β-Lactamases

Xeruborbactam disodium 是鲍曼不动杆菌 D 类碳青霉烯酶的有效抑制剂 [1]。铜绿假单胞菌的主要 MDR 外排泵的活性对 Xeruborbactam 二钠没有影响，这是相对于上一代硼酸 β-内酰胺酶抑制剂 (BLI) Vaborbactam 的重大进步 [1]。 Xeruborbactam 二钠是一种含有多种 β-内酰胺抗生素的抗生素，由于其广谱 β-内酰胺酶抑制特性、多种 β-内酰胺抗生素的活性增强以及对流出和渗透性的不同敏感性，当与酰胺抗生素联合使用时，这些抗生素是有用的抑制剂内在的抵抗机制[1]。

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QPX7728（化合物35）显示出非常广泛的抑制谱，包括B类和D类酶，并且几乎不受孔蛋白修饰和外排的影响[2]

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生化评价[2]
QPX7728与丝氨酸β-内酰胺酶表现出“慢结合”动力学，而与金属酶则表现出“快速开启-快速关闭”动力学。表11显示了使用硝基头孢（NCF）或亚胺培南（IMI）作为底物从过表达重组大肠杆菌菌株中纯化的各种β-内酰胺酶的抑制常数（Ki）。除IMP-1外，所有酶的Ki值均<100 nM。化合物35在抗鲍曼不动杆菌D类酶OXA-48和OXA-23以及抗B类金属酶NDM-1、VIM-1和IMP-1方面明显优于对照品瓦泊巴坦和阿维巴坦。

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微生物学[2]
QPX7728/化合物35（固定浓度为8μg/mL）与头孢吡肟、头孢噻嗪和美罗培南联合使用，对包括肺炎克雷伯菌（n=511）、大肠杆菌（n=297）、阴沟肠杆菌复合物（n=88）和其他生物体（n=119）在内的肠杆菌群进行了评估；其中507株表达ESBL酶，508株为碳青霉烯类耐药株。化合物35还对碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌（n=503）和铜绿假单胞菌（n=500）进行了测试。MIC50/MIC90值如表12所示。还显示了与市售药物头孢他啶-阿维巴坦和美罗培南-瓦泊巴坦的比较数据。这三种组合共有35种，对产生ESBLs的肠杆菌以及表达KPC和OXA-48碳青霉烯酶的菌株都非常有效。在表达金属酶（NDM和VIM）的菌株中，头孢吡肟和美罗培南的效力分别提高到1和2μg/mL的MIC90值，而头孢噻嗪几乎没有获益。这归因于MBL的高头孢噻嗪水解活性，以及对MBL的抑制作用较低（与丝氨酸酶相比）35。对碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌，只有美罗培南的效力得到了充分增强，而对铜绿假单胞菌，所有三种组合的MIC90均≤8μg/mL。对外排泵和孔蛋白修饰过表达和/或不足的菌株的研究表明，35株在很大程度上不受这些常见耐药机制的影响（数据未显示）。有趣的是，35本身显示出较弱的抗菌活性，对肠杆菌的MIC为16μg/mL（范围<1至≥32μg/mL）；一般来说，这种活性的浓度远高于强化MIC，因此不太可能是组合活性的主要因素。总体而言，这些研究的结果证明了35的广泛用途，并且临床医生可以使用多种组合。

感染模型的疗效[2]
在针对肺炎克雷伯氏菌KP1244菌株的24小时中性粒细胞减少小鼠大腿感染模型中评估化合物35（QPX7728）（图6）。该菌株表达KPC-3、SHV-11和SHV-12，对碳青霉烯类抗生素具有抗性，对美罗培南的MIC>64μg/mL；在8μg/mL的35浓度下，美罗培南的MIC为0.25μg/mL。美罗培南和QPX7728的剂量均为每2小时给药一次，持续24小时（每天12剂指定剂量）。在这项研究中，每2小时给予300 mg/kg剂量的美罗培南无法控制感染，而与35的0.5-1 mg/kg联合给药可产生静态效果，10 mg/kg可使CFU/大腿减少>1个对数（相对于治疗开始）。

β-内酰胺酶抑制Ki值的测定[2]
使用硝基头孢（NCF）或亚胺培南作为报告底物，通过分光光度法测定从过表达重组大肠杆菌菌株中纯化的β-内酰胺酶的Ki抑制值。将酶与不同浓度的抑制剂在反应缓冲液中混合（50 mM磷酸钠，pH 7.0，0.1 mg/mL BSA，金属酶加20μM ZnCl2），并在37°C下孵育10分钟。加入50μM NCF，在SpectraMax板读数器上每10秒记录490 nm的底物裂解曲线10分钟。在SpectraMax平板读数仪上每30秒记录294nm的底物裂解曲线，持续30分钟，用于亚胺培南。Ki值采用Waley方法计算。

