KatG (catalase-peroxidase) of Mycobacterium tuberculosis (M. tb). Activated by KatG. [2]

结核分枝杆菌的KatG细菌过氧化氢酶-过氧化物酶是激活前药异烟肼（INH）所必需的[1]。当KatG将异烟酰与NADH结合时，会形成异烟酰-NADH复合物。该复合物会抑制天然烯烃聚酰亚胺-AcpM底物和植物合成的酶，并牢固地结合到一种名为InhA的烯烃聚酰亚胺载体化妆品还原酶上。在此过程中，分枝杆菌培养基的细胞壁必须发生回流。异烟肼被KatG激活后产生的物质之一——一氧化氮，也被证明对另一种抗分枝杆菌前药PA-824的活性至关重要[2][3]。对于快速分裂的分枝杆菌，异烟肼具有杀菌作用；对于生长缓慢的分枝杆菌，它具有抑菌作用[4]。

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在一个由纯化的结核分枝杆菌H37Rv KatG、异烟肼（INH，35 mM）和过氧化氢（H2O2，10 mM）组成的体外系统中，使用Fe(II)-二硫代氨基甲酸酯络合物和EPR光谱检测到了INH生成一氧化氮（NO）。NO的产生绝对依赖于KatG、INH和H2O2。使用¹⁵N标记的INH（酰肼基团被¹⁵N双重标记）导致EPR谱从¹⁴NO⁻三重峰转变为¹⁵NO⁻双峰的特征性转变，证实NO来源于INH的酰肼氮原子。[2]
结核分枝杆菌变种的治疗。用异烟肼 (INH，73 μM) 处理牛卡介苗 (BCG) 过夜后，ELISA 检测结果显示，蛋白质硝基酪氨酸水平并未显著高于背景值。添加已知可刺激超氧阴离子 (O2−) 产生的氧化还原循环剂铅丹素 (1 mM) 与 INH (73 μM) 联用，也未导致硝基酪氨酸水平升高。[2]
在一项使用双环硝基咪唑类化合物的研究中，异烟肼作为对照，使用 DAF-FM 二乙酸酯荧光探针检测发现，异烟肼并未诱导活卡介苗 (BCG) 细胞释放显著的一氧化氮 (NO)。[3]

将需氧生长的牛型结核分枝杆菌卡介苗暴露于一氧化氮供体（DETA NONOate，1 mM）7 天后，细菌存活率下降了 70%。[2]
在需氧条件下，用异烟肼（INH，3.7 μM）处理牛型结核分枝杆菌卡介苗 7 天后，细菌存活率仅为 0.53%（与第 0 天对照组相比）。与特异性一氧化氮清除剂 CPTIO（2 mM）联合处理可显著保护细菌，使其存活率提高至 17.5%（与单独使用 INH 相比，保护率提高了 30 倍）。单独使用 CPTIO 的效果较弱，仅使细菌存活率降至对照组的 68% ± 15.5%。[2]

利用 KatG 检测 INH 产生的 NO：采用电子顺磁共振 (EPR) 自旋捕获技术检测 INH 过氧化物活化过程中一氧化氮 (NO) 的生成。反应混合物包含 10 mM Fe(II) (N-甲基-D-葡糖胺二硫代氨基甲酸酯) 复合物、0.471 mg/mL 纯化的结核分枝杆菌 H37Rv KatG、35 mM INH 和 10 mM H₂O₂，溶于 pH 7 的 10 mM 磷酸盐缓冲液中。混合物在 37°C 下孵育 5 分钟。然后在 25°C 下进行 X 波段 EPR 光谱分析。NO 的鉴定基于其特征性的¹⁴N 超精细耦合常数 (1.25 mT) 和 g 值 (2.04)。为了确认NO的来源，合成了¹⁵N标记的INH（其酰肼基团被¹⁵N双重标记），并将其用于相同的测定中，结果得到了¹⁵NO⁻双峰EPR谱，其超精细耦合常数为1.78 mT。对照实验中，省略了KatG、INH、H₂O₂或自旋捕获剂，均未产生NO信号。[2]

