大环内酯类抗生素系统性总结2026

大环内酯类抗生素系统性总结2026大环内酯类抗生素通过抑制细菌翻译发挥作用，其分子中含有一个大环内酯环。大环内酯最初作为链霉菌属天然产物被发现，其对多种病原菌的强大活性推动了持续开发具有更优效力的半合成衍生物的工作。大环内酯常用于治疗社区获得性肺炎、性传播疾病和肠道感染，是全球最常被处方的门诊抗生素类别之一。然而，这些临床成就因大环内酯耐药的普遍存在、耐受现象的发现以及对许多革兰阴性菌活性有限而受到制约。本文综述了大环内酯类抗生素，回顾其发现、生物合成、作用机制以及耐药与耐受等治疗失败的原因，随后讨论近年识别可与大环内酯联合给药的辅助化合物以拓展其对更多革兰阴性菌（包括多重耐药菌株）活性谱的相关工作。大环内酯是一类含有12至16元大环内酯环的分子，最初作为抗菌天然产物被发现。尽管大环内酯的活性谱涵盖抗菌、抗真菌、抗肿瘤及免疫调节等多种作用，其最广为人知的是对以革兰阳性菌为主、兼及部分革兰阴性菌的广谱抗菌活性。临床上，大环内酯类抗生素用于治疗社区获得性肺炎、性传播疾病及复杂性肠道感染，其中最著名的成员包括红霉素、阿奇霉素和克拉霉素。大环内酯通过选择性抑制翻译过程发挥抗菌活性，而这种抑制具有"被翻译蛋白序列依赖性"的特点——这一机制被进化所利用，以调控部分大环内酯耐药基因的表达。事实上，大环内酯的临床效力已因多种耐药模式的出现而下降，又因分子体积与极性使其难以穿越外膜，而对许多重要的革兰阴性病原体无效。尽管已开发出半合成大环内酯衍生物以部分填补耐药造成的治疗空白，耐受性已逐渐成为近期治疗中的新关切。本文将讨论大环内酯的发现、结构、生物合成与作用机制；并综述大环内酯耐药与耐受的形成机制，阐释靶向外膜的辅助分子如何可能拓展此类抗生素对重要多重耐药革兰阴性菌的适用范围。对希望深入了解大环内酯临床适应证（不在本综述讨论范围内）的读者，可参考世界卫生组织及其他卫生机构的相关指南。大环内酯是一类以特征性大环内酯环定义的抗生素。"macrolide"一词由R.B.Woodward于1957年基于对链霉菌属分离的几种代谢产物结构的化学研究而提出。大环内酯类的首个成员为苦霉素（pikromycin），由Brockmann与Henkel于1950年发现。该化合物因味道苦涩而得名，作者观察到其对金黄色葡萄球菌具有抗菌活性。苦霉素的结构后经核磁共振与晶体学鉴定为14元酮内酯。然而，苦霉素被发现存在活性不足与毒性不可接受的问题，未能进入临床。首个在临床取得成功的大环内酯为红霉素，由McGuire及其同事于1952年在礼来公司（EliLilly）报告。尽管红霉素最初被命名为ilotycin，以纪念在菲律宾伊洛伊洛省（Iloilo）首次分离该产生菌的地区，但原始发现者AbelardoAguilar博士的贡献在文献中基本被淡忘。红霉素自问世之初便在体外对多种革兰阳性菌（包括金黄色葡萄球菌及一些对其他抗生素耐药的菌株）显示出强效抗菌活性，而对革兰阴性菌则仅对部分病原体（如流感嗜血杆菌）有效。这使红霉素在主要针对革兰阳性菌感染的治疗中迅速取得成功。红霉素由红色链霉菌（Streptomyceserythreus）NRRL2338（后重新分类为糖多孢菌属

Saccharopolyspora）产生，为一组相关产物的混合物，其中以红霉素A的抗菌活性最强。红霉素A的14元内酯结构在1957年通过化学研究、1965年通过晶体学予以阐明。如今，红霉素已列入世界卫生组织基本药物清单，作为咽炎和眼部感染的治疗药物。作为其他大环内酯合成的模板，红霉素的生物合成可分为两个阶段：第一阶段合成红霉素的内酯核心——6-脱氧红霉内酯B（6-dEB），第二阶段则将6-dEB功能化为红霉素A（图1）。第一阶段——聚酮合酶步骤第一阶段由聚酮合酶（PKS）催化，由三个开放阅读框（eryAI、eryAII、eryAIII）编码，产生摩尔质量高于300kDa的大型多功能蛋白（DEBS1、DEBS2、DEBS3）。每种蛋白含两个模块，并以同源二聚体形式发挥功能。