喹诺酮类(quinolones)抗菌药是指人工合成的含有4-喹酮母核的一类抗菌药物,其中氟喹诺酮(fluoroquinolone)已逐渐成为该类药物的主流。
自1962年美国Sterling-Winthrop研究所Lesher等发现第一个喹诺酮类抗菌药萘啶酸以来,许多学者致力于研究开发这类药物,特别是近十余年来取得了飞跃进展,某些新一代喹诺酮的抗菌作用与疗效可与第三代头孢菌素媲美。头孢菌素结构修饰中侧链与尾链由于愈变愈繁,成本也随之愈来愈高,主核的改造工程仍在进行中。因而喹诺酮类抗菌药更加引起各国重视,形成了竞相开发之势。现就其研究进展做如下评述。
1. 研究概况
第一代(20世纪60年代初):萘啶酸、恶喹酸、吡咯酸;
第二代(20世纪60年代末至70年代末):奥索利酸、西诺沙星、吡哌酸、吡咯米酸;
第三代(20世纪80年代以后):按照药物中所含氟基团的数量可分三类:
(1)单氟化物:诺氟沙星(氟哌酸)、环丙沙星、依诺沙星、氧氟沙星、氨氟沙星、enrofloxacin、培氟沙星、芦氟沙星、左氧氟沙星;
(2)双氟化物:洛美沙星、MF-961、PD117-5962-2;
(3)三氟化物:氟罗沙星、托氟沙星。
第三代喹诺酮类药物在结构上的共同特征是:(1)萘啶环的6位处引入了氟原子;(2)7位上都连有哌嗪环,因而又统称氟喹诺酮类。并因此结构提高了抗菌活性,增宽了抗菌谱,而且使用方便,成本低廉,疗效显著,不良反应小,几乎适用于临床常见的各种细菌感染性疾病。按国际非专用药名(INN)命名原则,对该类新药均采用“-oxacin”来定名,以表示它们在药理方面的相似性及组群关系。该构词成份在我国音译为“沙星”。至今已有16个品种上市,另有十数种进入临床试验阶段。从发展的速度来看,喹诺酮合成抗菌药已超过生物合成及半合成抗生素,预计2000年全球年销售额可达80亿美元。
2. 药理特点
2.1 抗菌活性
对大多数需氧性革兰氏阴性菌具有优秀的抗菌活性。某些品种对革兰氏阳性菌、厌氧菌、分支杆菌、军团菌及衣原体也有良好作用,例如氧氟沙星、左氧氟沙星等(表1)。
表1 喹诺酮类对常见致病菌的MIC90值(mg/L)
| 左氧氟沙星 | 氧氟沙星 | 环丙沙星 | 洛美沙星 | |
| 金葡球菌 | 0.25 | 8.00 | 2.00 | 1.00 |
| 肺炎链球菌 | 1.00 | 2.00 | 32.00 | 32.00 |
| 肺炎克雷伯氏菌 | 1.00 | 2.00 | 32.00 | 4.00 |
| 嗜血杆菌属 | 0.03 | 0.06 | 0.03 | 0.12 |
2.2 作用机制
喹诺酮类药物通过抑制细菌DNA旋转酶(拓扑异构酶II)和拓扑异构酶IV,干扰DNA复制、转录和修复,从而发挥杀菌作用。氟喹诺酮类对革兰氏阴性菌的DNA旋转酶亲和力更高,而对革兰氏阳性菌则主要作用于拓扑异构酶IV。
2.3 药代动力学特点
氟喹诺酮类药物口服吸收良好,生物利用度高,组织分布广泛,尤其在肺、肾、前列腺、骨和软组织中有较高浓度。多数品种半衰期较长,可每日给药1-2次。主要经肾脏排泄,部分经肝脏代谢。
3. 临床应用
喹诺酮类药物广泛用于治疗泌尿生殖系统感染、呼吸道感染、肠道感染、骨关节感染、皮肤软组织感染等。左氧氟沙星、莫西沙星等新一代药物对社区获得性肺炎、慢性支气管炎急性发作等疗效显著。环丙沙星对铜绿假单胞菌感染有较好效果。
4. 不良反应与注意事项
常见不良反应包括胃肠道反应(恶心、呕吐、腹泻)、中枢神经系统反应(头痛、头晕、失眠)、光毒性(如洛美沙星)、肌腱炎或肌腱断裂(罕见但严重)。18岁以下青少年、孕妇及哺乳期妇女慎用,因可能影响软骨发育。此外,喹诺酮类药物可延长QT间期,与某些抗心律失常药合用时需谨慎。
5. 耐药性
细菌对喹诺酮类的耐药机制主要包括:DNA旋转酶和拓扑异构酶IV基因突变、外排泵过度表达、质粒介导的耐药(如qnr基因)。近年来,耐氟喹诺酮的肠杆菌科细菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)日益增多,临床应合理使用,避免滥用。
6. 新药研发趋势
当前喹诺酮类药物的研发重点包括:增强抗革兰氏阳性菌活性(如莫西沙星、加替沙星)、扩大抗厌氧菌谱、减少不良反应、克服耐药性。新型无氟喹诺酮(如奈诺沙星)也在开发中,旨在降低氟原子相关毒性。
参考文献
[1] 张永信. 喹诺酮类抗菌药的临床应用进展. 中国抗感染化疗杂志, 2005, 5(3): 185-188.
[2] Hooper DC. Mechanisms of action and resistance of older and newer fluoroquinolones. Clin Infect Dis, 2000, 31(Suppl 2): S24-S28.