抗分枝杆菌活性和NO清除能力的评估：将处于指数生长期的牛型结核分枝杆菌BCG需氧滚瓶培养物用2 mM CPTIO（一种特异性NO清除剂）和/或3.7 μM INH在37°C下处理7天。处理后，将细菌培养物进行系列稀释，并涂布于7H11琼脂平板上，以测定菌落形成单位（CFU）。存活率以第0天对照组为基准进行标准化。[2]
硝基酪氨酸水平的测定：将处于指数生长期的牛型结核分枝杆菌BCG培养物用73 μM INH（添加或不添加1 mM铅丹）在37°C下处理过夜。使用0.1 mm氧化锆珠进行珠磨（两个30秒循环）制备细胞提取物。对提取物的蛋白质浓度进行测定，并使用竞争性ELISA试剂盒测定硝基酪氨酸水平。[2]
细胞内NO释放的测定：将卡介苗(BCG)细胞预先加载二氨基荧光素(DAF-FM)二乙酸酯，该探针在NO存在下特异性发出荧光。然后监测用异烟肼（本实验未指定浓度）和其他化合物处理的细胞中NO释放的动力学。测量相对荧光单位(RFU)随时间的变化。与PA-824相比，异烟肼未显示出显著的NO释放。[3]

吸收、分布和排泄
异烟肼口服后易于吸收；然而，它可能经历显著的首过代谢。与食物同服会降低其吸收和生物利用度。24小时内，50%至70%的异烟肼剂量经尿液排出。异烟肼易于扩散到所有体液和细胞中。在胸膜液和腹水中可检测到显著浓度的药物；脑脊液中的浓度与血浆中的浓度相似。异烟肼能很好地渗透干酪样物质。血浆和肌肉中的初始药物浓度高于感染组织，但后者能长时间维持药物浓度，远高于抑菌所需的浓度。24小时内，75%至95%的异烟肼剂量经尿液排出，主要以代谢物的形式排出。
异烟肼广泛分布于所有体液和组织中，包括脑脊液、胸膜液和腹水、皮肤、痰液、唾液、肺、肌肉和干酪样组织。异烟肼可通过胎盘排出，并分泌到乳汁中。
有关异烟肼（共10种）的吸收、分布和排泄的更完整数据，请访问HSDB记录页面。

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代谢/代谢物
主要在肝脏代谢。异烟肼经N-乙酰转移酶乙酰化为N-乙酰异烟肼；然后生物转化为异烟酸和单乙酰肼。单乙酰肼经细胞色素P450混合氧化酶系统N-羟基化形成活性中间代谢物，该代谢物可导致肝毒性。乙酰化率由基因决定。慢乙酰化者的特征是肝脏N-乙酰转移酶相对缺乏。
异烟肼主要在肝脏中通过乙酰化和去乙酰化失活。该药物的代谢产物包括乙酰异烟肼、异烟酸、单乙酰肼、二乙酰肼和异烟酰甘氨酸。在人体中，尿液中异烟肼最重要的代谢产物是1-乙酰-2-异烟酰胺（乙酰异烟肼）、N-乙酰-N'-异烟酸、异烟酰甘氨酸、异烟酰腙丙酮酸和α-酮戊二酸异烟酰腙。在兔中，异烟肼的代谢产物是异烟酸和氨，其中氨来源于肼基的快速分解。乙酰异烟肼乙酰化生成单乙酰肼，后者已被证实是一种强效的动物肝毒素。单乙酰肼在动物体内经微粒体代谢后产生一种活性酰化物质，该物质可与组织大分子（如肝蛋白）共价结合，导致肝细胞坏死。有关异烟肼代谢/代谢产物（共6种代谢产物）的更完整数据，请访问HSDB记录页面。已知的异烟肼代谢产物包括3,4,5-三羟基-6-[2-(吡啶-4-羰基)肼基]氧杂环己烷-2-羧酸和N-乙酰基异烟肼。异烟肼主要在肝脏代谢。它经N-乙酰转移酶乙酰化生成N-乙酰基异烟肼。异烟肼随后生物转化为异烟酸和单乙酰肼。单乙酰肼在细胞色素P450混合氧化酶系统的N-羟基化作用下，形成一种活性中间代谢物，该代谢物可导致肝毒性。乙酰化速率由基因决定。慢乙酰化者的特征是肝脏N-乙酰转移酶相对缺乏。消除途径：50%至70%的异烟肼剂量在24小时内经尿液排出。半衰期：快乙酰化者：0.5至1.6小时。慢乙酰化者：2至5小时。
成人（包括老年患者）——快速乙酰化：0.5 至 1.6 小时。慢速乙酰化：2 至 5 小时。急性和慢性肝病：半衰期可能延长（6.7 小时，而对照组为 3.2 小时）。
儿童（1.5 至 15 岁）——2.3 至 4.9 小时。
新生儿——7.8 小时；经胎盘给予异烟肼的新生儿半衰期为 19.8 小时。半衰期延长可能是由于新生儿乙酰化能力有限所致。

