抗感染药物:
抗感染指病原微生物引起人类疾病的药物治疗。又和肿瘤疾病的药物治疗一并称作化学治疗。
抗感染药物包括抗微生物(细菌、病毒、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体、真菌等)药物和抗寄生虫药物。
抗菌药物是指能抑制或杀灭细菌,用于防治细菌感染性疾病的药物(部分药物对寄生虫感染也有效)。
抗菌药物包括天然抗生素、半合成抗生素及纯人工合成的抗菌药。
抗菌药物:细菌细胞和人体细胞有较大不同,又加上抗菌药物种类多。故目前对一般细菌感染性疾病比较容易治疗。如细菌引起的肺炎、脑脊髓膜炎、肠炎、骨髓炎、泌尿系统感染等。很多抗菌药物对立克次体、支原体、衣原体、螺旋体、寄生虫引起的感染也有较好的疗效。
抗病毒药物:病毒由一种核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成或仅由蛋白质构成(如朊病毒)。体积小、结构简单、变异速度快,但是当它接触到宿主细胞时,便脱去蛋白质外套,它的核酸(基因)侵入宿主细胞核内,借助后者的复制系统,按照病毒基因的指令复制新的病毒。故病毒性感染时,如果机体免疫系统短时间内不能把病毒清除出体外,以后则很难将体内的病毒清除干净。另外,抗病毒药物种类较少,这也导致了病毒性疾病的治疗难度。好在很多病毒性疾病可以通过接种预防性疫苗进行预防,治疗性疫苗对某些感染也具一定的治疗作用。
抗真菌药物:真菌(Fungus)是一种真核生物。最常见的真菌是各类蕈类,另外真菌也包括霉菌和酵母。现在已经发现了七万多种真菌,估计只是所有存在的一小半。大多真菌原先被分为动物或植物。真菌具有坚固的细胞壁和真正的细胞核,不含叶绿素,是异养性的,以寄生或腐生方式生存,典型者兼有有性生殖和无性生殖,产生各种形态的孢子。根据生长特性与形态差异,可将真菌简单分为酵母、真菌和蕈(蘑菇)。其中对人类有致病性的真菌约有多个种类。除新型隐球菌和蕈外,医学上有意义的致病性真菌几乎都是霉菌。真菌感染性疾病根据真菌侵犯人体的部位分为4类:浅表真菌病、皮肤真菌病、皮下组织真菌病和系统性真菌病;前二者合称为浅部真菌病,后二者又称为深部真菌病。真菌性肠炎即属于深部真菌病。
浅部真菌(癣菌)仅侵犯皮肤、毛发和指(趾)甲,而深部真菌能侵犯人体皮肤、黏膜、深部组织和内脏,甚至引起全身播散性感染。深部真菌感染肠道即表现为真菌性肠炎,可独立存在如婴儿念珠菌肠炎,或为全身性真菌感染的表现之一,如艾滋病并发播散性组织胞浆菌病。浅表性感染只要坚持用药一般都可以治愈;深部感染一般病人身体条件较差,再加上药物的毒性大,长期用药不易坚持,治愈难度大。
治疗浅表真菌感染药物有十一烯酸、醋酸、乳酸、水杨酸、灰黄霉素、克念菌素、克霉唑、咪康唑、益康唑、联苯苄唑、酮康唑等。抗深部真菌感染药物有氟胞嘧啶、两性霉素B、制霉菌素、球红霉素、甲帕霉素(美帕曲星、克霉灵)、氟康唑(大扶康、麦尼芬、依利康)、伊曲康唑(斯皮仁诺)等。
以下主要介绍抗菌药物。
常用术语:
1.抗生素(antibiotics):是微生物(细菌、真菌、放线菌属)的代谢产物,在较低浓度时可抑制或杀灭其他病原微生物。人工半合成抗生素是对天然抗生素进行结构改造后的产品。人工合成抗菌药物是化学合成得到的具有抗菌作用的产品。
