大环内酯类抗生素的研究进展
国外医药——合成药生化茹制剂分册2001,22(3)
综述
大环内酯类抗生素的研夯进展
牡丹江医学院药理教研室
董毅期76
董毅女,出生于1956年12月,副教授,药理教研室副主任,主要从事药理学教学相临床药理学研究。
环内酯类抗生素(macrolides)是一类化学结构
和抗菌作用{u近的抗卣药物。按其火环结构含碳母核的不同,可分为14、15和16元环大环
内酯类抗生素。50年代14元环的红霉素凶对革兰阳性茼抗茼作用强,对治疗社会获得性呼吸道感染、皮肤软组织感染等具有良好疗效,而广泛川于临床。但其也4:『小足之处,诸如对胃酸不稳定,口JItig:lJ量较大,以至?f_i化道不如反应多,病人堆以耐受。此外,红霉素等抗菌谱较窄,且有诱导耐药性产生的缺点。70年代丌始出现了16元环大环内酯类抗生素,不会诱导产牛耐药性,其中常用的柑螺旋霉素、麦迪霉素、变沙霉素、吉他霉素等。80年代以来,不断有大环内酯类的新・铺种开发JF进入临床应用,其中有14元环的克拉霉素、罗红霉素、地红霉素.氟红霉素;15元环的阿奇霉素;16元环的岁他霉素、米欧卡霉素等。达壮新品种在抗微生物作用、体内代谢等方面各具特色,山此使得这类药物临床适应证扩大,临床,r效显著,并减少
了不良反J、t。
1新大环内酯类药物抗菌作用特性
新药的抗菌谱与红霉素相仿,但与红霉素相比,增强r埘流感嗜血杆菌、粘膜炎其拉曲等革兰阴性菌的作用,其中以阿奇霉素为最强,其次为克拉霉素:J}加强了对厌氧醢、市肠弯曲菌、军团茼、农原体、分支{:|:菌和弓浆虫等病原体的作川。新品种对葡葡球菌的抗菌活性与红霉素丰l_|仿,某蝗.铺种如克拉霉素的作用略强r红霉素,罗他霉素、米欧卡霉素对诱导产生的某些耐红霉素菌株亦有抗菌作川。新品种与红霉素相仿,对需氧革兰阳性球菌有较强的抗茼后效应(PAE);与红霉素不同的是,它们J对流感嗜虮扑菌等毕兰阴性凶亦具有机菌后效应。
大环内酯类抗生素的抗菌机制关于大环内酯类抗牛素抗菌作川机制的研究已有30多年。现有资料表叫,所有的大环内酯类抗生素均可不同程度地抑制细茵崔[』质的合成。大环内酯类抗生素能与细菌桉糖休50s亚单位的23s核糖体RNA(23SrRNA)I:的特殊靶位及某种核糖体的蛋白质结合。根据早期的研
究,14元环大环内酯类抗牛素如红霉素可阻断肽酰基一
tRm的移位,16元环大环内酯类抗生素能抑制肽酰基的转移反应。最近通过一系列研究提m了比较可信的假说,即所有大环内酯类化龠物能与核糖体50S业单位的L”及kz蛋白质结龠,扯肽链延长阶段能促使肽酰基一rRNA从核精体解离,从而抑制蛋白质合成。
3大环内酯类抗生素的耐药机制
3.i抗生素与核糖体的结合部位改变
从耐泰洛军(tylosin)A"3费氏链霉菌(Streptomycesfradiae)中分离出一种耐药基凶trlh(eFmsF),体外试验发现trlA产物足--+0叫基化酶,吖引导甲基进入
23SrRNA内的某个碱基上,
・般在2058位,成为Ⅳ8,Ⅳ6
_二甲基腺嘌呤,从而使大环内酯类及林可酰胺类抗生素耐药。这种耐药机制一股认为有诱导型(Spyogenes2548)及
细构犁(Sypogenes930)向种,红霉素的4位侧链改变叫,可以提高细构掣耐药株的敏感性,JF认为这与其能结合甲基化了的核糖体有天。