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肝毒性
尽管异烟肼的使用有限，但它仍然是美国导致严重、特异性肝损伤的最常见原因之一。异烟肼治疗会导致10%至20%的患者出现短暂的血清转氨酶升高，其中3%至5%的患者转氨酶水平超过正常值上限（ULN）的5倍。这些升高通常无症状，且常无需调整剂量即可自行消退（病例1和2）。此外，异烟肼可导致0.5%至1%的患者出现临床表现明显的急性肝损伤并伴有黄疸，死亡率为0.05%至0.1%。已发表的文献中，肝损伤的发生率差异很大。年龄可能是造成这种差异的主要因素。异烟肼引起的临床显性肝炎的估计发病率在20至35岁患者中为0.5%，在35至50岁患者中为1.5%，在50岁以上人群中为3%或更高。异烟肼肝毒性在儿童中罕见（但确实存在，且可能致命）。其他危险因素包括肝病史（乙型或丙型肝炎）、同时服用利福平或吡嗪酰胺、可能的酗酒、黑人种族和遗传因素。损伤的典型发病时间为2周至6个月，但最长可达1年，最短可达1周。起病通常隐匿，类似于急性病毒性肝炎，前驱症状包括恶心、厌食、腹部不适和乏力，随后出现尿色加深和黄疸（病例3和4）。肝酶升高的模式通常为肝细胞性，表现为ALT水平显著升高（>正常值上限的10倍）和碱性磷酸酶水平轻度升高（通常
概率评分：A（已确定的具有临床意义的肝损伤原因）。
妊娠和哺乳期影响
◉ 哺乳期用药概述
由于异烟肼在母乳中的含量较低，可安全地直接给婴儿服用，因此婴儿出现不良反应的可能性很小，但应监测婴儿是否出现罕见的黄疸。在婴儿最长睡眠时间之前给母亲服用每日一次的剂量可以减少婴儿的摄入量。母乳中的异烟肼含量不足以治疗母乳喂养婴儿的结核病。如果母乳喂养的婴儿接受异烟肼治疗，则应同时每日服用吡哆醇。mg/kg。美国疾病控制与预防中心和其他专业机构指出，不应劝阻服用异烟肼的妇女母乳喂养。所有服用异烟肼的哺乳期母亲应每日口服25毫克吡哆醇。一项针对非洲同时感染HIV和结核病的哺乳期母亲的研究发现，服用异烟肼的母亲患烟酸缺乏症（糙皮病）的风险增加。作者建议，在营养不良人群中，异烟肼治疗期间补充多种维生素可能是有益的。◉ 对母乳喂养婴儿的影响
在一项非对照研究中，研究人员测量了10名男婴的6β-羟皮质类固醇（6β-CCR）水平，这些男婴的母亲患有结核病，并且每天服用1克乙胺丁醇和300毫克异烟肼。同时，研究人员还测量了10名男婴（显然没有结核病）的母亲所生婴儿的6β-CCR水平，这些婴儿的母亲没有接受任何长期药物治疗。结果显示，服用异烟肼的母亲所生的婴儿的6β-CCR水平较高。在所有八次测量中，服用抗结核药物的母亲所生婴儿的 6β-皮质醇/肌醇复合物 (6β-CCR) 水平始终低于服用抗结核药物的母亲所生婴儿。从出生后第 9 天开始……从出生后第 0 天到第 195 天，每 15 天进行一次测量，但这些差异仅在第 120 天和第 195 天具有统计学意义。作者将皮质醇水平降低归因于母乳中的抗结核药物抑制了肝脏将皮质醇代谢为 6β-羟基皮质醇的过程。然而，已知乙胺丁醇不会抑制药物代谢，因此如果出现这种影响，则更可能是由异烟肼引起的。一位妇女在怀孕期间每天服用利福平 450 mg、异烟肼 300 mg 和乙胺丁醇 1200 mg，并在哺乳的前 7 个月每天服用利福平 450 mg 和异烟肼 300 mg（剂量未说明）。该婴儿的血清肝酶轻度升高。出生时出现丙氨酸氨基转移酶升高，持续1至2年，但未出现其他不良反应。异烟肼是……的一部分。两名孕妇在妊娠中晚期和产后接受了多重耐药结核病的多药联合治疗。她们的两个婴儿都进行了母乳喂养（母乳喂养的程度和持续时间未具体说明）。两个孩子分别在3.9岁和4.6岁时发育正常，其中一个孩子有轻度语言发育迟缓。土耳其的两名母亲在妊娠30周和3周时……她们的孩子在出生4周时被诊断出患有结核病。她们立即开始服用异烟肼300毫克、利福平600毫克和吡哆醇50毫克，每日一次，持续6个月；同时，她们还服用吡嗪酰胺25毫克/公斤和乙胺丁醇25毫克/公斤，每日一次，持续2个月。两位母亲都进行了母乳喂养（喂养程度未具体说明）。她们的婴儿……两名婴儿均接受了异烟肼 5 mg/kg 每日一次的预防性治疗，疗程 3 个月。3 个月后，结核菌素皮肤试验结果为阴性，且两名婴儿在 1 岁时均未患结核病。未提及不良药物反应。
◉ 对哺乳和母乳的影响
截至修订日期，未找到相关的已发表信息。