2.化疗指数(chemotherapeuticindex,CD):是评价抗菌药物(化疗药物)临床应用价值和安全性的重要参数,一般用抗菌药物动物实验的LD50/ED50或LD5/ED95的比值表示。一般地,化疗指数愈大,表示该药物的治疗效果愈好,对机体的毒性愈小,临床应用价值也愈大。但并非化疗数大的药物是绝对安全的,如青霉素化疗指数极大,对机体几乎无毒,但其引起的过敏性休克可能导致死亡。
3.抗菌谱(antibacterialspectrum):是指抗菌药物抑制或杀灭病原菌的范围。抗菌范围小的药物称为窄谱抗菌药,抗菌范围大的药物称为广谱抗菌药。抗菌药物的抗菌谱是抗菌药物临床选择性应用的重要依据。
4.抗菌活性(antibacterialactivity):是指抗菌药物抑制或杀灭病原菌的能力。一般用体外和体内两种方法测定。在体外试验中,抗菌药物抑制培养基内病原菌生长的最低药物浓度,称为最低抑菌浓度(minimalinhibitoryconcentration,MIC);能杀灭培养基内病原菌或使病原菌减少达99.9%的最低浓度,称为最低杀菌浓度(minimalbactericidalconcentration,MBC)。
(1)抑菌药(bacteriostaticdrugs):是指仅有抑制培养基内病原菌生长繁殖而无杀灭作用抗菌药物,抑菌性药物的血药浓度能超过致病菌的MIC,但一般达不到MBC。
(2)杀菌药(bactericidaldrugs):是指不但有抑制培养基内病原菌生长繁殖,且有杀灭作用的抗菌药物,杀菌性药物的血药浓度通常可以超过致病菌的MBC。
简单地将某种抗菌药物定义为抑菌药或杀菌药,并非完全科学合理。因为同一药物对不同细菌的作用可能是不同的,如通常意义上的杀菌药物青霉素对肠球菌仅有抑菌作用,氯霉素对大多数肠杆菌是抑菌药,但对大多数流感嗜血杆菌则是杀菌药。
5.耐药性(bacterialresistance):又称抗药性,一般是指细菌与药物多次接触后,对药物的敏感性下降甚至消失,致使药物对耐药菌的疗效降低或无效。细菌的耐药性可分为固有耐药性(intrinsicresistance,天然耐药性)和获得耐药性(acquiredresistance)。
6.抗菌后效应(postantibioticeffects,PAE):是指细菌与抗菌药物短时间接触后,抗菌药物被清除后的一定时间范围内(通常以小时计),细菌的生长繁殖仍受到持续抑制,不能恢复正常的现象,称为抗菌后效应或抗生素后效应。抗菌后效应的抑菌作用与时程通常有浓度依赖性和时间依赖性两种。
作用机制:
1.干扰细菌细胞壁的合成
细菌细胞壁具有维持细菌外形与菌体内渗透压,适应环境的变化,并与机体发生相互作用,对机体的防御系统有多种影响。细菌细胞壁由肽聚糖(也称为粘肽)层及以外的脂蛋白、外膜和脂多糖共同构成,肽聚糖层为主要构成成份。革兰阳性菌的细胞壁厚,革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖含量少。抗菌药物可通过干扰细菌细胞壁粘膜生物合成的不同环节,而发挥抗菌作用。如?-内酰胺类抗生素与细胞膜上的作用靶点-青霉素结合蛋白(PBPS)结合,抑制转肽酶的转肽作用,影响粘肽的最终合成,导致细胞壁的缺损,从而发挥抗菌作用。
2.影响细菌细胞膜及其功能
