抗真菌药物的研究进展

抗真菌药物的研究进展

目前，由于抗生素联合使用过多、品种更换频繁、同时使用抗生素时间过长等因素，真菌感染的风险显著增加。现临床应用的抗真菌药物主要两大类:(1)抗生素类,如两性霉素B、制霉菌素、灰黄霉素等;(2)化学合成类,如5氟胞嘧啶、吡酮氮及唑类(咪唑及三唑环)药物。其中唑类药物广谱、低毒、耐受性好,可用于表皮和深层霉菌感染,可供口服、静滴及外用。以氟康唑最引人注目,因其抗菌力强,毒性低,可渗入中枢,有可能成为本类药物的主要品种。另外,研究后发现了一些具有很好的抗真菌活性的新母核结构,例如多肽、小分子芳环结构化合物及存在于植物中的部分活性较高的化合物。下面介绍目前临床应用最广泛的几类抗真菌药物。1两性共感染药多烯大环内酯类抗真菌抗生素主要分为以下几类:(1)三烯类:变曲霉素;(2)四烯类:制霉菌素、匹马霉素、金褐霉素;(3)五烯类:制霉色菌素、喷他霉素、戊霉素;(4)六烯类:恩多霉素;(5)七烯类:两性霉素B、两性霉素B脂质体、曲古霉素、克念菌素、杀念珠菌素、美帕曲星、帕曲星。其中最典型的是两性霉素B和两性霉素B脂质体制剂。20世纪50年代以来,两性霉素B已成为治疗各种严重真菌感染的首选药,它是抗深部真菌感染药物,具有广谱抗真菌活性。其作用机制为:两性霉素B具有一条含双键的疏水侧链和一条含多轻基的亲水侧链,其多双键侧链能和真菌细胞膜上的麦角甾醇相互作用形成甾醇——多烯复合物,结果在细胞膜上形成许多微孔,使细胞内大分子内容物外漏而起到杀菌作用。临床用于治疗全身性真菌感染,如念珠菌败血症、组织胞浆菌病等,也可用于某些严重的深部真菌病,如新生隐球菌脑膜炎、侵袭性曲霉病等,尤其是对合并有免疫缺陷或严重粒细胞缺乏症的治疗。其抗菌作用强,但两性霉素B严重的肾毒性,限制了它的临床应用。为了降低两性霉素B的肾毒性,已开发了一系列两性霉素脂质体新剂型。目前己有3种不同脂质体剂型供临床应用:两性霉素B脂质体、两性霉素B脂质复合体和两性霉素B胆固醇复合体。它们由两性霉素B用脂质或脂质体包裹或交织而成,使之能迅速被网状内皮系统所摄取,减少与蛋白质的结合。其特点是对真菌细胞麦角甾醇亲和力较高,对人体细胞膜胆固醇亲和力较低,因而改善两性霉素B的体内过程和毒理学特性,提高了抗真菌活性,减轻了对宿主器官的损伤,降低了两性霉素的毒性反应,可大大提高临床用药剂量,增加了抗真菌药的疗效。其作用机制是直接与真菌细胞膜上的固醇类物质麦角甾醇相结合,在细胞膜上形成水性孔道,增加细胞膜的通透性,使菌体内重要物质外渗,最终引起细胞死亡。2真菌感染的治疗咪唑类:克霉唑、咪康唑、益康唑、酮康唑、塞他康唑、奈替康唑、拉诺康唑、氟咪唑;三唑类:氟康唑、伊曲康唑、特康唑、伏立康唑、泊沙康唑、拉夫康唑。唑类抗真菌药物为合成的抗真菌药,抗菌作用与两性霉素相似,它能选择性抑制真菌细胞色素450依赖性的14-α-去甲基酶,使14-α-甲基固醇蓄积,细胞膜麦角固醇不能合成,使细胞膜通透性改变,导致胞内重要物质丢失而使真菌死亡。本类药物在肝脏代谢,主要经胆汁排出,在患者肾功能不全时不需改变剂量,其主要毒性为贫血、胃肠道反应、皮疹等,没有肾脏毒性,可口服。该类药物的取代咪唑部分为抗真菌活性的必需基团,由此演变出不同类型抗真菌药物。现应用的药物主要包括咪唑类和三唑类。