药理学李庆平20抗菌药物概论b内酰胺类氨基糖苷类大环内酯林可万古四环氯霉素课件

化学治疗药物概论,Penicillin- The First Antibiotics Discovered,A physician and clinical microbiologist named Alexander Fleming in 1929 discovered it on accident.,由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。青霉素的出现，当时曾轰动世界。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。,抗生素时代的到来和发展 1. 1908年Paul Ehrlich（诺贝尔得主）首先提化学治疗（最初用染料，后来用砷剂治疗锥虫和螺旋体） 2. 1928年Alexander Fleming发现青霉素，1941年正式作为药物应用于临床，标志抗生素时代的开始 3. 1944年链霉素问世，用于结核病治疗。目前氨基苷类有10余个品种 4. 1952年红霉素问世，近年来新大环内酯类有新发展；6070年代以来， -内酰胺及喹诺酮类开发和应用，抗生素“大爆发”,第一节 常用术语,（1）定义： 病原体（细菌和其他病原微生物、寄生虫及癌细胞）所致疾病的药物治疗。 包括：抗微生物药物(antimicrobial drug) 抗寄生虫药(antiparasitic drug) 抗癌药(anticancer drug),1. 化学治疗学(chemotherapy, 化疗),病原微生物,抗微生物药,抗菌作用,耐药性,抗病能力,致病作用,不良反应,体内过程,机 体,(2) 评价指标 ： 化疗指数 (chemotherapeutic index, CI)，评价药物的安全性。 LD50/ED50 或 LD5/ED95,临床价值,CI,药物治疗效果,对机体的毒性,2、抗微生物药物(antimicrobial drugs) (1) 定义：对病原微生物有抑制或杀灭作用，用 于防治病原微生物感染性疾病的药物。 包括： 抗菌药(antibacterial drugs) 抗真菌药(antifungal drugs) 抗病毒药(antiviral drugs),(2) 评价指标 a. 抗菌谱 (antibacterial spectrum) 抑制或杀灭病原微生物的范围。 窄谱抗菌药 广谱抗菌药,b. 抗菌活性 (antibacterial activity) 按应用普通治疗剂量后在血清和组织中的药物浓度所具有的杀菌或抑菌性能而区分。一般将具有抗菌作用的药物分为杀菌剂和抑菌剂两类 。 最低抑菌浓度与最低杀菌浓度 MIC(minimal inbibitory concentration) MBC(minimal bactericidal concentration) 如：青霉素类、头孢菌素类、氨基糖苷类、多粘菌素类等可称为杀菌剂，大环内酯类、四环素类、氯霉素类等可称为抑菌剂。,细菌药敏试验,（1）抑菌试验 1）琼脂扩散法 S,M,R 2）稀释法 MIC （最低抑菌浓度） （2）杀菌试验 MBC （最低杀菌浓度） （3）血清杀菌试验, Provides 3 categories of sensitivity: Susceptible Moderate Resistant,Resistant to antibiotics E Moderate susceptible to antibiotics C, D Bacteria are susceptible to antibiotics A, B,Antibiotic Sensitivity Test: determined by size of inhibition zone,c. 