大环I~酯类抗生素作朋于细茼核糖体50S业单位,通过阻断转肽的作用和mRNA的移何『『li抑制细胞蚩白质的龠成。人坏内酯类抗生素的耐药凶可合成L}l基化酶,使位于核糟体50S业单付的23srRM的腺噪呤…基化,导致抗生素不能与结合fi|5位{=¨结合,目大环内酯类、林口『酰胺类及链阳性菌素类抗毕素的作川部位相仿,所以I时药茼对这3类抗生素常可同时发牛耐药,称为MLs(macroI
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1incosamlde—streptogramies)m药。这类耐药菌对链阳性
菌素类的垒蚁普丁(quinupristl¨,链阳性菌素B)耐药,但
对达福普汀(dalfopristin.链阳性菌素A)仍敏感…。
由靶位改变所致的MLS耐药又分为腺发性(cMLS)耐药及礴导性({MI.s)耐药。cNLS耐药菌对14、15、16兀环
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大环内酯类、林町酰胺类抗生素及奎奴普丁均耐药。葡萄球菌的iMLS耐药菌对14、15元环夫环内酯类抗生素耐药,
佴对16元环大环内酯类、林可酰胺类抗生素及奎奴普r仍
表皮葡萄球菌分离得到的携带PNE24质粒的菌株埘14元环的红霉素及竹桃霉素呈耐药性,其M,C分刖为
62.5和125mg/L:但对16元环的泰洛星和克林霉素敏
敏感,而部分链球菌属的iMLS耐药菌株对16元环大环内酯类及林可酰胺类抗生素也耐药。因为对于葡萄球菌,只有14、15元环大环内酶类抗牛素可产生诱导耐药,而对f链球菌属则14、15、16元环夫环内酯类及林可酰胺类抗生素均可诱导耐药…。Seppala测定的332栋iMLS耐药酿脓链球菌中,35%对己酰麦迪霉素(16元环大环内酯类)耐药,9%对克林霉素耐药。R前应用F临床的大环内酯类抗生
素乇要有:14元环的红霉素、克拉霉素、罗红霉素;15
感,一般认为,PNE24质粒产生的耐药机制是使细胞膜成分发生改变,出现一种6kD蛋白,从而使细胞对红霉素的摄人量减少.而抗牛素与核糖体的亲和力不改变但对于革兰阴性菌耐药机制,多数学者认为这是细菌脂多糖外膜屏障使抗生素不能进入菌体内的结果。近年撤道,表葡菌对14、15元环的耐药机制系PNE24质粒介导的能量依赖性外排泵引起药物外排所致。
80年代末至90年代初,对耐红霉素的表皮葡萄球菌及金黄色葡萄球菌的研究发现r一种新的耐药现象,耐药菌对14、15元环丈环内酯类抗生素及奎奴普丁诱导耐药,而对16元环大环内酯类及林可酰胺类抗生素仍敏感、称为MS耐药表型。在其后的研究中发现,含耐药质粒
PNE
元环的阿奇霉素;16元环的麦迪霉素、螺旋霉素、己酰
螺旋霉素、叟沙霉素、已酰麦迪霉素。
此类耐药菌的耐药基因为位f质粒或染色体上的erm(耐红霉素的甲基化酶)基因,11前至少已发现8类erm基因,常见的有e
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A、C
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C(葡萄球莳属耐药基因),24的MS耐药表皮葡萄球菌的耐药机制与能量依赖
ermAbl(链球菌属耐药基因)。原发性耐药或诱导性耐药是由甲基化酶结构基因上游的调节区序列所决定的…。3.2细菌产生各种灭活酶
这类酶包括酯酶、磷酸化酶和糖苷酶。从红霉素诱导酎药的大肠杆菌(Tf48l^)中曾分离出大环内酯21,磷酰转移酶(MPIt2’),该酶的等电点为5.3,分予量8400kD。它对14元环大环内酯类抗生素敏感,对16元环大环内酯类及林口丁酰胺类抗生素不敏感,嘌呤核苷酸类可能是夫环内醣类抗生素失活过程中的有效的辅基。