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蛋白质结合
极低 (0-10%)

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异烟肼治疗后未检测到分枝杆菌蛋白质硝化（过氧亚硝酸盐形成和损伤的标志物）的显著增加，表明其抗分枝杆菌作用涉及一氧化氮 (NO) 而非过氧亚硝酸盐。[2]

[1]. An oxyferrous heme/protein-based radical intermediate is catalytically competent in the catalase reaction of Mycobacterium tuberculosis catalase-peroxidase (KatG). J Biol Chem, 2009. 284(11): p. 7017-29.

[2]. Nitric oxide generated from isoniazid activation by KatG: source of nitric oxide and activity against Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob Agents Chemother, 2004. 48(8): p. 3006-9.

[3]. PA-824 kills nonreplicating Mycobacterium tuberculosis by intracellular NO release. Science, 2008. 322(5906): p. 1392-5.

[4]. Biphasic kill curve of isoniazid reveals the presence of drug-tolerant, not drug-resistant, Mycobacterium tuberculosis in the guinea pig. J Infect Dis, 2009. 200(7): p. 1136-43.

异烟肼是一种无臭、无色或白色的结晶性粉末。初尝略甜，后味苦。1%水溶液的pH值为5.5-6.5，5%水溶液的pH值为6-8。(NTP, 1992)
异烟肼是一种羧酸肼，由吡啶-4-羧酸和肼缩合而成。它是一种抗结核药物，也是一种药物过敏原。其结构与异烟肼相似。
异烟肼是一种处方抗生素，经美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准用于预防和治疗结核病 (TB)。
结核病可能是 HIV 感染的机会性感染 (OI)。
它主要用作抗结核药物。异烟肼仍然是结核病的一线治疗药物。
异烟肼是一种抗分枝杆菌药物。
异烟肼是治疗结核病最可靠、最常用的药物。异烟肼治疗通常会导致血清转氨酶水平轻微、短暂且无症状的升高。更重要的是，异烟肼是已知的急性肝损伤病因，这种损伤可能很严重，有时甚至致命。据报道，异烟肼可感染赭曲霉、灵芝和其他几种微生物，并有相关数据支持。异烟肼是烟酸的合成衍生物，具有抗分枝杆菌活性。虽然其作用机制尚未完全阐明，但异烟肼似乎能阻断分枝杆菌细胞壁的主要成分——分枝菌酸的合成。该药物仅对活跃生长的分枝杆菌有效，因为它是一种前药，需要在易感分枝杆菌中激活才能发挥作用。异烟肼还会干扰分枝杆菌对维生素B6的代谢。由于细菌细胞壁穿透性降低，会产生耐药性。(NCI04) 主要用作抗菌药物以抑制结核病。它仍然是治疗结核病的首选药物。另见：异烟肼；利福平（成分）；甜叶菊叶（部分）；异烟肼；吡嗪酰胺；利福平（成分）。