抗生素后效应 (post antibiotic effect, PAE) 指细菌与抗生素短暂接触后，当药物浓度下降，低于MIC或消失后，细菌生长仍受到持续抑制的效应。,对革兰阳性细菌 大多数b-内酰胺类抗生素和许多其他抗生素均 具有约12hr的PAE 对革兰阴性细菌 大多数b-内酰胺类抗生素的PAE可以忽略 氨基糖苷类和氟喹诺酮类抗生素具有2hr的PAE,第二节 抗病原微生物药物的作用机制, G+菌特有成分,外膜, G-菌特有成分,G+ 菌与G- 菌细胞壁的比较,1. 抑制细胞壁的合成 2. 影响胞浆膜通透性 3影响胞浆内生命物质的合成 影响叶酸代谢 抑制核酸合成 抑制蛋白质合成,N-乙酰胞壁酸前体 N-乙酰胞壁酸 消旋酶 合成酶 转肽酶 N-乙酰胞壁酸 直链十肽 粘肽 五肽复合物 二糖复合物,抑制细菌细胞壁的合成 ,胞浆内 胞浆膜 细胞膜外,磷霉素,环丝氨酸 , 万古霉素,杆菌肽 ,-内酰胺类 ,影响胞浆膜通透性,氨基苷类抗菌药 多肽类抗菌药 多烯类抗真菌药 咪唑类抗真菌药, 通过离子吸附作用 与G- 菌胞浆膜磷脂结合 与真菌胞浆膜固醇类物质结合 抑制真菌胞浆膜麦角固醇合成,谷氨酸 食物 + 二氢叶酸合成酶 二氢叶酸还原酶 二氢蝶啶 二氢叶酸 四氢叶酸 + 对氨苯甲酸 一碳单位 (PABA) 核酸合成, 影响叶酸代谢 , 磺胺 砜类 对氨水杨酸, 甲氧苄啶 甲氨蝶啶 乙胺嘧啶,喹诺酮类 ： 抑制DNA回旋酶 复制受阻 DNA合成 利福平： 抑制依赖DNA的RNA多聚酶 转录受阻 mRNA, 抑制核酸合成 ,-抑制细菌蛋白质合成,氨基苷类 影响蛋白质合成全过程 四环素类 通过与 30S 核糖体亚基结合 氯霉素类 林可霉素类 通过与 50S 核糖体亚基结合 大环内酯类,第三节 耐药性(resistance),耐 药 性 细菌对药物的敏感性较低或不敏 感，致使药物疗效低或无效。 分固有耐药和获得耐药。,获得耐药： 由病原微生物体内脱氧核糖核酸（DNA）的改变而产生。DNA的变化：通过染色体DNA的突变；通过质粒（plasmid）重新组合或获得耐药质粒而产生。耐药质粒广泛存在于革兰阳性和阴性菌中，经质粒介导的耐药性在自然界中最为多见，也最重要。,质粒是细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。 大质粒 小质粒 几种重要的质粒 致育质粒（F质粒） 耐药质粒 毒力质粒（Vi质粒） 细菌素质粒 代谢质粒,耐药性质粒,编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。 可通过细菌间接合进行传递的称接合性耐药质粒，又称R质粒。 不能通过接合传递的非接合性耐药质粒，可通过噬菌体传递。,获得耐药机制 产生灭活酶 （如内酰胺酶、氨基糖苷类钝化酶、氯霉素乙酰转移酶） 改变药物靶位结构 使抗生素不能与靶位结合而发生抗菌效能 改变代谢途径 拮抗剂的增加或细菌酶系的变化 降低胞浆膜通透性 抗生素无法进人细胞内，从而难以作用于靶位 药物的主动外排系统活性增强,抗生素的辉煌与耐药悲剧,21世纪人类将面临三大病原微生物的威胁： 耐多药结核菌、艾滋病病毒、医院感染的耐药菌株,“抗生素的滥用将意味着抗生素时代的结束” “新生的，能抵抗所有药物的超级细菌，将把人类带回感染性疾病肆意横行的年代”,迄今为止,几乎所有致病微生物和非致病(条件)微生物或多或少均有耐药株。 