: 吲哚肽模拟物LSPN954与LSPN959：抗多重耐药恶性疟原虫的有效、高选择性候选新药

《ACS Omega》：Indole Peptidomimetics Show Potent and Selective Activity against Drug-Resistant Plasmodium falciparum

本研究聚焦于疟疾治疗面临的耐药性挑战，探索了新型吲哚基肽模拟物的设计、合成与生物活性评价。研究人员通过构效关系分析，鉴定出两个对敏感株及多重耐药株均具强效、选择性高且毒性低的先导化合物LSPN954与LSPN959，证实其与青蒿琥酯具相加效应且无交叉耐药性，为开发克服当前耐药机制的新型抗疟药物提供了有前景的分子骨架。

　　

疟疾，这个由疟原虫引起的古老传染病，至今仍是全球公共卫生的主要威胁之一。世界卫生组织数据显示，2024年疟疾影响了约2.82亿人，并导致了61万人死亡，其中非洲地区承受了全球94%的病例和95%的死亡负担。尽管以青蒿素为基础的联合疗法仍是目前治疗恶性疟疾的一线方案，但疟原虫对青蒿素的部分耐药性以及对联合用药中搭档药物耐药性的出现与传播，使得疟疾的防控与消除面临严峻挑战。因此，寻找具有抗疟原虫活性的新型生物活性化合物，开发能够克服现有耐药机制、高效、安全的新药，成为抗疟药物发现领域的当务之急。

为了应对这一挑战，一项发表在《ACS Omega》上的研究将目光投向了含氮杂环化合物。在众多杂环结构中，吲哚（Indole）支架因其在多种药物中的广泛存在和对生物过程的显著调节作用，被视为一种“优势结构”，并在新型抗疟剂的开发中扮演着重要角色。受此启发，研究人员设计、合成并系统评估了一系列新型吲哚基肽模拟物（Indole-based Peptidomimetics）的抗疟活性和细胞毒性，旨在从中发现对抗耐药性恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的潜在候选药物。

本研究主要运用了合成化学、体外药理学评价和细胞生物学等关键技术方法。研究人员通过罗丹明（Rh (III)）催化的C-2烷基化、Ugi四组分反应等合成策略，构建了结构多样的吲哚肽模拟物库。在生物学评价方面，研究利用SYBR Green I荧光染料法，测定了化合物对恶性疟原虫敏感株（3D7）和一系列多重耐药株（如Dd2, K1, Dd2^RDSM265, 3D7^RMMV848, TM90C6B）的体外抑制活性（IC₅₀）。同时，通过细胞活力检测评估了化合物对人肝癌细胞（HepG2）和人胚胎肾细胞（HEK293）的细胞毒性（CC₅₀），并计算了选择性指数。此外，研究还采用了速度-作用分析、与青蒿琥酯的联合药效评估、异戊烯焦磷酸化学救援实验以及针对耐药株的抗性指数计算等实验，对先导化合物进行了深入的表征。

结果

化学与构效关系分析

研究合成了包括化合物4a–m在内的新型吲哚肽模拟物。构效关系分析表明，结构修饰显著影响抗疟活性和选择性。在R³位引入芳香取代基（如苯基）比烷基链活性更高。在R²位苯环上进行甲基化或甲氧基化，以及在R²或R³位苯环上引入卤素（如溴、碘），能有效提升对3D7菌株的抑制效力。其中，化合物LSPN954 (4i) 和 LSPN959 (4k) 表现最为突出，它们对敏感株3D7显示出低微摩尔级别的强效抑制活性（IC₅₀^3D7分别为1.7和1.0 μM），同时对HepG2和HEK293细胞的细胞毒性很低（CC₅₀≥ 100 μM），因此具有很高的选择性指数（SI分别为59和95）。基于这些结果，LSPN954 和 LSPN959 被选作先导化合物进行后续深入研究。