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药物适应症
异烟肼用于治疗所有对异烟肼敏感的结核病病例。它也可以与利福平和吡嗪酰胺联合使用。
用于对1日龄雏鸡进行主动免疫，以减轻由柔嫩艾美耳球虫、布鲁氏艾美耳球虫、巨型艾美耳球虫、坏死艾美耳球虫和柔嫩艾美耳球虫引起的球虫病的临床症状（腹泻）、肠道损伤和卵囊排出。

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作用机制
异烟肼是一种前药，必须经细菌过氧化氢酶激活。具体而言，激活过程涉及肼还原分枝杆菌的铁KatG过氧化氢酶-过氧化物酶，并与氧气反应形成氧合亚铁酶复合物。激活后，异烟肼抑制分枝杆菌细胞壁的重要组成部分——分枝菌酸的合成。在治疗浓度下，异烟肼对活跃生长的细胞内和细胞外结核分枝杆菌具有杀菌活性。具体而言，异烟肼通过与NAD辅因子形成共价加合物来抑制结核分枝杆菌的烯酰还原酶InhA。这种INH-NAD加合物作为InhA的缓慢而紧密的竞争性抑制剂发挥作用。尽管异烟肼的作用机制尚未完全阐明，但已提出了几种假说。这些假说包括其对脂质、核酸生物合成和糖酵解的影响。……人们认为异烟肼的主要作用是抑制分枝杆菌细胞壁重要成分——分枝菌酸的生物合成。由于分枝菌酸是分枝杆菌特有的，这种作用可以解释异烟肼抗菌活性的高度选择性。异烟肼会导致微生物失去耐酸性，并降低甲醇可提取脂质的含量。异烟肼对休眠的结核分枝杆菌具有抑制作用，但对快速分裂的微生物具有杀菌作用。异烟肼（异烟酸酰肼，INH）对结核分枝杆菌的最低抑菌浓度（MIC）为0.025至0.05 μg/mL。异烟肼是一种一线抗结核药物（前药），全球每日处方量达数百万剂。它用于治疗结核分枝杆菌感染，该病每年导致200万人死亡。[2]
异烟肼需要结核分枝杆菌过氧化氢酶-过氧化物酶KatG激活才能产生杀菌活性物质。与异烟肼耐药性相关的突变主要发生在katG基因。[2]
结核分枝杆菌（M. tuberculosis）对异烟肼极其敏感。 [2] 已鉴定出多种异烟肼 (INH) 衍生的中间体，包括异烟酰 NADH 和 INH-NAD 加合物，它们可抑制分枝杆菌 II 型脂肪酸合成酶系统中的酶（例如 InhA）。[2] 除了 NO 外，其他源自 INH 的活性物质和自由基（例如肼基自由基）也被认为对其抗分枝杆菌作用至关重要。[2]

C6H7N3O

137.1393

137.058

54-85-3

Isoniazid-d4;774596-24-6

3767

White to off-white solid powder

1.2±0.1 g/cm3

171-173 °C(lit.)

>250°C

1.584

-0.89

68.01

2

3

1

10

120

0

QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C6H7N3O/c7-9-6(10)5-1-3-8-4-2-5/h1-4H,7H2,(H,9,10)

pyridine-4-carbohydrazide

Isoniazid HyzydIsovitIsonicotinylhydrazideNydrazidHydra

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意： 本产品在运输和储存过程中需避光。

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

DMSO : ~50 mg/mL (~364.59 mM)
H2O : ~33.33 mg/mL (~243.04 mM)

配方 1 中的溶解度: 150 mg/mL (1093.77 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。