细菌细胞膜也称胞浆膜,是一种由类脂质双分子层和镶嵌于其中的蛋白质组成的半透膜,具有选择性生物转运、生物合成、分泌、呼吸和屏障作用。真菌的胞浆膜含有麦角固醇,哺乳动物细胞的胞浆膜含有胆固醇,而细菌的胞浆膜则既不含麦角固醇,也不含固醇。多粘菌素类、两性霉素B等抗生素具有表面活性作用,能选择性地与细胞膜内的磷脂相结合,使细胞膜的通透性增加,细菌体内重要的成分外漏,导致细菌死亡。
3.影响细菌体内生命物质的生物合成
细菌细胞浆内含有蛋白质、核酸、核糖体以及氨基酸等物质,是细菌生命的遗传物质DNA、RNA、蛋白质的合成、细菌进行新陈代谢、生长繁殖的基础。故凡能影响细胞浆内核酸代谢和蛋白质合成的药物,均有抑制细菌生长繁殖或杀灭细菌的作用。
(1)抑制细菌核酸的合成
影响细菌叶酸代谢细菌不能利用外环境中的叶酸,细菌只能以对氨基苯甲酸为原料合成生长繁殖所必需的叶酸。磺胺类药物等可影响细菌叶酸代谢,而发挥抗菌作用。
抑制核酸的合成喹诺酮类抗菌药物主要抑制细菌DNA复制过程中的DNA螺旋酶(拓朴异构酶II),导致DNA降解,细菌最终死亡。
(2)抑制蛋白质的合成
细菌蛋白质的合成依赖胞浆内的核糖体循环来完成,影响细菌核糖体循环的药物,具有抗菌作用。
抗菌药物影响核糖体循环的多个环节氨基糖苷类抗生素能阻止核糖体30S亚基和70S亚基蛋白质合成始动复合物的形成,也可影响释放因了进入30S亚基A位,使已合成的蛋白质不能释放。
抗菌药物与30S亚基结合四环素能与核糖体的30S亚基结合,阻止氨基酰tRNA在30S亚基A位的结合,阻碍肽链形成,抑制蛋白质合成,从而产生抑菌作用。
抗菌药物与50S亚基结合氯霉素、林可霉素及大环内酯类抗生素能与核糖体的50S亚基结合,抑制肽酰基转移酶和移位酶活性,阻止肽链的形成和延长,蛋白质合成受阻,抑制细菌生长繁殖。
细菌耐药性:
细菌耐药性是由细菌本身的遗传物质所决定的,细菌本身具有耐药性基因,并可突变和在微生物之间传递。耐药性分两种,一为种固有耐药性(又称为天然耐药性),是由细菌基因所决定的,其耐药性与抗菌药物的使用与否无关;一种为获得耐药性,是指细菌对某种抗菌药物不具有固有耐药性,其耐药基因是后天获得的,与细菌多次接触药物有关。细菌耐药性作为细菌在“有害环境”中生存的重要防御体系,随抗菌药物的大量、广泛使用,对感染性疾病的发生和治疗的影响日益明显。细菌耐药性和耐药菌感染已经成为困扰人类健康的一大难题,预防、延缓细菌耐药性生产和治疗耐药菌感染是当前医学界的重要课题。细菌耐药性产生机制一般地与以下几方面因素有关。
1.产生灭活抗菌药物的酶
细菌可通过耐药因子产生灭活抗菌药物的酶,使抗菌药物在与细菌作用前,就被细菌产生的酶所破坏,从而失去抗菌活性。
(1)?-内酰胺酶(?-lactamase)细菌对?-内酰胺类抗生素耐药主要是细菌能产生?-内酰胺酶,此酶能使?-内酰胺环裂开(水解),而失去抗菌活性。?-内酰胺酶由染色体或质粒介导,细菌所接触不同的?-内酰胺类抗生素而产生。
(2)钝化酶(modifying)钝化酶是合成酶的一种,可将某些化学基团结合到抗生素的-OH或-NH2基上使抗生素失活,不能进入细菌体内,也不易与靶部位结合。此酶可由质粒或染色体转导。氨基糖苷类抗生素主要的耐药机制与此酶有关。