对临床威胁最大的是高度耐药的多重耐药阳性球菌除个别抗生素外几乎对所有抗菌药物都耐药。,导致滥用抗生素有多方面的原因: 医生 患者 社会 食品,第四节 抗菌药物应用的基本原则,1.应熟悉选用药物抗病原微生物的活性、药动学、适应证和不良反应。 2.要及早确立病原学的诊断。 3.应按患者的生理、病理、免疫等状态而合理用药。 4.预防或局部应用抗感染药要严加控制或尽量避免，应当用于少数有明确指征者；如用于预防昏迷、休克等患者并发感染，清洁手术预防术后感染则往往徒劳无益。 应尽量避免皮肤、粘膜等局部应用抗感染药，因易引起过敏反应，也易导致耐药菌产生。,5.联合应用抗感染药需有明确的指征。 意义： 协同作用； 减少耐药； 扩大抗菌范围； 减少毒性 指征： 病原体未明的严重感染； 单一药物不能控制的严重混合感染：感染性心内膜炎， 败血症； 长期用药细菌有可能产生耐药者； 减少药物毒性反应； 细菌感染所致脑膜炎和骨髓炎,6.应选用适宜的给药方案、剂量和疗程。静脉给药不宜用于轻、中度感染。,走出误区 误区之一：抗生素可以预防感染。 误区之二：抗生素可以外用。 误区之三：广谱抗生素比窄谱抗生素效果好。 误区之四：新的抗生素比老的抗生素好。 误区之五：抗生素是抗炎药。,基本要求： 掌握： 化学治疗药物的基本概念； 熟悉： 抗菌药物的作用机制和病原体产生 耐药性的机制； 了解： 机体、病原体和抗菌药物之间的关系、合理应用抗菌药物。,-内酰胺类抗生素,化学结构,包括 1、青霉素类抗生素 天然、耐酸、耐酶、广谱、抗铜绿假单胞菌广谱、G- 2、头孢菌素类抗生素 一代、二代、三代、四代 3、非典型的-内酰胺类抗生素 其他内酰胺类、内酰胺酶抑制药、抗生素复方,-内酰胺类抗生素按其结构分: 青霉烷、青霉烯、氧青霉烷、氧青霉烯、碳青霉烷、碳青霉烯、头孢烯、碳头孢烯、单环-内酰胺（氮杂丁烷酮）等十类。,第 一 节 抗菌机制及耐药性,与青霉素结合蛋白(PBPs)结合，抑制转肽酶，阻碍细胞壁粘肽合成。 2. 激活细菌自溶酶。,一、抗菌机制,1.抑制转肽酶活性 -内酰胺类抗生素与天然D-丙氨酸-D-丙氨酸的结构相类似 它们可以和青霉素结合蛋白在活性位点通过共价键结合 当-内酰胺类抗生素与PBPs结合后，转肽酶被抑制 阻止了肽聚糖的合成，细胞壁缺损 引起细菌细胞死亡,2. 增加细菌胞壁自溶酶活性 -内酰胺类抗生素 取消自溶酶抑制物 细菌裂解死亡,药物透过G+菌胞壁或G-菌脂蛋白外膜的难易。 药物对-内酰胺酶的稳定性 药物对靶位PBPs的亲和性及亚型的选择性,影响-内酰胺类抗菌作用因素,1. -内酰胺酶的水解机制 2. -内酰胺酶的牵制机制 3. PBPs发生改变 4. 细菌细胞壁或外膜通透性改变 5. 细菌自溶酶减少 6. 增强药物外排,二、细菌耐药机制,产生-内酰胺酶使-内酰胺类抗生素开环失活，这是细菌对-内酰胺类抗生素产生耐药的主要原因。 迄今为止报道的-内酰胺酶已超过300种。它通过与-内酰胺环上的羰基共价结合，水解酰胺键使-内酰胺类抗生素失活。,-内酰胺酶分为型： 第型为不被克拉维酸抑制的头孢菌素酶； 第型为被-内酰胺酶抑制剂抑制的-内酰胺酶； 第型不被所有的-内酰胺酶抑制剂（乙二胺四乙酸和对氯苯甲酸泵除外）抑制的金属-内酰胺酶； 第型为不被克拉维酸抑制的青霉素酶。 其中重要者为第型和第型。