肠杆茼科细胞如大肠埃希菏的细胞膜对_人环内酯类抗生素的通透性差,产,E天然耐药,同时肠杆菌科细菌叉可产牛红霉素酯酶或MPIt2’,破坏14元环_人环内酯类抗生素的内酯环(但不能破坏16元环人环内酉旨类抗牛素的结构)。其耐药基因为crcA或crcB。在肠杆菌巾crcA常与crcB同时存在,使得细菌对红霉素产生高度耐药㈦。
Wondrack等首次发现一株金黄色葡萄球菌分解灭活14、16元环人环内酯类抗生素,其分解产物与具有crcA和crcB的人肠埃希菌的分解产物相仿,敞推测此金黄色葡萄球菌能产生酯酶,与人肠埃希菌不同的足,此金黄色葡萄球菌的酯酶可分解14和16元环大环内酯类抗生素,厨大肠埃希菌酌酶仪可分解14元环大环内酯类抗生素川。
葡萄球蒲辑(金黄色葡萄球菌、溶血葡萄球茼)尚可产生达福曾汀己酰转移酶,奎蚁普丁水解酶或林可酰胺核苷酸转移酶,进而破坏链阳性菌素或林可酰胺类抗t索口l。1.3抗生素摄八胞内量减少及外排机制
性外排系统有关,实验发现含耐药基因的表皮葡萄球菌胞内药物浓度明显低于敏感菌中的浓度,加入能量抑制剂碳酰氯问氯苯腙(CCCP)后,耐药菌细胞内的药物浓度上升至与敏感菌柑当的水平f“。Matsuoka等在质粒介导的Ms耐药仓黄色葡萄球菌的细胞膜上发现多了1个63kD的蛋
白质,疑为是与主动外排系统相关的膜蛋白吼
Ross等IsI从Ms耐药袁型的表皮葡萄球菌中克隆并测序r耐药基因msrA(耐丈环酯类.链阳性菌素类抗生素),分析发现耐药基因msrA编码的含488个氨基陵的蛋白质fMsrA)与能星依赖性转运蛋白同源。
90年代,Seppala等对552株耐红霉素酿脓链球菌的耐药表型的研究中,义发现r一种靳的耐药现象,细菌对红霉素耐药而对克林霉素仍敏感、且占总耐药菌的389,因这一耐药现象的耐药机制尚不清楚,敝简称为NR(新型耐药)。NR与诱导性耐药(IR)的区别在_F、NR菌株不被红霉素诱导而对克林霉素产生耐药,细菌在含低于抑菌浓度红霉素的肉汤中培养后,NR菌株仍对克林霉素敏感(Ⅳjc<0.125mg/L),而lR菌株则对克林霉素高度耐药(Ⅳ,f>256mg/L)。两者的简单鉴别方法为,在涂布蔚液的平板上间隔一定的足巨离分别贴l二含药物的纸片,过夜培养,如靠近红霉素纸片的克林霉素抑菌圈有缺损(D型)则为IR,仍为圆形则为NR。在中国台湾分离的B、c、F及G组链球菌中也发现_rNR菌株,占耐药菌的37:I¨。
1983一1993年问分离的酿脓链球菌和肺炎球菌中,发现NR菌株分别占耐药苗的759和859,因NR菌株对
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14、15无坏夫环内酯类抗牛素耐药,而对16元环大环内情炎、林可眠胺类抗牛素及奄奴普丁仍敏感,敝也将这一耐药现象称由M耐药。通过细菌对放射性标记红霉素的摄人情况的研究发现,M耐药的机制推测与外排系统有关,同时父发现链球菌属的外排系统结构与葡萄球菌属的
mg/L),抗革兰阳性蔺}舌性(包括红霉素耐药的肺炎链球菌)比阿奇霉素强4倍(盯,f
1
0
025~0.7_Smg/r),FMA,
99和rMA.48l对耐红霉素肺炎链球菌具有极好的抗菌
活性,与llMR.3647桕似。
6.3
氢内酯(aziLides)
L.7叭103与阿奇毒素结构相似.对酸的稳定性比刚
外排系统不1.1n
奇霉素更好,抗克雷门菌的作川亦有增强,此外,还应注