每个模块催化一个延伸单元与生长链的缩合，因此均含有酮合酶（KS）、酰基转移酶（AT）和酰基载体蛋白（ACP）结构域。此外，六个模块中的五个含一个或多个"裁剪"结构域，包括酮还原酶（KR）、烯酰还原酶（ER）和脱水酶（DH）功能。这六个模块对应于从1分子丙酰辅酶A和6分子甲基丙二酰辅酶A组装6-dEB所需的六次脱羧缩合反应。红霉素生物合成始于将丙酰辅酶A上的丙酸加载至加载模块（该模块含AT与ACP结构域）。模块1至6随后以甲基丙二酰辅酶A逐步延长聚酮链。在PKS末端，硫酯酶结构域催化聚酮链的内酯化与释放，形成6-dEB。第二阶段——内酯功能化步骤在红霉素生物合成的第二阶段，6-dEB由eryF编码的P450酶进行C6羟基化，随后由eryBV编码的酶连接L-碳霉糖（L-mycarose），并由eryCII与eryCIII编码的复合酶连接D-脱氧糖胺（D-desosamine），得到红霉素D。值得注意的是，参与L-碳霉糖合成与连接的区域称为eryB基因，而参与D-脱氧糖胺合成与连接的区域则称为eryC基因。红霉素D随后转化为红霉素C，并少量转化为红霉素B，最后经eryG与eryK编码的酶最终转化为红霉素A。重要的是，对红霉素生物合成的理解为工程化改造PKS及通路中其他酶以生产具有潜在新生物活性的新型大环内酯提供了大量机会。图1红霉素A生物合成简化示意图。第一阶段为聚酮合酶（DEBS1/2/3）介导的6-脱氧红霉内酯B合成；第二阶段经羟基化与糖基化形成红霉素A。缩写：AT，酰基转移酶；ACP，酰基载体蛋白；KS，β-酮合酶；KR，β-酮还原酶；DH，脱水酶；ER，烯酰还原酶；TE，硫酯酶。结构多样性根据合成方式与药理学性质，大环内酯被分为四代（图2）。尽管下文讨论的各代主要关注内酯核心的功能化，需注意大环内酯的多样性也体现于大环内酯环的大小。例如，下文讨论的大多数大环内酯含14元大环内酯环（红霉素、克拉霉素、泰利霉素、索利霉素、那非霉素），而12元（酒霉素）、15元（阿奇霉素）和16元（碳霉素）大环内酯环的大环内酯同样属于不同代的抗菌药物。第一代第一代大环内酯由天然产物组成，对革兰阳性菌最为有效，包括红霉素和碳霉素。尽管在上个世纪被广泛使用，第一代大环内酯存在药代动力学与生物利用度不佳的缺点，第二代对此进行了改进。第二代第二代大环内酯包括克拉霉素和阿奇霉素，是天然大环内酯的半合成衍生物，与第一代相比具有更优的药理学性质。第二代的主要特点是对C6和C9位进行修饰（如克拉霉素、阿奇霉素）以提高酸稳定性，总体上较第一代具有更好的生物利用度与组织穿透力。第三代第三代大环内酯是半合成衍生物，称为酮内酯（ketolides），其特征为C3位的克拉定糖（cladinose）被酮基取代。苦霉素是首个被发现的大环内酯，化学本质上即一种酮内酯，因其在C3位含酮基，但缺乏第三代大环内酯所特有的另外两个修饰：（i）连接C11与C12的环状氨基甲酸酯残基；（ii）通过烷基链连接到分子的杂环残基。最初引入C11–C12环状氨基甲酸酯是为了提高红霉素A的酸稳定性；后续工作发现，在C11–C12环状氨基甲酸酯上添加带环状基团的烷基链可显著降低克拉霉素类似物对诱导型与组成型耐药菌株的最低抑菌浓度（MIC）。有趣的是，这些修饰据称是受16元大环内酯环的大环内酯启发，因其与14元对应物具有不同的耐药谱。在第三代大环内酯中，泰利霉素是最著名的成员。泰利霉素以Ketek为商品名上市，对敏感及诱导型耐药的革兰阳性分离株均有效；然而，泰利霉素罕见严重肝毒性的病例，加之Ketek一项大型安全性研究的部分研究者存在数据完整性问题，导致其三个FDA批准适应证中的两个被撤回，并促使FDA政策发生变化，进而造成其他抗生素（包括同为酮内酯的cethromycin）在那之后遭到拒批。第四代索利霉素是第四代大环内酯，在C3位含酮基的同时，于C2位引入氟取代，因此被命名为氟酮内酯（fluoroketolide）。氟取代可改善其与甲基化核糖体的结合，而对其烷基-杂环侧链的修饰则出于对泰利霉素肝毒性原因的考量。