,-内酰胺类抗生素共同特点,对革兰阳性菌、阴性菌有作用 对部分厌氧菌有抗菌作用 抗菌活性强 毒性低 适应证广，临床疗效好,第 二 节 青霉素类,抗菌作用与抗菌谱 杀菌药 G+球菌 溶血性链球菌、草绿色链球菌 肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌 G+杆菌 白喉棒状杆菌、炭疽芽孢杆菌 厌氧杆菌等 G-球菌 脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌 螺旋体 苍白密螺旋体、钩端螺旋体,天然青霉素G,体内过程 不耐酸，不宜口服 主要分布细胞外液及组织间液 主要经尿排泄，与丙磺舒协同作用 临床应用 链球菌感染性疾病 （肺炎、脑膜炎、心内膜炎、败血症等） 脑膜炎奈瑟菌等引起的脑膜炎 螺旋体感染（出血热、梅毒、回归热） G+杆菌感染（破伤风、白喉等）,不良反应 毒性低 常见变态反应（药疹、皮炎、血清病、过敏性休克0.1/万） 赫氏反应 其他不良反应 变态反应预防措施 询问病史（用药史、过敏史、家族史）； 溶液现配(过敏原: 青霉噻唑蛋白、青霉烯酸)； 皮试（初次/间隔3天/青霉素更换批号）； 用药后观察30min无反应方可离去； 准备抢救药物（肾上腺素、抗H1药、激素等）。,药物引起过敏性休克的表现： 小血管床扩张，毛细血管通透性增强 循环血量降低、血压下降 支气管痉挛 呼吸困难 肾上腺素作为首选药的治疗机制： 激动受体 收缩毛细血管和小动脉，降低毛细血管通透性 激动受体 缓解支气管痉挛、扩张冠脉、减少过敏介质释放,1. 口服青霉素类：苯氧青霉素类 青霉素 (penicillin V) 非奈西林 (phenethicillin) 特点：耐酸、不耐酶 2. 耐酶青霉素类：异恶唑类青霉素 苯唑西林 (oxacillin) 氯唑西林 (cloxacillin) 双氯西林 (dicloxacillin) 氟氯西林 (flucloxacillin) 特点：耐酶、耐酸，主要用于耐青霉素 G的金黄色葡萄球菌感染,半合成青霉素,甲氧西林-MRSA,3. 广谱青霉素类 氨苄西林 (ampicillin) 、匹氨西林 (pivampicillin) 阿莫西林 (amoxycillin) 特点：广谱，耐酸，不耐酶 4. 抗铜绿假单胞菌广谱青霉素类 羧苄西林 (carbenicillin)、 磺苄西林 (sulbenicillin) 替卡西林 (ticarcillin) 呋苄西林 (flubenicillin) 、阿洛西林 (azlocillin) 哌拉西林 (piperacillin) 、 美洛西林 (mezlocillin) 特点：广谱（G-杆菌、绿脓杆菌），不耐酸、不 耐酶,5. 抗G-杆菌青霉素类 美西林 (mecillinam) 注射用 替莫西林 (temocillin) 注射用 匹美西林 (pivmecillinam) 口服用 特点：窄谱（ G-杆菌）,第三节 头孢菌素类抗生素,一、药物发展趋势,头孢菌素类 抗G+球菌 抗G-杆菌 酶稳定性 第一代头孢菌素（） 头孢唑啉（） 第二代头孢菌素 头孢呋辛（西力欣） 第三代头孢菌素 头孢噻肟（凯福隆） 头孢哌酮（先锋必） 头孢地嗪（罗氏芬） 头孢他啶（复达欣） 第四代头孢菌素 头孢吡肟（马斯平）,1. 作用机制相同 2. 对-内酰胺酶稳定性高，不易产生耐药 3. 抗菌谱广，抗菌作用强 4. 