(3)其他灭活酶大肠杆菌产生的红霉素酯化酶,能水解红霉素中的内酯环,使其失去抗菌活性,从而耐药。某些金黄色葡萄球菌、表面葡萄球菌等革兰阴性杆菌可产生氯霉素乙酰转移酶,使氯霉素结构中的-OH乙酰化,形成无抗菌活性的乙酰化物。
2.抗菌药物作用靶部位改变
(1)靶酶改变抗菌药物作用于细菌内的酶的结构或功能的改变,细菌降低靶酶与抗菌药物的亲和力,使抗菌药物不能发挥其抗菌作用。
(2)靶位结构改变抗菌药物作用靶部位结构改变,药物与靶部位不能结合,而产生耐药性。如对链霉素耐药的细菌,是由于细菌体内核糖体30S亚基上链霉素作用靶点P10蛋白发生构象变化,使链霉素不能与之结合而发生耐药。
3.抗菌药物渗透障碍
(1)细菌细胞壁、膜通透屏障革兰阴性菌细胞膜发生变化,膜孔蛋白量减少或孔径变小,膜通透性降低,药物渗透障碍而耐药。
(2)细菌对抗菌药物的泵出作用药物主动外排系统活性增强,使药物进入菌体内的速度小于排出速度,药物在菌体内浓度降低而耐药。
4.细菌代谢途径的改变
细菌对磺胺类抗菌药物的耐药性可能与细菌改变叶酸代谢途径有关,如细菌产生的对药物具有拮抗作用的底物对氨基苯甲酸增多,或直接利用外源性二氢叶酸等。
无论是固有耐药性还是获得耐药性,一般只发生于少数细菌,细菌耐药性的产生和发展与抗菌药物大量、广泛使用,特别是缺乏明确用药指征的滥用关系密切。预防细菌耐药性的产生和发展的措施有:及时、准确的病原学诊断;规范抗菌药物的使用,做到合理用药;严格消毒隔离制度,对耐药菌感染者应予以隔离;加强药政管理,根据细菌耐药性的变迁,有计划的进行策略性换药;开发新的抗菌药物。虽然开发全新意义上的抗菌药物是解决细菌耐药性的“根本”策略,但抗菌药物的不合理应用是绝大多数细菌耐药性产生的重要原因,加之人类开发新的抗菌药物的速度无法与细菌基因突变的速度相比,因此合理使用抗菌药物是延长抗菌药物“临床有效期”,预防细菌耐药性产生、发展以及耐药菌感染的重要方面。
抗菌药物的种类:
一、β-内酰胺类抗生素
(一)青霉素类:1.天然青霉素:青霉素G;2.半合成青霉素类:⑴耐酶青霉素类:甲氧西林、苯唑西林等;⑵广谱青霉素类:氨苄西林、阿莫西林等;⑶抗铜绿假单胞菌青霉素类:羧苄西林、替卡西林等;⑷主要作用于革兰氏阴性菌青霉素类:哌拉西林、美西林等。
青霉素G是最早应用于临床的抗生素,由于它具有杀菌力强、毒性低、价格低廉、使用方便等优点,迄今仍是处理敏感菌所致各种感染的首选药物。但是青霉素有不耐酸、不耐青霉素酶、抗菌谱窄和容易引起过敏反应等缺点,在临床应用受到一定限制。年以来人们利用青霉素的母核6-氨基青霉烷酸(6-APA),进行化学改造,接上不同侧链,合成了几百种“半合成青霉素”,有许多已用于临床。
青霉素类作用特点:
(二)头孢菌素类:1.第一代头孢菌素有:头孢氨苄(cefalexin),头孢羟氨苄(cefadroxil),头孢噻吩(cefalotin),头孢唑啉(cefazolin),头孢硫脒(cefathiamidine),头孢匹林(cefapirin),头孢拉定(cefradine)等。主要对革兰氏阳性菌作用强,包括耐药金葡菌。毒性大。对β-内酰胺酶不稳定。2.第二代头孢菌素有:头孢孟多(cefamandole),头孢呋辛(cefuroxime),头孢克洛(cefaclor)等。对革兰氏阳性菌不如第一代,对革兰氏阴性菌步入第三代。