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QPX7728对丝氨酸蛋白酶的影响[2]
所有酶和底物均来自商业来源，并根据制造商的协议进行了一些修改后的测试。简而言之，将50μL稀释的酶与50μL不同浓度的抑制剂和50μL相应的缓冲液混合（表15）。反应混合物在37℃下孵育10分钟。随后，加入50μL相应的底物，在SpectraMax M2平板读数器上监测吸光度或荧光30分钟。4-（2-氨基乙基）苯磺酰氟盐酸盐（AEBSF）和亮肽用作阳性对照。计算并展示了相对于“未治疗”对照的反应速率。IC50值基于产生50%酶抑制的抑制剂浓度计算。

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含有多种孔蛋白和外排突变组合的工程细菌菌株。[1]
构建肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌菌株的外排/孔蛋白同源图谱，以评估各种分子决定因素对QPX7728全细胞抗生素增强活性的影响。 早些时候描述了一组具有孔蛋白（ompK35和ompK36）和外排（acrAB-tolC）突变的肺炎克雷伯菌同源KPC-3产生菌株（其中KPC-3携带在天然质粒pKpQIL上）的构建（22）。通过将质粒pUCP24-KPC-2转化为各种突变体，构建了过表达或缺乏MDR RND外排泵MexAB-OprM、MexCD-OprJ、MexEF-OprN和MexXY-OprM并产生或缺乏碳青霉烯孔蛋白OprD的铜绿假单胞菌产KPC-2菌株的同源组。通过将携带来自临床分离株AB1177的OXA-23的天然质粒偶联到各种外排突变体中，构建了过表达MDR-RND外排泵AdeABC和AdeIJK的鲍曼不动杆菌产OXA-23同源菌株。

抗菌药物敏感性试验。[1]
根据临床和实验室标准研究所（CLSI）的方法，使用内部制备的面板对细菌分离株进行肉汤微量稀释敏感性试验。使用符合《临床微生物学程序手册》中Moody程序的棋盘式分析来评估不同浓度的QPX7728或瓦泊巴坦对各种抗生素MIC的影响。PV50和最大增强值（PVmax）用于确定β-内酰胺酶抑制剂的效力。PV50被定义为达到50%抗生素增效作用所需的最低BLI浓度，或将抗生素MIC降低到产β-内酰胺酶菌株MIC和相应缺乏β-内酰酶菌株MIC之间MIC范围的中点所需的BLI浓度。MIC中点是产生β-内酰胺酶的菌株和缺乏β-内酰酶的菌株的抗生素MIC值的几何平均值，计算为产生β-外酰胺酶和缺乏β内酰胺酶菌株的抗生素MIC值乘积的平方根。 PVmax被定义为最大增强值，即将抗生素MIC降低到缺乏β-内酰胺酶（KPC）的亲本菌株所需的BLI浓度（对应于KPC的完全抑制）。

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单体形成的测定[2]
称取试验化合物，放入1.5mL Eppendorf管中。基于活性组分，以1.00、10.0或100mg/mL的化合物浓度制备水溶液。减去20μL的体积，留出添加酸或碱的空间来调节pH值。测量溶液pH值。然后根据需要通过添加酸或碱来调节pH值，直到读数在7.6-8范围内。在确保所有化合物都在溶液中后进行最终pH测量。在样品制备后不到半小时内，将溶液以0.1-5μL的体积注入LC-UV。在Excel ACE 5 Super C18 2.1 mm×100 mm柱上，使用0.1%TFA水溶液作为流动相A，0.085%TFA甲醇溶液作为流动相中B，以0.6 mL/min的流速进行洗脱，梯度为9分钟，在90%B下保持3.9分钟，运行时间为18分钟。在带宽为4nm的220、254和300nm处测量吸收。

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敏感性测试[2]
如CLSI文件M07-A11（2018）所述，使用临床和实验室标准研究所（CLSI）肉汤微量稀释法测定MIC。

