对黄曲霉、黑曲霉和绝大部分的毛霉属活性较差。对于白念珠菌、光滑念珠菌和克柔念珠菌，PC945的体外活性则类似于泊沙康唑但优于伏立康唑[17]。对于全球50株耳念珠菌，PC945体外活性强于泊沙康唑、伏立康唑、氟康唑，PC945 MIC50为0.13 mg/L，MIC90为1 mg/L[18]。在人类肺泡的体外模型中，PC945与泊沙康唑或伏立康唑对唑类敏感和耐唑类烟曲霉的联合治疗显示出协同活性，可降低支气管肺泡灌洗液 （BALF） 和血清中的真菌浓度并提高宿主存活率[3]。

2.2.3 临床研究 PC945将成为一种具有潜在巨大价值的新治疗选择，通过在无全身药物浓度和毒性的情况下实现局部高浓度，特别适用于非中性粒细胞减少患者的主要气道侵袭性曲霉病[6]。临床试验显示药物的耐受性良好，肺部吸收缓慢和全身暴露低，从而减少了全身使用唑类药物常见的不良反应和药物相互作用的可能性[19]。

2.3 四唑类药物奥替康唑（oteseconazole, VT-1161），VT-1129，VT-1598

2.3.1 作用机制 新型四唑类药物，其作用机制同样是选择性抑制真菌靶酶CYP51。与已上市的三唑类药物不同的是进入人体后，此类化合物是通过用四唑部分来取代1-（1, 2, 4-三唑）金属环结构，降低对人CYP51和肝脏药物代谢细胞色素P450的亲和力，以此来提高对真菌CYP51的选择性，使得其具有更高的特异性[20]。

2.3.2 体内外活性 在体外，VT-1161对念珠菌属、球孢子菌、发癣菌属MIC分别为≤0.03～0.25 mg/L、1～4 mg/L、≤0.03～0.06 mg/L，对无根根霉也有抗菌活性[14]。VT-1161在肺和中枢神经系统球孢子菌病以及播散性毛霉病的小鼠模型较氟康唑均显示更长的存活率、更有效地抑制真菌负荷和感染播散[21]。VT-1129呈现出强效抗隐球菌活性，MIC50为0.05～0.25 mg/L，其负荷剂量-维持剂量给药策略被证明可有效提高存活率并减少感染新型隐球菌的小鼠大脑内的真菌负荷[22]。VT-1598是三个药物中抗菌谱最广的，对于曲霉属、无根根霉、球孢子菌属、子囊酵母菌、组织胞浆菌等均显示体外活性。在球孢子菌病的小鼠模型中，VT-1598 治疗可提高存活率并减少脑组织中的真菌负荷[23]。

2.3.3 临床研究 FDA已授予VT-1598用于治疗球孢子菌病的许可证、快速通道和婴儿药许可，在已完成的临床试验中显示耐受性良好，没有肝毒性的证据[3]。VT-1161目前已经完成了治疗甲真菌病和复发性阴道念珠菌病Ⅱ期临床试验，VT-1129用于治疗隐球菌性脑膜炎的Ⅰ期临床试验目前也已开展[14]。

3 核酸代谢类药物olorofim（F901318）

3.1 作用机制

olorofim是新型抗真菌药类orotomides的成员，orotomides是嘧啶生物合成真菌酶二氢乳清酸脱氢酶的抑制剂。中断嘧啶合成，破坏核酸的产生及导致菌丝伸展的停止[3]。

3.2 体内外活性

olorofim对霉菌（如曲霉）和二相性真菌（如荚膜假单胞菌、皮炎假单胞菌、耳念珠菌、巴西拟球藻）均有较强的抑制作用。但它对念珠菌没有活性，在体外对塞多孢菌（MIC50/MIC90为0.06/0.25 mg/L）和多产链球菌（MIC50/MIC90为0.12/0.2 mg/L）具有很好的体外抗菌活性[3]。在播散性肺曲霉病的小鼠模型中，olorofim 可显著降低器官真菌负荷并提高存活率[24]。在急性鼻窦肺曲霉病的小鼠模型中，olorofim在真菌浓度下降、肺组织组织学清除率和存活率方面具有与泊沙康唑相当的抗真菌活性[25]。

3.3 临床研究

目前，olorofim正在一项开放标签、单臂、Ⅱb 期临床试验中进行评估，用于治疗具有有限治疗选择的侵袭性霉菌感染，过往的临床试验显示其随着剂量增加，终末半衰期也会增加，适合每日1次的给药方案，在Ⅰ期实验中显示良好的药物耐受性[26]。