3.第三代头孢菌素有:头孢噻肟(cefotaxime),头孢曲松(ceftriaxone),头孢哌酮(cefoperazone),头孢甲肟(cefmenoxime)等。主要对革兰氏阴性菌作用强,对铜绿假单胞菌也有效,毒性小,体内分布广。对β-内酰胺酶高度稳定。4.第四代头孢菌素有:头孢匹罗(cefpirome),头孢吡肟(cefepime),头孢利定(cefelidin)等。对革兰氏阴性菌、阳性菌均有很好的抗菌作用。对β-内酰胺酶高度稳定。
各代头孢类特点:
第一代头孢菌素的特点有:①对革兰阳性菌(包括对青霉素敏感或耐药的金葡菌)的抗菌作用较第二、三代强,对革兰氏阴性菌的作用较差;②对青霉素酶稳定,但仍可为革兰阴性菌的β-内酰胺酶所破坏;③对肾脏有一定毒性。
第二代头孢菌素的特点有:①对革兰阳性菌作用与第一代头孢菌素相仿或略差,对多数革兰阴性菌作用明显增强,部分对厌氧菌有高效,但对绿脓杆菌无效;②对多种β-内酰胺酶比较稳定;③对肾脏的毒性较第一代有所降低。
第三代头孢菌素的特点有:①对革兰阳性菌有相当抗菌活性,但不及第一、二代头孢菌素,对革兰阴性菌包括肠杆菌属和绿脓杆菌及厌氧菌如脆弱类杆菌均有较强的作用;②其血浆t1/2较长,体内分布广,组织穿透力强,有一定量渗入脑脊液中;③对β-内酰胺酶有较高稳定性;④对肾脏基本无毒性。
第四代头孢菌素的特点有:①对革兰阳性、阴性菌均有强大抗菌活性,对革兰阴性菌包括肠杆菌属和绿脓杆菌及厌氧菌如脆弱类杆菌均有较强的作用;②其血浆t1/2较长,体内分布广,组织穿透力强,有一定量渗入脑脊液中;③对β-内酰胺酶超稳定性;④对肾脏无毒性。
(三)非典型β-内酰胺类抗生素:1.头霉素类:头孢西丁;2.碳青霉烯类:以亚胺培南、帕尼培南、美罗培南等。亚胺培南与肾脱氢肽酶抑制药西司他丁1∶1配伍的制剂,称为泰能(tienam,泰宁);3.单环β-内酰胺:氨曲南;4.氧头孢烯类:拉氧头孢;5.β-内酰胺酶抑制药:克拉维酸、舒巴坦、三唑巴坦。
二、大环内酯类抗生素:天然的有红霉素、螺旋霉素、麦迪霉素等,半合成的有克拉霉素、罗红霉素、阿奇霉素。
按照化学结构分:14元大环内酯类:红霉素、竹桃霉素、克拉霉素、罗红霉素、地红霉素、泰利霉素、喹红霉素等。15元大环内酯类:阿奇霉素16元大环内酯类:麦迪霉素、乙酰麦迪霉素、吉他霉素、乙酰吉他霉素、交沙霉素、螺旋霉素、乙酰螺旋霉素、罗他霉素等。
第一代:主要药物有红霉素、地红霉素、麦白霉素、交沙霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素。临床应用:主要用于治疗耐青霉素G金黄色葡萄球菌引起的严重感染及对β内酰胺类抗生素过敏的患者。临床特点:疗效肯定,无严重不良反应,但对胃酸不稳定,生物利用度低,且胃肠道反应较多。第二代:主要药物有罗他霉素、罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素、美欧卡霉素、氟红霉素。临床应用:广泛用于治疗呼吸道感染的一线药物。临床特点:提高了生物利用度,抗菌活性更强,毒性低,副作用少。第三代:主要药物有泰利霉素、喹红霉素。临床应用:广泛用于治疗呼吸道感染的一线药物。临床特点:对第一、第二代大环内酯类耐药菌有良好效果,抗菌谱广。