吲哚衍生物是抗恶性疟原虫的慢效化合物

通过评估化合物在不同暴露时间（24、48、72小时）下的IC₅₀变化，并与快效药（青蒿琥酯、氯喹）和慢效药（阿托伐醌、乙胺嘧啶）对照比较，发现LSPN954 和 LSPN959 的IC₅₀^24h/IC₅₀^72h比值大于1，表现出与慢效对照药相似的慢效抑制特征。寄生虫形态学观察进一步支持了这一结论：化合物处理初期，寄生虫仍能发育，形态变化在较晚时间点才变得明显。

吲哚衍生物不抑制植物质体依赖的异戊烯类生物合成

鉴于其慢效作用特征，研究测试了化合物是否通过抑制恶性疟原虫植物质体（Apicoplast）依赖的异戊烯类前体生物合成途径（MEP途径）发挥作用。通过向培养基中添加外源性异戊烯焦磷酸（IPP）进行“化学救援”实验，发现IPP的补充并未逆转LSPN954 和 LSPN959 对寄生虫生长的抑制，表明这两种化合物的抗疟活性不太可能源于对MEP途径的干扰。

吲哚衍生物与青蒿琥酯表现出相加效应

考虑到当前疟疾治疗主要依靠青蒿素联合疗法，研究评估了LSPN954 和 LSPN959 与青蒿琥酯联用的效果。同效线图分析表明，这两种化合物与青蒿琥酯的组合均表现出相加效应，实验数据点与相加性等效线接近，无统计学上的协同或拮抗作用。这种相加效应提示，慢效的吲哚衍生物与快效的青蒿琥酯可能具有不同的作用机制或药代动力学特征，在联合用药中具有潜力。

新型吲哚衍生物对耐药性恶性疟原虫株系具有强效抑制作用

研究评估了LSPN954 和 LSPN959 对一组具有代表性的多重耐药恶性疟原虫株系的活性。这组菌株包括对氯喹、甲氟喹、乙胺嘧啶等多种药物耐药的Dd2和K1株，对阿托伐醌耐药的TM90C6B株，以及对新型靶点药物（PfDHODH抑制剂DSM265和PfPI4K抑制剂MMV692848）耐药的Dd2^RDSM265和3D7^RMMV848株。令人振奋的是，LSPN954 和 LSPN959 对所有测试的耐药株均保持了高效的抑制活性，其抗性指数（RI，耐药株IC₅₀/敏感株IC₅₀）均接近1，远低于判定存在交叉耐药的阈值（RI > 5）。这表明这两种先导化合物与测试的各类标准抗疟药之间不存在交叉耐药性。

结论与讨论

本研究成功合成并评估了一个新型吲哚基肽模拟物库，系统揭示了其构效关系。LSPN954 和 LSPN959 作为最优先导化合物脱颖而出，它们兼具对恶性疟原虫敏感株的低微摩尔级强效抑制活性、对人源细胞的低毒性、高选择性以及至关重要的、对抗多重耐药株的广谱效力。其慢效作用特征与青蒿琥酯的相加效应，为设计新型联合疗法提供了思路。虽然其具体作用机制尚待阐明，但IPP救援实验排除了其作用于植物质体途径的可能性，且其对多种耐药机制背景的菌株均有效，强烈暗示其可能具有全新的作用靶点或独特的抗性谱。

这项研究的意义重大。在恶性疟原虫已对几乎所有临床抗疟药产生耐药性的背景下，发现像LSPN954 和 LSPN959 这样结构新颖、活性强、选择性高且与现有药物无交叉耐药性的先导化合物，为抗疟药物研发注入了新的希望。它们所代表的吲哚肽模拟物骨架，为后续进一步的化学优化和作用机制研究奠定了坚实基础，是开发能够应对当前耐药性挑战、尤其对非洲和东南亚等高耐药性流行区具有战略意义的新一代抗疟药物的有前景起点。