4 其他

4.1 尼可霉素Z（nikkomycin Z）

4.1.1 作用机制 尼可霉素Z是一种几丁质合成酶抑制剂，通过干扰真菌细胞壁中几丁质的合成来抑制真菌生长[3]。

4.1.2 体内外活性 尼可霉素Z对地方性二态真菌具有杀菌作用，在哺乳动物中对球孢子菌、组织胞浆菌和芽生菌属显示出显著的临床益处。同时，它在与各种抗真菌剂组合可以显著协同对抗几种重要真菌，例如将棘白菌素与尼可霉素Z等几丁质抑制剂结合可提高抗白念珠菌和烟曲霉的效力，尼可霉素Z和伊曲康唑对烟曲霉和黄曲霉之间有着显著的协同作用[27]。

4.1.3 临床研究 亚利桑那大学参与开发用于治疗肺球孢子菌病的尼可霉素 Z 的研究人员在 2014年报告说，正在为Ⅱ期临床试验做准备[28]。

4.2 线粒体功能的抑制剂T-2307

4.2.1 作用机制 T-2307是新型的芳基嘧啶类抗真菌化合物，通过多胺转运蛋白被白念珠菌细胞有效内化，一旦内化到真菌细胞中，T-2307主要抑制呼吸链的复合物Ⅲ和Ⅳ，破坏线粒体膜电位。而T-2307对真菌线粒体的亲和力远超哺乳动物，突出了这种化合物作为选择性抑制剂的潜力[3]。

4.2.2 体内外活性 T-2307在体外对包括耐氟康唑菌株在内的念珠菌、隐球菌与曲霉等均表现出良好的抗真菌活性，体内活性近似或优于其他常用抗真菌药物[3]，在由白念珠菌引起的系统性念珠菌病的中性粒细胞减少小鼠模型中，存活率以剂量依赖性方式显著提高；在由光滑念珠菌引起的侵袭性念珠菌病的中性粒细胞减少小鼠模型中，用T-2307治疗的小鼠的肾真菌负荷也显著降低[29]。

4.2.3 临床研究 该化合物在人体Ⅰ期研究中具有良好的耐受性，目前正在进行第Ⅱ期之前的临床前分析[28]。

4.3 铁载体VL-2397

4.3.1 作用机制 VL-2397是从桃色顶孢霉中分离得到的环状六肽，这种化合物螯合铝，在结构上与铁铬有关，化合物的活性受到铁供应的影响[3]，铁载体转运蛋白 Sit1 被发现介导新型抗真菌药物VL-2397 的摄取，也可用作生物标志物以及用于真菌感染的成像[30]。

4.3.2 体内外活性 VL-2397对曲霉属、阿萨希毛孢子菌、光滑念珠菌和新型隐球菌的体外生长均有抑制作用，在体外显示出快速的杀菌活性，并能快速抑制烟曲霉的菌丝伸长,且似乎对细胞色素 P450 介导的药物-药物相互作用的倾向较低[31]。在侵袭性肺曲霉病的中性粒细胞减少小鼠模型中，VL-2397以剂量依赖方式提高存活率和降低肺部真菌载量[32]。

4.3.3 临床研究 VL-2397的Ⅰ期临床试验较为成功，药物耐受性良好，可以作为侵袭性曲霉病的治疗方法，但Ⅱ期临床现在仍是未知数[14]。

5 结论

尽管过去几十年针对IFI的预防、诊断和管理方面取得了重大进展，但IFI仍然对免疫功能低下的宿主构成巨大威胁。除了增强宿主反应和减少免疫抑制的策略外，还迫切需要具有强效杀真菌活性和低毒性的新型疗法。本文回顾了目前已有的新型抗真菌药物研发进展及其作用靶点，包括针对真菌的细胞壁、细胞膜和核酸代谢等。fosmanogepix和olorofim具有独特的抗真菌活性，ibrexafungerp作为念珠菌属的口服杀菌剂具有选择性优势，包括耐棘白菌素的光滑念珠菌和耳念珠菌。此外已上市的抗真菌药物改良型，如rezafungin、CAmB、奥替康唑和PC945，也表现出增强的药动学和药效学特性，同时改善了安全性和耐受性，尤其是每周1次的rezafungin给药，对需要棘白菌素用于治疗或预防的门诊患者的管理提供了便利。随着研究的深入，未来将涌现出更多值得深入研究的新型抗真菌药物，为临床治疗IFI提供更多可供选择的药物治疗方案。