三、克林霉素类:克林霉素、林可霉素。
四、万古霉素类:万古霉素、去甲万古霉素。
五、氨基苷类抗生素:人类历史上第一个氨基糖苷类抗生素是年发现的链霉素,这一结构系从链霉菌分泌物中分离获得,主要应用于对结核病的治疗。链霉素有比较严重的耐药性问题,且会损害第八对脑神经造成耳聋,对链霉素的结构改造一直以来都是研究的课题,但始终没有成功的案例。年,人们从卡那霉素链霉菌Streptomyceskanamyceticus中提取出卡那霉素,用于治疗革兰氏阴性菌感染,为了解决卡那霉素耐药菌株的问题,人们在卡那霉素的基础上进行结构改造,开发了阿米卡星、妥布霉素等新药。年,人们从小单孢菌发酵液中分离了庆大霉素,这是一种氨基糖苷类物质的混合物,有较好的抗革兰氏阴性菌和相对低的毒性,应用比较广泛。年代,人们又从链霉菌中提取出了新霉素、核糖霉素等新的氨基糖苷类抗生素,这些新药虽然抗菌活性没有此前发现的药物高,但是耳毒性和肾毒性却大大降低,比较早的氨基糖苷类药物更加安全。
天然氨基苷类:链霉素、庆大霉素、新霉素、妥布霉素、卡那霉素;
半合成的氨基苷类:奈替米星、阿米卡星;3.不典型氨基苷类:大观霉素。
主要不良反应:耳毒性、肾毒性、神经肌肉阻断作用、过敏反应。
六、四环素类:土霉素、四环素、金霉素、强力霉素等。
七、氯霉素类:氯霉素、甲砜霉素等。
八、喹诺酮类:喹诺酮按发明先后及其抗菌性能的不同,分为一、二、三、四代。第一代喹诺酮类,只对大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷白杆菌、少部分变形杆菌有抗菌作用。具体品种有萘啶酸(Nalidixicacid)和吡咯酸(Piromidicacid)等,因疗效不佳现已少用。第二代喹诺酮类,在抗菌谱方面有所扩大,对肠杆菌属、枸橼酸杆菌、绿脓杆菌、沙雷杆菌也有一定抗菌作用。吡哌酸是国内主要应用品种。此外尚有新恶酸(Cinoxacin)和甲氧恶喹酸(Miloxacin),在国外有生产。因副作用仍较大,故目前除吡哌酸偶用外,其他已淘汰。第三代喹诺酮类的抗菌谱进一步扩大,对葡萄球菌等革兰阳性菌也有抗菌作用,对一些革兰阴性菌的抗菌作用则进一步加强。主要有诺氟沙星。尚有氧氟沙星(Ofloxacin)、左氧氟沙星、培氟沙星(Perfloxacin)、依诺沙星(Enoxacin)、环丙沙星(Ciprofloxacin)等。本代药物的分子中均有氟原子。因此称为氟喹诺酮。第四代喹诺酮类与前三代药物相比在结构上修饰,结构中引入8-甲氧基,有助于加强抗厌氧菌活性,而C-7位上的氮双氧环结构则加强抗革兰阳性菌活性并保持原有的抗革兰阴性菌的活性,不良反应更小,但价格较贵。对革兰阳性菌抗菌活性增强,对厌氧菌包括脆弱拟杆菌的作用增强,对典型病原体如肺炎支原体、肺炎衣原体、军团菌以及结核分枝杆菌的作用增强。多数产品半衰期延长,如加替沙星、曲伐沙星、克林沙星、莫昔沙星。
九、磺胺类:磺胺嘧啶(SD)、磺胺甲基异噁唑(新诺明,SMZ)、磺胺氯吡嗪钠等。
十、呋喃类:呋喃妥因(呋喃坦啶)、呋喃唑酮(痢特灵)等。
十一、二氨基嘧啶类(抗菌增效剂):二甲氧苄氨嘧啶(DVD)、三甲氧苄氨嘧啶(TMP)。
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