在过去的三十年中，质谱成像技术因其结合了质谱的特异性和空间信息，获得了生物医疗领域研究专家和学者们的广泛认可。这一技术不仅在病理学、毒理学、植物研究和微生物学等领域展现出多种应用，还被用于研究药物有效成分、治疗靶点及作用机制等方面。赛默飞推出的MALDI-Orbitrap基质辅助激光解吸电离质谱成像方案，经过多年深耕，已成为新药研发和药物评估中不可或缺的研究工具。

2025年1月18日，拜罗伊特大学Andreas Römpp团队在《Nature Communications》上发表了题为“The clinical-stage drug BTZ-043 accumulates in murine tuberculosis lesions and efficiently acts against Mycobacterium tuberculosis”的研究，报道了新型抗生素BTZ-043在IL-13（白细胞介素-13）过表达的小鼠模型中的显著疗效。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，展示了其穿透坏死中心的能力。这项研究首次可视化了临床阶段结核药物在类人中心坏死性肉芽肿中的有效渗透和积累，并充分展示了其对结核分枝杆菌的抗击效果。

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种常见传染病，每年影响约1000万人，并造成130万人死亡。中心坏死性肉芽肿是结核病的组织病理学标志，表现为非血管化的坏死核心，临近富含脂质的泡沫状巨噬细胞。研究表明，在这些病变中，细胞外的结核分枝杆菌可能处于代谢休眠状态，受到免疫系统的保护。同时，其复杂的结构可能会阻碍抗生素的扩散，因此药物穿透坏死性肉芽肿的能力对治疗效果至关重要。这也强调了抗分枝杆菌候选药物的高效临床前筛选及测试，推动新疗法的快速开发。

MALDI质谱成像在组织样本中化合物的定位研究中表现出色，同时可以对组织切片中的内源性和外源性化合物进行分布分析。然而，为确保药物的可靠鉴定，实现高质量分辨率、高空间分辨能力及高灵敏度显得尤为重要。因此，本研究利用APSMALDI-Orbitrap系统，以10μm的空间分辨率分析IL-13tg小鼠模型中心坏死性肉芽肿中的BTZ-043，追踪其在病灶内的动态分布。

研究团队对从结核分枝杆菌感染的IL-13tg小鼠中获取的肺组织进行H&E染色和高分辨率APSMALDI-Orbitrap成像，确认了药物分布与病变病理学的相关性。研究显示BTZ-043主要集中在肉芽肿的纤维囊内，与由泡沫巨噬细胞组成的细胞区室重合。通过渗透曲线分析显示，药物在两个肉芽肿边缘的浓度快速增加，而在中心则逐渐降低。

进一步的研究中，团队探讨了药物在不同时间点的时空分布情况。最后一次给药后05h和2h，BTZ-043的分布与之前一致，泡沫巨噬细胞层的药物强度依然显著高于周围组织。4小时后药物均匀分布并完全穿透坏死中心，而8小时后，药物在中心坏死性肉芽肿内的滞留时间明显增加，提示BTZ-043在治疗中的有效性。

总结来看，成功治疗结核病的关键在于药物能否有效穿透中心坏死性肉芽肿并对其内部的分枝杆菌产生抗击效果。本研究团队基于对药物最佳治疗剂量、药代动力学参数及体外通透系数的分析，使用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，准确评估药物在组织中的分布与时空变化。这项研究为BTZ-043作为现有抗生素的补充提供了重要的指示，为未来缩短治疗方案、预防结核病复发及耐药性发展创造了可能。

在此背景下，APSMALDI-Orbitrap空间代谢组学技术的广泛应用预示着药物研发、临床前药物筛选和疾病研究等领域的前景光明，尤其是在ag尊龙凯时品牌的推动下，更加注重生物医疗的创新。