4新大环内酯类药物动力学特性
新品种勺红霉素午开比具有以F特点:(1j对胃酸稳定,L1服乍物利川度高;(2)血药浓度.组织体液技细胞内药物浓度高、i7i『f¨寺九,其中以罗红霉素的血药浓度为最高;(31虮浆£t“延长,除罗他霉素、米欧卡霉素的t,,2与红霉
意研究开发这类药物抗菌以外的其它应JH。J
参考文献
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素接近外,其余均较红霉素为长。
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5新大环内酯类药物的临床应用
新品种对呼吸道感染,包括肺炎球菌、化脓性链球菌、金衙蔺等感染具有良好疗效。细茸清除率可达80%~lO昭,对流感嗜JfⅡ杆菌、嗜肺军团菌、肺炎支原体等感染亦有良好jr效。对沙眼衣原体,解脲屎枝原体等』}典型病原体所致的泌球生殖系统感染的,r效与多两环素和环丙沙星等丰u当或更优。对皮肤软组织感染、空腑弯曲菌晒炎的
治疗效果也1‘分满意。新品种的不良反应明丝低f红霉素,凡耐受性瞧好。
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Matsuokal‘:1288S
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【收稿日期:2000-tO-08l
责任编辑钟侍
6新大环内酯类药物
(上接第133页)
6.1
酮内酯(ketolides)
3位为嗍基的新14元大环内醋类药物,有两个以上的
抗性作为选择条件能够得到高嫂价抗q:素产生茼,选种特性可以片J耩因置换得以证实。对各种不同类别的抗乍索具有抗性的天蓝色链霉菌其产生放线紫红素的能力大多有所提高,特别是链霉素,它是一种选择高救价抗生素产生菌的很好的选择。进一步研究这些具{f链霉素抗忭的高效价突变株的桉糖体基因结构(vpsL)和核蛋F1s4的氨基酸组成,发现与对链霉素敏感的低效价亲株的棱糖体基因结构和氨基陵组成不同。
目前Ochi等正在着手进行抗牛素产,E茼核糖体改造的研究工作,这种微生物育种技术很可能是继DNA重组技术后义一具有潜力的分r育种技术●
【牧稿日尊『:2000—10
02
作}}i点,对砸人环内酯类抗生素耐药的菌株有较好作用,
盘|JRU-004,TE一802,TE一810,IIMR一3562,HMR一3647,
哪IR一3787,ABT一773,A,1957730等。其中ABT一773对所有呼吸道jj要致病菌(包括肺炎支原体、嗜肺军团菌等)部有很强的作I{l,呵且对溢出跫(mef)和质粒介导型(erm)人环内酯类耐药菌亦有高度的抗菌活性。6.2酰内酯(acylides)
TEA.0769抗金衙菌的活性比克拉霉素掘2倍,抗链球菌强16倍,对红霉素耐药的金葡菌、链球茼亦有作用,对高度耐药的肺炎球菌活性较差,体内活性也优于克拉霉素。FMM22抗流感杆菌活性比阿奇霉素强2倍(MrC
O.78
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责任骗辑钟倩
大环内酯类抗生素的研究进展
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
董毅
牡丹江医学院药理教研室
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