2024年8月20日，我所孙义成研究团队和医学实验动物研究所占玲俊研究团队在《Advanced Science》在线发表了题为“CRISPR Screening and Comparative LC-MS Analysis Identify Genes Mediating Efficacy of Delamanid and Pretomanid against Mycobacterium tuberculosis”的研究论文。

结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）感染引起的结核病仍是传染病中最大的威胁之一。特别的是，近年来耐药结核病，尤其是耐多药结核病（Multidrug-resistant tuberculosis, MDR-TB）和广泛耐药结核病（Extensively drug-resistant tuberculosis, XDR-TB）患者人数逐渐增加，使得结核病的防控和治疗遭遇重大挑战。Mtb对不同药物的耐药由多种机制造成。探索这些耐药机制不仅有助于减缓或防止耐药结核病的出现，还可以促进新方案的设计，从而缩短结核病化疗的持续时间。德拉马尼（Delamanid）和普托马尼（Pretomanid）是两种抗结核新药，同属硝基咪唑类抗结核药物，均是一种前体药物，但这两种药物的作用机制和在结核菌中的相关代谢途径仍然不清楚。

在本研究中，研究人员利用前期构建的CRISPR组合文库（CRISPR敲除文库和CRISPRi文库）用于抗结核新药DLM和PMD的化学-遗传相互作用研究，筛选针对DLM、PMD药物敏感及耐药的基因。结果发现Rv2073c的突变会增加Mtb对这些硝基咪唑类药物的敏感性，而Rv0078的突变则会增加药物的耐药性。进一步的实验结果表明，Rv2073c可能通过部分互补药物靶标DprE2的功能影响结核菌对DLM/PMD的耐药性。同时小鼠体内实验结果发现Rv2073c的突变会降低结核菌毒力，且增强对DLM/PMD的敏感性，暗示其可以作为抗结核药物的靶标。

另一方面，研究人员利用液相色谱串联质谱技术对不同基因突变背景结核菌的DLM/PMD代谢产物进行了分析，发现Rv0077c可能参与DLM/PMD活性产物的代谢，而Rv0078通过调控Rv0077c的表达影响结核菌的耐药性。在此基础上，总结了结核菌中DLM/PMD的药物代谢通路。该研究可以为新型抗结核的药物的研发提供新的药物靶标，同时为PMD/DLM药物的优化提供新的思路。

图. 结核分枝杆菌中DLM代谢途径模式图

本研究得到了科技部重点研发计划（2020YFA0907200）、中国医学科学院医学与健康科技创新工程（CIFMS2021-I2M-1-043）、国家自然科学基金等项目的资助。中国医学科学院病原生物学研究所孙义成研究员、医学实验动物研究所占玲俊研究员为该文的共同通讯作者。中国医学科学院病原生物学研究所闫玫漪副研究员、直博生曲芸墨、博士毕业生李斯尚、郑丹丹助理研究员以及医学实验动物研究所李海凤助理研究员为本文的共同第一作者。