大鼠药代动力学研究[2]
适应环境后，将大鼠（每剂量组 n = 3）分别通过单次静脉输注（0.9% 生理盐水）给予 30、100 或 300 mg/kg 的 QPX7728，或通过口服（溶于水）给予 30、100、300 或 1000 mg/kg 的 QPX7728。静脉输注通过留置股静脉插管在 0.5 小时内完成，而口服给药则通过装有珠子的灌胃管进行。在指定时间点（最长 24 小时）从每只大鼠采集血浆样本（约 0.3 mL）。血液样本采集后 5 分钟内以 12000g 离心 5 分钟以获得血浆。采用 HPLC-MS 方法分析血浆样本。使用 WinNonlin 软件进行药代动力学分析。

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小鼠疗效研究[2]
瑞士-韦伯斯特小鼠经环磷酰胺给药后出现中性粒细胞减少，在异氟烷麻醉下，双侧大腿肌内注射肺炎克雷伯菌KP1244（接种量1 × 10⁶）进行感染（美罗培南MIC > 64 μg/mL；在8 μg/mL QPX7728存在下，美罗培南MIC为0.25 μg/mL）。治疗药物（溶于水）于感染后2小时开始，每2小时腹腔注射一次。治疗开始24小时后处死动物，取出大腿组织，匀浆后进行平板计数。

药代动力学[1]
在多种剂量下（表14），对大鼠静脉注射（iv）和口服（po）给药的QPX7728的药代动力学进行了评估。静脉注射给药后，全身暴露量（以Cmax和AUC值表示）随剂量呈比例增加。总体而言，其参数与大多数β-内酰胺类抗生素相似，表现为高Cmax和AUC、短半衰期和低分布容积。大鼠血浆蛋白结合率为85%。QPX7728/化合物35在空腹大鼠中也显示出口服生物利用度（F），在30-100 mg/kg剂量下，其值在43%-53%之间，而更高剂量下则下降至24-28%。鉴于其极性（log D7.4 = −2.85），我们推测口服吸收可能涉及主动转运，且在高剂量下可能达到饱和。该化合物在所有剂量下均具有良好的耐受性。

安全性 [2]
化合物 35/QPX7728 在一项为期 7 天的初步毒理学研究中进行了研究，每日剂量分别为 30、100 和 300 mg/kg，给药对象为大鼠（每个剂量水平 5 只雄性，5 只雌性），给药方式为静脉输注。未观察到任何变化（组织学和临床化学）。

[1]. The Impact of Intrinsic Resistance Mechanisms on Potency of QPX7728, a New Ultra-Broad-Spectrum Beta-lactamase Inhibitor of Serine and Metallo Beta-Lactamases in Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, and Acinetobacter baumannii.Antimicrob Agents Chemother. 2020 May 21;64(6):e00552-20.
[2]. Discovery of Cyclic Boronic Acid QPX7728, an Ultrabroad-Spectrum Inhibitor of Serine and Metallo-β-lactamases. J Med Chem. 2020;63(14):7491-7507.

尽管β-内酰胺酶抑制剂领域取得了重大进展，但某些酶仍然对近期推出的药物具有耐药性。其中最重要的是肠杆菌科的B类（金属）酶NDM-1和鲍曼不动杆菌的D类（OXA）酶。在开发出vaborbactam的硼酸类药物的基础上，研究人员致力于扩大其抑制谱，以治疗更多种类的微生物。通过对一种双环先导化合物进行关键的结构修饰，逐步扩大了其抑制谱，最终得到了QPX7728 (35)。该化合物表现出极广的抑制谱，包括B类和D类酶，并且几乎不受孔蛋白修饰和外排的影响。化合物 35 是一种很有前景的药物，可与 β-内酰胺类抗生素联合使用，通过静脉注射和口服给药，用于治疗多种耐药革兰氏阴性菌感染。[1]