主要的代表药物咪唑类有咪康唑和酮康唑,三唑类有氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑、特康唑和泊沙康唑。酮康唑是最先使用的该类口服药,20世纪90年代推出的三唑类抗真菌药物氟康唑、伊曲康唑是唑类抗真菌药物的又一新进展,较咪唑类抗真菌药物酮康唑显示出更广谱的抗真菌活性且毒性更小。三唑类因疗效比咪唑类好,已逐渐取代咪唑类,现应用较多的抗真菌药物是三唑类抗真菌药,如氟康唑、伊曲康唑和伏立康唑目前己成为治疗深部真菌感染的首选药。氟康唑是一种新合成的氟代三唑类药物,由美国辉瑞公司研制,商品名为大扶康,1990年在美国上市,为广谱抗真菌药物。主要用于各种念珠菌、隐球菌病及各种真菌引起的脑膜炎及艾滋病患者口腔、消化道念珠菌病等。其生物利用度高、半衰期长、水溶性好,可口服给药及静脉注射。氟康唑耐受性好,对手足癣、股癣、花斑癣的有效率为100%。本品广泛用于治疗浅表性和深部真菌感染,对全身性念球菌和新生隐球菌具有较好的抗菌作用,在全球抗真菌医药市场上的销售额居于首位,被喻为抗真菌感染的最后一道防线。本品是临床上应用较多的系统抗真菌药,已不断出现耐药,在短程用氟康唑时较少发生耐药,多次应用小剂量氟康唑治疗口咽念珠菌时则很易引起。光滑念珠菌及克柔念珠菌,对氟康唑有天然耐药性,常需用较大剂量才可见效。伊曲康唑是美国强生公司研制合成的二氧戊环三吟类药物,是替代两性霉素B治疗侵入性曲霉菌病的新药,1992-09-11日获美国FDA批准上市。对深部真菌与浅部真菌都有抗菌作用,对皮肤癣菌、酵母菌、曲霉菌属、组织胞浆菌属、申克孢子丝菌、着色真菌属、枝抱霉属、皮炎芽生菌以及各种其他的酵母菌和真菌感染有效。可应用于深部真菌感染如芽生菌病、组织胞浆菌病、球孢子菌病、浅表真菌感染如花斑癣、阴道念珠菌病、足癣、手癣、体癣等,亦可用于维持治疗有助于防止艾滋病患者组织脑浆菌病或隐球菌病复发,还可预防中性粒细胞减少患者发生曲霉菌和念珠菌感染。伊曲康唑治疗侵袭性真菌感染(IFI)的最佳有效血药谷浓度应达500μg/L,临床常规使用伊曲康唑注射剂14d序贯伊曲康唑口服液的方案,可快速稳定达到并维持在有效治疗浓度范围。伊曲康唑体内代谢产物轻基伊曲康唑具有双倍浓度和同等活性,有利于维持有效治疗浓度。在肝脏安全性方面,伊曲康唑注射剂口服液耐受性良好,个别案例中引起的肝功能异常多为轻度-过性,积极保肝治疗可很好地解决此问题。伊曲康唑已列为国家基本药物,对真菌的细胞色素P450的作用更加专一,比酮康唑毒性低、疗效强,然而当它与某些经CYP代谢的其他药物同时服用时,将会发生严重的药物相互作用,尤其与特非那丁、阿司氮唑或西沙必利合用时会发生危及生命的室性心律失常。伏立康唑是由Pfizer公司开发的新型广谱三唑类抗真菌药,已于2002年在美国上市。大量的临床研究数据证明,它是目前氟康唑结构改造最为成功的化合物。其化学结构与氟康唑类似,即用氟嗜啶基取代了氟康唑中的三唑环部分,并增加了一个α-甲基,使该药对靶酶的亲和力提高,增强了药物的抗真菌活性,对念珠菌的活性比氟康唑高8~13倍,并且对氟康唑耐药的菌株有效。作为一种新型的真菌药,其抗菌潜广、抗菌效力强,特别是对曲霉有较强活性,可口服或静脉给药。伏立康唑对许多致病性真菌,包括曲霉菌克鲁斯念珠菌等耐氟康唑的真菌都显示抗真菌活性。