过去三十年，质谱成像技术作为一种将质谱特异性与空间信息相结合的研究策略，已在多个生物医疗领域获得广泛认可。此技术不仅应用于病理学、毒理学和微生物学等领域，还被广泛用于药物有效成分的研究、治疗靶点的探索及作用机制的阐明等方面。尊龙凯时推出的MALDI-Orbitrap基质辅助激光解吸电离质谱成像方案，经过多年的深耕，逐渐成为新药研发和药物评估过程中不可或缺的重要工具。

2025年1月18日，拜罗伊特大学的Andreas Römpp团队在Nature Communications期刊上发表了一篇题为“The clinical-stage drug BTZ-043 accumulates in murine tuberculosis lesions and efficiently acts against Mycobacterium tuberculosis”的文章，报道了新型抗生素BTZ-043在高级小鼠模型中表现出的显著局部疗效。高分辨率的APSMALDI-Orbitrap成像进一步揭示了BTZ-043在细胞区室中的扩散与积累情况，并且该药物能够完整穿透坏死中心。这一研究首次可视化了临床阶段结核病药物在类人模型中心坏死性肉芽肿中的有效渗透和积累，同时展现了其对抗结核分枝杆菌的有效性。

结核病是由结核分枝杆菌（Mtb）引起的常见传染病，每年影响约1000万人的健康，2022年导致130万人死亡。中心坏死性肉芽肿是人类结核病的组织病理学标志，由富含脂质、无血管的坏死核心、泡沫状巨噬细胞边缘以及包裹的纤维囊组成。在这些病变中，细胞外的Mtb可能处于代谢休眠状态，并在免疫系统的保护下存活。由于其复杂的结构，抗生素在此类病变中的扩散可能受到阻碍，而药物是否能够有效穿透坏死性肉芽肿，显著影响治疗效果。因此，进行高效的抗分枝杆菌候选药物的临床前筛选和测试，对于新型疗法的快速开发至关重要。

MALDI质谱成像非常适合用于研究组织样本中化合物的定位，并能够同时分析组织切片中内源性和外源性化合物的分布。然而，准确鉴定组织中的药物化合物需要高质量的分辨率和高质量的精度，同时高空间分辨能力确保了组织生物学结构的精准划分。因此，本研究采用了兼具高空间分辨率、高质量分辨率和高灵敏度的APSMALDI-Orbitrap系统，以10μm的空间分辨率分析了IL-13tg小鼠模型的中心坏死性肉芽肿中的BTZ-043，从而确定其在病灶中的动态分布情况。

为明确病变病理学与药物分布之间的关系，研究人员对从结核分枝杆菌Mtb感染的IL-13tg小鼠中（给药后2小时处死）获得的肺组织相邻冷冻切片进行了H&E染色和高分辨率APSMALDI-Orbitrap成像。H&E染色显示两个高度分层的肉芽肿，其中心为嗜酸性粒细胞坏死。肉芽肿被突出的纤维包膜包围，并在包膜旁检测到泡沫状巨噬细胞，其表现出较低的伊红染色强度，且CD68阳性，富含脂滴，形态上与人肉芽肿中的泡沫状巨噬细胞极为相似。MALDI成像显示，BTZ-043在整个组织切片中被检测到，尤其在肉芽肿区域的丰度更高，表明该药物主要分布在肉芽肿的纤维囊内，与泡沫巨噬细胞区室相重合。研究者进一步绘制了该药物在肉芽肿区域的渗透曲线，结果显示在边缘部分（即巨噬细胞层），药物强度急剧增加，随后在肉芽肿中心下降。

为更详细地研究药物的时空分布情况，研究者通过MALDI成像分析了不同给药时间点（0.5h、2h、4h、8h）的小鼠肺切片。H&E染色显示，坏死中心可见深紫色，周围的浅紫色区域由泡沫状巨噬细胞组成。MALDI成像结果表明，在给药后0.5小时和2小时，BTZ-043的分布与之前的结果一致，泡沫巨噬细胞层的强度高于周围组织，而坏死中心的强度较低。4小时后，药物在肉芽肿中均匀分布，并完全穿透坏死中心。给药8小时后，药物仍在细胞隔室和坏死中心被检测到，而周围组织中的药物强度则有所下降，表明BTZ-043在中心坏死性肉芽肿中的滞留时间更长。

总结来说，成功的结核病治疗依赖于药物完全穿透中心坏死性肉芽肿的能力以及其在这些病灶内的抗分枝杆菌活性。本研究团队在确定药物最佳治疗剂量和药代动力学参数的基础上，选用了能够形成类人中心坏死性肉芽肿的IL-13tg小鼠模型，结合高分辨率的MALDI成像技术，准确评估了药物在组织中的分布及其时空变化。这项研究开创性地展示了临床阶段结核药物在中心坏死性肉芽肿中的有效渗透和积累，证明了其在病变中的活性，为BTZ-043在补充现有抗生素方面提供了重要指示。因此，BTZ-043有望缩短治疗方案，有助于防止结核病的复发及耐药性的发生。尊龙凯时的APSMALDI-Orbitrap空间代谢组学技术，未来将更深入地应用于药物研发、临床前药物筛选和疾病研究等领域。