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QPX7728 是一种超广谱硼酸类 β-内酰胺酶抑制剂，在纯化酶的生化分析中，其在纳摩尔浓度范围内即可抑制关键的丝氨酸和金属 β-内酰胺酶。生化实验中观察到的 QPX7728 的广谱抑制活性可转化为增强多种 β-内酰胺类抗生素对产生 β-内酰胺酶的目标病原菌株的抗菌活性。本研究利用肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌的同源菌株（均产生KPC-3）以及鲍曼不动杆菌的OXA-23产生菌株（具有不同的外排泵和孔蛋白突变组合）构建了同源菌株库，以确定细菌外排泵和通透性对抑菌效力的影响。结果表明，QPX7728 的抑菌效力几乎不受肠杆菌科细菌或非发酵菌（如铜绿假单胞菌或鲍曼不动杆菌）中多重耐药外排泵的影响。当铜绿假单胞菌外膜通透性增加时，QPX7728 对铜绿假单胞菌的抑菌效力进一步增强。碳青霉烯类孔蛋白 OprD 的失活并不影响 QPX7728 对铜绿假单胞菌的抑菌效力。尽管 OmpK36（而非 OmpK35）的改变降低了 QPX7728 的效力（8 至 16 倍），但 QPX7728（4 μg/ml）仍然能够完全逆转孔蛋白突变菌株中 KPC 介导的美罗培南耐药性，这与这些突变对 QPX7728 效力的影响小于其他药物的影响相一致。QPX7728 具有超广谱 β-内酰胺酶抑制特性，并能增强多种对不同耐药机制（如外排和通透性）敏感性的 β-内酰胺类抗生素的活性，表明 QPX7728 是一种可用于多种 β-内酰胺类抗生素的有效抑制剂。[1] QPX7728 是一种新型硼酸酯类 β-内酰胺酶抑制剂 (BLI)，对丝氨酸和金属 β-内酰胺酶均具有强效抑制活性。先前在利用纯化酶进行的无细胞生化实验中观察到的QPX7728的广谱抑制活性，可转化为增强多种β-内酰胺类抗生素对产生β-内酰胺酶的目标病原菌株的活性。[1]
QPX7728在完整细胞中的强效抑制活性部分源于革兰氏阴性菌主要转运蛋白对其外排的抑制作用，而这种抑制作用的浓度与β-内酰胺酶抑制相关。QPX7728的外排抑制作用对于其在铜绿假单胞菌中的抑制活性尤为重要，并且与早期的硼酸酯类β-内酰胺酶抑制剂vaborbactam相比，这是一个显著的改进。肠杆菌科细菌外膜孔蛋白的突变与许多抗生素和β-内酰胺酶抑制剂的效力降低有关。 QPX7728 在肠杆菌科中的效力受主要通用孔蛋白 OmpK35/OmpF 和 OmpK36/OmpC 失活的影响远小于硼酸酯抑制剂 vaborbactam。[1]
QPX7728 对多种对 β-内酰胺酶敏感性各异且具有固有耐药机制的 β-内酰胺类抗生素均表现出强效、超广谱的抑制活性，使其成为多种产品开发策略的理想候选药物。传统的产品配置方法包括开发固定组合的 β-内酰胺类抗生素-β-内酰胺酶抑制剂，此类药物已有完善的监管途径。该策略的一个重要局限性在于，如何找到一种与 β-内酰胺酶抑制剂 (BLI) 联用时，能够对大多数（但可能并非所有）具有不同耐药机制混合物的目标病原体产生最佳整体活性的 β-内酰胺类抗生素。另一种方法是将QPX7728开发成一种独立的药物产品，可根据特定病原体的作用机制，与不同的现有β-内酰胺类抗生素联合使用。这种方法具有多项临床和监管意义，但考虑到当地流行病学、患者因素和抗生素管理，这可能是实现耐药病原体感染个体化治疗的重要一步。该策略的多重优势应有助于制定明确的未来监管审批路径。[1]

C??H?BFNA?O?

281.94

284.024

2170848-99-2

Xeruborbactam;2170834-63-4

162642679

Off-white to yellow solid powder

89.8

2

7

1

19

372

2

[B-]1([C@@H]2C[C@@H]2C3=C(O1)C(=C(C=C3)F)C(=O)[O-])(O)O.[Na+].[Na+]

RLVWXGRGTAHSCI-BNTLRKBRSA-M

InChI=1S/C10H9BFO5.2Na/c12-7-2-1-4-5-3-6(5)11(15,16)17-9(4)8(7)10(13)14;;/h1-2,5-6,15-16H,3H2,(H,13,14);;/q-1;2*+1/p-1/t5-,6-;;/m1../s1

disodium;(2S,4R)-9-fluoro-5,5-dihydroxy-6-oxa-5-boranuidatricyclo[5.4.0.02,4]undeca-1(7),8,10-triene-8-carboxylate

QPX 7728OH disodium; QPX-7728 OH disodium; QPX7728-OH disodium; QPX7728-OH (disodium); 2170848-99-2; PD165287;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意： 请将本产品存放在密封且受保护的环境中（例如氮气保护），避免吸湿/受潮和光照。

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

DMSO : ~100 mg/mL (~352.16 mM)
H2O : ~76.67 mg/mL (~270.00 mM)

配方 1 中的溶解度: 66.67 mg/mL (234.79 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。