在与伏立康唑、氟康唑、伊曲康唑和两性霉素的对比研究中发现,伏立康唑具有更广的抗菌谱,它对新生隐球菌的抗菌活性优于氟康唑和伊曲康唑,并且对临床上难以治疗的烟曲霉菌感染患者具有较好疗效。该药已广泛应用于临床,并取得满意疗效。伏立康唑的作用机制与其他三唑类药物相同。它可以口服也可静脉给药,抗菌谱较氟康唑更广,与伊曲康唑相似。泊沙康唑(pasaconazole)是新的口服类三唑类抗真菌药,具有广谱抗真菌活性。氟康唑是隐球菌脑脊髓膜炎者长期维持治疗和(或)长期预防性治疗的理想药物,但近年来由于氟康唑在临床上的广泛应用,已经分离出对氟康唑耐药的隐球菌菌株,因而泊沙康唑的研究就有重要的意义。国内的研究报道了泊沙康唑的体外抗菌敏感性、对氟康唑敏感新型隐球菌和氟康唑耐药新型隐球菌的体外抗菌敏感性;对氟康唑敏感新型隐球菌和氟康唑耐药新型隐球菌所致的鼠肺隐球菌感染的肺内菌数和生存率的研究也表明泊沙康唑具有较好的作用。临床的研究表明泊沙康唑对各种霉菌、球孢子菌感染、组织浆胞菌以及细菌引起的结合霉菌病、着色真菌病、足分支菌病也有效。在国际会议上,报道了其临床试验结果,在用其他抗真菌药治疗无效或不能耐受的患者,将泊沙康唑作为补救治疗,具有疗效。在这些患者中,多为有严重的免疫缺陷,通常用抗真菌药治疗的成功率较低。临床应用仍在深入研究中。3排汗药物的应用这类药物都能竞争性抑制角鲨烯环氧化酶,阻止角鲨烯转变成羊毛甾醇,使角鲨烯积聚,麦角甾醇合成受阻,影响真菌细胞膜的结构和功能,其最低抑菌浓度要小于咪唑类化合物,临床实验表明用胺类化合物治疗浅表真菌病比咪唑类更有效。现属于本类的药物有萘替芬、特比萘芬和布替萘芬。它们的抗真菌谱和抗菌作用相似。特比萘芬为其代表药物。特比萘芬(terbinafine):是瑞士诺华公司研制的产品,被誉为惟一杀灭真菌的药物,1992年12月获美国FDA批准后上市,1999年后已转为非处方药品销售,对皮肤真菌及一些局部真菌感染有效。它的软膏剂及口服制剂在欧洲己上市,片剂在美国被用来治疗甲癣及其他癣病,国内市场主要有口服片剂和乳膏剂。能杀灭包括曲霉菌在内的绝大多数丝状真菌,并能在指甲及角质层处富集对皮肤真菌的效果显著,副反应很小。特比萘芬在胃肠道吸收良好且迅速,一次口服250mg,吸收率可超过70%。它主要与血浆蛋白结合,在肝脏代谢,代谢产物经肾脏排出,毒副反应少,但有时可出现胃肠道症状和皮肤症状。Nussbaumer等对特比萘芬的进一步研究发现,烯胺抗菌剂的中心氨基基团不是必需的,其活性大小似与引入基团的极性有关,而广谱抗真菌的性质可能只取决于母核。目前还没有发现人类致病真菌对烯丙胺类药物产生继发性耐药性,但谷类致病真菌Ustilagomaydisn能对烯丙胺类产生耐药性。4中草药及其他抗真菌药感染作用随着提取分离技术和结构鉴定技术的迅速发展,以及活性筛选过程的简化,利用培养基药物浓度稀释法和气相色谱、质谱联用等技术,从自然界发掘出的抗真菌资源己成为一个活跃的研究领域,包括菇类、酞胺类、醒类、香豆素类、皂普、黄酮类等。现在可用于治疗真菌病的植物有大蒜、肉桂、丁香、茵香、珊瑚姜和姜黄等。