过敏反应少，与青霉素类有部分交叉过 敏反应 (510%),二、与青霉素类相比,第四节 其他-内酰胺类抗生素,常用品种名称 药效学特点 其他内酰胺类 头霉素类 头孢西丁 抗厌氧菌，对脆弱类杆菌效差 氧头孢烯类 拉氧头孢 抗厌氧菌，对脆弱类杆菌有效 单环类 氨曲南（君刻单） 抗铜绿假单胞菌等G-杆菌，窄谱，耐酶 碳青霉素烯类 亚胺培南/西司他丁 超广谱抗菌,对MRSA、嗜麦芽窄食单胞菌效差 （泰能）,亚胺培南 (imipenem) + 西司他丁(肾脱氢酶抑制剂) 泰能 氨曲南 (aztreonam) 克拉维酸 (clavulanic acid, -内酰胺酶抑制剂) + 阿莫西林 奥格门汀，+ 替卡西林 泰门汀 舒巴坦 (sulbactam, -内酰胺酶抑制剂) + 氨苄 优立新， + 头孢哌酮 舒巴哌酮 三唑巴坦 (tazobactam , -内酰胺酶抑制剂) + 哌拉西林,氨基糖苷类及多粘菌素类 aminoglycosides & polymyxins,氨基糖苷类抗生素是由氨基糖与氨基环醇通过氧桥连接而成的苷类抗生素。有来自链霉菌的链霉素等、来自小单孢菌的庆大霉素等天然氨基糖苷类，还有阿米卡星等半合成氨基糖苷类 。 Aminoglycosides contain amino sugars linked to an aminocyclitol ring by glycosidic bonds. They are polycations, and their polarity is in part responsible for pharmacokinetic properties shared by all members of the group.,第一节 氨基糖苷类抗生素,天然氨基苷类 链霉素(streptomycin) 庆大霉素(gentamicin) 卡那霉素(kanamycin) 妥布霉素(tobramycin) 西索米星(sisomicin) 新霉素(neomycin) 小诺米星(micronomicin) 大观霉素(spectinomycin),半人工合成氨基苷类 阿米卡星 (amikacin) 奈替米星(netilmicin),一、抗菌作用与体内过程,抗菌机制：主要抗G-杆菌 为杀菌药 多环节阻碍细菌蛋白质合成 与细菌核糖体70s亚基结合； 与30S亚基结合； 阻滞合成好的肽链释放； 抑制核糖体70S亚基解离。 通过离子吸附作用， 增加膜通透性,杀菌特点： 1.杀菌速率和持续时间与浓度成正比； 2.仅对需氧菌有效，对厌氧菌无效； 3.PAE长，且持续时间与浓度呈正相关； 4.具有初次接触效应； 5.碱性环境抗菌活性强。,体内过程 胃肠吸收极少或不吸收 蛋白结合率低，主要分布细胞外液 碱性环境中作用增强 主要经肾小球原形排泄(90%) 在内耳外淋巴液中浓度高，t1/2长,产生钝化酶：乙酰化酶、腺苷化酶、磷酸化酶 改变细胞膜通透性：外膜膜孔蛋白结构改变 作用靶位的修饰：靶蛋白的一个氨基酸被替代， 与抗生素亲和力降低,二、耐药机制,三、不良反应,1. 过敏反应：休克发生率仅次于青霉素 2. 第八对脑神经损害 耳毒性 前庭功能损害 耳蜗神经损害 3. 肾毒性 4. 神经肌肉麻痹：药物与神经肌肉接头处钙结合部 位结合，抑制神经末梢ACh释放,常用氨基苷类药物,代表药物,链霉素 庆大霉素,【应用】链霉素是继青霉素之后发现的一个具有重要意义的抗生素，也是最先用于临床的氨基糖苷类药物，在我国目前仍是治疗肺结核病的一线药物。除此之外，主要用于鼠疫与兔热病，布氏杆菌病，感染性心内膜炎。,【不良反应】最重要的是耳毒性。