另一些植物源的蛋白质可能具有抗真菌活性,如从玉米、亚麻、燕麦、高梁和小麦中提取的一种小分子蛋白质“Zenmatin”具有一定抗真菌效力,但发现在具有高离子强度的血清中,其活性显著减低,这并不排除它单独使用或与烟霉菌素联合使用,以治疗局部或黏膜真菌感染的可能性。此外,在我国已广泛应用提取物治疗周身性真菌感染。总之,植物源抗真菌药物的开发和研究的发展很迅速。5化合物与酶的联用利用碘胺嘧啶银做抑菌动力学实验表明,银离子对白色念珠菌细胞壁合成的关键酶—磷酸甘露糖异构酶具有不可逆的抑制作用,而有机基团的加入可增加化合物与酶的亲和力。孟歌等合成了4种磺胺取代2-氨基-1,3,4-噻二唑及其过渡金属的配合物。配体结构由元素分析及红外光潜证实,配位情况依据原子吸收数据进行了计算与推断。对全部化合物进行了初步抑菌活性筛选,结果显示,钻配合物的抗菌活性较强。6不同合成氨基酸类抗菌药物多肽抗生素是指具有抗菌活性的多肽类物质。按其结构可以将其分为:具有螺旋结构的线性多肽、富含某种氨基酸的线性多肽、含有1个二硫键的多肽、含有2个或2个以上二硫键的多肽及羊毛硫抗生索等。它们对细菌、真菌、原虫、病毒和癌细胞都有不同程度的杀伤作用。现有的多肽抗生素的合成方法为:化学合成法与基因工程合成法,临床多用于局部治疗,其口服药物可能对肠道感染有直接治疗作用。人富组蛋白(Histatin)是人唾液中的一种碱性多肽,其结构中有24个氨基酸,兼有亲水性和亲脂性,近年来人们发现它具有较强的体外杀真菌作用。它的作用机制不同于干扰麦角甾醇合成的唑类抗菌药,主要具有下列特点:(1)几乎没有毒性;(2)对咪唑类抗菌剂产生耐药的真菌也有杀伤作用;(3)其杀菌强度与唑类抗菌剂相近。尽管氨基酸类抗生素结构较简单,但因其在体内外都具有抗真菌活性而受到重视。它们能高选择性地抑制真菌合成氨基酸所需的酶,从而抑制真菌的生长。其中由链球菌skiyoshiensis发酵液产生的TI-331对天门冬氨酸、蛋氨酸的生物合成所需的高丝氨酸脱氢酶有抑制作用。氯硝基咪唑通过抑制真菌碱性氨基酸的合成,从而抑制毛霉菌的活性。Azoxybacilin的抗菌谱广,与现有的抗真菌药物无交叉拮抗作用,抑制含硫氨基酸合成所需的亚硫酸酷酶的基因表达,是新发现的基因调节抑制剂。7抗菌活性药物除了以上几大类抗真菌药外,目前临床上应用的其他类抗真菌药还有作为1,3-β葡聚糖合成酶抑制剂的棘白菌素类、麦角甾醇生物合成抑制剂的吗琳类、干扰核酸合成的氟胞嘧啶类、抑制线粒体AT合成酶的柠檬醛类等。棘白菌素类抗真菌药:棘白菌素(echinocandine),又称棘球白素,是一类新型抗菌机制的抗真菌药,属于乙酰六环类,包括几丁质合成酶抑制剂尼柯霉素(polyxin)、3-聚葡聚糖合成酶抑制剂棘白霉素(echinocandins)均可破坏真菌细胞壁(β-1,3-D-葡聚糖合成酶)结构,导致多聚葡糖的合成受阻,真菌生长周期停滞,真菌细胞壁破坏和完整性缺损,同时使渗透压不稳,真菌细胞被溶解而杀灭真菌。葡聚糖是一种真菌细胞壁多糖,是细胞壁的重要成分,它能使细胞壁保持完整性并使其渗透压保持稳定。而哺乳动物细胞无细胞壁,故对细菌无效。本类药物对人体的毒性低,从1988年开始试验,目前已上市的药物包括卡泊芬净(caspofungin)、米卡芬净(micafungin)、阿尼芬净（anidulafungin）。卡泊芬净:是由glarealozoyenis的发酵产物经半合成的16环脂肽(乙酰环六肽),对念珠菌和曲菌病有效,其与氟康唑、依曲康唑等联用对白色念珠菌、隐球菌和粗孢子菌具协同作用。其侧链改造而得新药西洛芬净(cilofungin)、米卡芬净除对念珠菌和曲菌有抗菌活性外,溶血作用仅为棘白霉素的1/10。卡泊芬净被称之为“杀真菌的青霉素”具有良好的疗效和耐受性,其作用机制使其发生毒性作用的可能性很低。其对隐球菌、毛孢子菌无效,对耐氟康唑、两性霉素B或氟胞嘧啶的念珠菌均具有体外抗菌活性不具备与氮唑类或多烯类的交叉耐药,对念珠菌分离株无天然耐药。米卡芬净(micafungin,代号FK463,商品名Fun-guard):由Fujisawa公司开发,于2002年首次在日本上市,并于2005年5月通过FDA批准在美国上市。其临床试验表明对于治疗念珠菌属及曲霉菌属很有效,并将成为治疗念珠菌感染的一线药物。给予米卡芬净150mg/d联合氟康唑与单用氟康唑200mg/d的镜检治愈率、临床和治疗学治愈率及清除率等治疗评价均相近,对造血干细胞移植术患者的念珠菌感染也有相似作用。安多芬净(anidulafungin,代号LY303366、Ver002):由Eli-Lilly公司最先研制,是一种新型广谱抗真菌药,经化学修饰改良的天然分子,可用于口服和注射,适用于治疗食管性念珠菌病和所有曲霉菌病。体外试验证明,它具有如两性霉素B等多烯类化合物的杀菌效果,同时没有吡咯类化合物如氟康唑等引起的抗药性问题,作为一种广谱抗真菌药,具有很高的体外抗严重真菌感染活性,预临床试验显示体外暴露于安多芬净5min即可杀灭包括氟康唑抗药株在内的99%的假丝酵母,实验室很难产生安多芬净抗药性,且不会与吡咯类或两性霉素B之间产生交叉耐药,Ⅰ期临床研究表明,当与目前的慢性免疫抑制剂环孢素联用时,机体对安多芬净有良好的免疫耐受性。对于治疗侵入性念珠菌病和侵入性曲霉菌也有效果,Ⅱ期临床结果非常可观,副反应主要是静脉炎或血栓性静脉炎、头痛、呕吐和发热等。此类药物的作用机制均相同,作用的靶点均为β-1,3-葡聚糖合成酶,该酶为真菌所特有,不存在于人类及其他哺乳动物体内。该酶合成真菌细胞壁的重要多糖组分β-1,3-葡聚糖,研究表明β-葡聚糖可占细胞壁干重的60%左右,其与几丁质构成细胞壁的骨架结构,这两种多糖在保持细胞完整和结构稳定等方面起重要作用。棘白菌素类β药物抑制真菌β-1,3-葡聚糖合成酶后,造成细胞壁中β-葡聚糖含量减少,引起细胞壁结构破坏,最终致使菌体破裂、死亡。灰黄霉素(grinseofulvin):主要对毛发癣菌、小孢子菌、表皮癣菌等浅部真菌有较强的抗菌作用,MIC<1mg/L。对念珠菌属、隐球菌属、组织胞浆菌属、孢子丝菌属、芽生菌属、球孢子菌属等无作用。灰黄霉素的抗菌作用机制在于它可抑制真菌有丝分裂,可与微小管蛋白结合,引起有丝分裂纺锤体的断裂。此外,它也可干扰真菌DNA的合成而抑制其生长。氟胞嘧啶(flucytosine):对隐球菌属、念珠菌属和球拟酵母菌等具有较高抗菌活性。对着色真菌、少数曲霉属也有一定抗菌活性,对其他真菌的抗菌作用均差。一般浓度时能抑制真菌,而高浓度时具有杀菌作用。其作用机制为真菌细胞能使氟胞嘧啶脱氨生成5-氟尿嘧啶,然后再代谢成5-氟脱氧尿嘧啶核苷酸,它抑制胸苷酸合成酶,最终使DNA合成受损。因哺乳动物细胞不能将氟胞嘧啶转化为氟尿