此外还有变态反应，常见皮疹，也可发生过敏性休克，其发生率低于青霉素，但死亡率高。皮肤过敏试验的阳性率低，与临床发生过敏反应率不符，由于目前尚无比皮试法更好的预防措施，卫生部明文规定，使用链霉素一律做皮试。临床用静脉注射葡萄糖酸钙抢救过敏性休克。,临床应用 可与羧苄西林合用 严重G- 杆菌感染 绿脓杆菌感染如心内膜炎 原因未明的G-细菌混合感染 口服用于肠道感染或术前准备,庆大霉素 gentamicin,不良反应 肾毒性 前庭功能损害 神经肌肉麻痹,抗菌作用 G+(金葡菌、白喉杆菌、炭疽杆菌） G-杆菌(肠道杆菌、绿脓杆菌,卡那霉素 kanamycin 抗菌谱、临床用途类似链霉素 妥布霉素 kanamycin 抗菌谱、临床用途类似庆大霉素 阿米卡星(丁胺卡那霉素) amikacin 耐药菌株感染,第二节 多粘菌素类 多粘菌素B 多粘菌素E,大环内酯类、林可霉素类、万古霉素类,第一节 大环内酯类抗生素 红霉素(erythromycin) 麦迪霉素(medecamycin) 吉他霉素(kitasamycin) 交沙霉素(josamycin) 乙酰螺旋霉素 (acetylspiramycin) 阿奇霉素 (azithromycin) 罗红霉素(roxithromycin) 克拉霉素(clarithromycin),一、共同特点,抗菌作用：抗菌谱较窄（与青霉素比），为抑菌药 作用机制：与核蛋白体50 S亚基结合，抑制蛋白质 合成 耐 药 性：同类不完全交叉耐药 与-内酰胺类无交叉耐药 临床应用：呼吸道感染(替代)、软组织感染 不良反应：毒性低,二、耐药机制,产生灭活酶：酯酶、磷酸化酶、葡萄糖酶、乙酰转移酶、核苷转移酶 靶位的结构改变 摄入减少和外排增多,三、常用药物,1. 红霉素(erythromycin) 代表药 不耐酸、口服需用肠溶片及酯类化合物 广泛分布于组织、体液中 难通过血脑屏障 主要经肝代谢，胆汁排泄,临床应用：呼吸道感染、软组织感染 幽门螺杆菌肠炎、支原体肺炎 不良反应：局部刺激性 肝损害 伪膜性肠炎,罗他霉素 罗红霉素 克拉霉素 阿奇霉素 氟红霉素 乙酰麦迪霉素,临床应用： G+菌致呼吸道、软组织感染 替代-内酰胺类和红霉素,2.新一代大环内酯类,对流感菌、卡他莫拉菌、淋球菌作用增强 对支原体、衣原体等作用明显增强 耐酸、生物利用度高、血药浓高、t1/2延长,新一代大环内酯类特点,第二节 林可霉素类,林可霉素(lincomycin)和克林霉素(clindamycin) 抗菌作用：各类厌氧菌，需氧G+球菌, 抑菌药 作用机制：与核蛋白体50S亚基结合，抑制蛋白 质合成。不与红霉素合用。 临床用途：急慢性敏感菌引起的骨、关节/口腔/盆腔感染 需、厌氧菌引起的混合感染 不良反应：胃肠反应、伪膜性肠炎,万古霉素(vancomycin) 去甲万古霉素(demethylcancomycin) 替考拉宁(teicoplanin) 抗菌作用：强大的抗G+菌作用，为杀菌药 作用机制：阻碍细胞壁合成 临床应用：青霉素过敏患者或对青霉素头孢类耐药的金葡菌 严重感染，尤其是MRSA和MRSE 不良反应：毒性较大，耳毒性、肾毒性及过敏反应（红 人综合症）等。,第三节 万古霉素类,四环素类及氯霉素,第一节 四环素类抗生素,半人工合成四环素类 多西环素 米诺环素 美他环素,天然四环素类 四环素 土霉素 金霉素 地美环素,天然四环素类,抗菌谱与抗菌作用 广谱 G+菌 G-菌 厌氧菌 支原体 衣原体 立克次氏体 螺旋体 放线菌 阿米巴 对绿脓杆菌、病毒、真菌无效 低