尽管两项临床试验确立了索利霉素在治疗社区获得性细菌性肺炎方面对莫西沙星的非劣效性，由于担忧潜在肝毒性需更大规模的临床试验才能充分评估，索利霉素未获FDA该适应证的批准。在第三项临床试验中，索利霉素在治疗无并发症生殖器淋病方面被证明逊于标准治疗方案（头孢曲松联合阿奇霉素）。而在日本近期的一项临床试验中，索利霉素在治疗鼻窦炎方面被证明对头孢卡品酯非劣效。最近获批的大环内酯为那非霉素（nafithromycin），一种在C11–C12含内酯侧链而非环状氨基甲酸酯的酮内酯。那非霉素于2025年获印度中央药品标准控制组织（CDSCO）批准用于治疗社区获得性细菌性肺炎。图2大环内酯类抗生素代表性结构。上：四代14元内酯环大环内酯结构对比；下：不同内酯环大小（12、15、16元）大环内酯结构示例。作用机制早期对大环内酯作用机制的认知来自与氯霉素的比较——氯霉素是已知的翻译抑制剂。具体而言，加入红霉素或氯霉素后，蛋白质合成和细菌生长立即被抑制，而核酸合成仍持续约30分钟才偏离对照。这些数据指向翻译为主要靶点，随后通过体外系统得到证实：红霉素可阻断核糖体介导的氨基酸掺入。对敏感与耐药枯草芽孢杆菌的研究提示红霉素在50S核糖体亚基上存在结合位点，因为放射性标记的红霉素可与敏感菌株的50S亚基结合，而不能与耐药菌株的50S亚基结合。此外，Tai及其同事观察到红霉素仅与肽链延长过程中的核糖体微弱结合，而游离核糖体则可强力结合红霉素，且对抑制的敏感度高数个数量级。Mao与Robishaw使用一组大环内酯进行实验，发现不同大环内酯处理的核糖体所产生的肽段长度存在差异，由此提出大环内酯以不同程度抑制肽键形成的机制。随后，Contreras与Vazquez证实红霉素仅在核糖体上无新生肽链时才能结合，由此提出红霉素结合于游离核糖体、允许其启动蛋白质合成但在肽链延伸至数个氨基酸残基长度后因空间位阻而阻断翻译的假说。然而，当时还出现了另一种假说——基于体外翻译系统数据及在温度敏感型肽酰-tRNA水解酶大肠杆菌突变体中大环内酯处理后肽酰-tRNA积累的观察——主张大环内酯促进肽酰-tRNA自核糖体解离。在大环内酯暴露不同时间后对β-半乳糖苷酶（作为模型蛋白）合成进行的动力学测量证实，处于肽链延长过程中的核糖体不受大环内酯影响，而翻译起始或近起始事件是大环内酯的作用靶点。对大环内酯作用机制的进一步解析来自于对耐辐射奇球菌（Deinococcusradiodurans）50S核糖体亚基与若干大环内酯结合的X射线晶体学分析。X射线结构显示大环内酯结合于23S核糖体RNA上新合成肽链的出口通道。由此，出口通道的直径从18至19Å缩小至不足10Å，阻碍了肽链延伸超过8个氨基酸。有趣的是，Tenson及其同事利用无细胞蛋白质合成体系，观察到大环内酯暴露导致肽酰-tRNA自核糖体解离，且肽链长度与大环内酯结合位点至肽酰转移酶腔的距离相关。这为两种竞争性假说提供了可能的统一机制：大环内酯阻断新合成肽链的延伸（前提是其长度未超过肽酰转移酶腔与大环内酯结合位点之间的距离），随后促使肽酰-tRNA自核糖体释放。然而，Tu及其同事认为上述机制可能并不完整。其依据是50S核糖体亚基的晶体结构显示红霉素所致的局部收缩尚不足以阻止新生肽链通过，且建模提示8个氨基酸肽链的N端应已越过药物结合位点。Ramu及其同事发现，进入出口通道的肽残基性质以及位于核糖体A位的氨酰-tRNA性质，可影响翻译在红霉素结合核糖体上继续还是停滞。这项工作提示大环内酯对翻译的抑制存在选择性，该观点由Kannan及其同事证实。具体而言，在使用100倍MIC浓度的红霉素或泰利霉素处理培养物后，通过放射性标记测定翻译，结果发现在此高浓度下翻译并不能被完全关闭，蛋白质合成分别维持在红霉素或泰利霉素处理细胞的约5%和25%。这与氯霉素可抑制所有蛋白质翻译形成鲜明对比。有趣的是，大环内酯处理培养物中的残余翻译并非均匀分布于全蛋白质组，而是集中于一组其合成对大环内酯抑制具抗性的蛋白质。Kannan及其同事发现，这种抗性取决于所翻译的肽段序列；后续Ribo-seq工作阐明了决定大环内酯抑制转录本翻译能力的基序。最关键的基序为（Arg/Lys）-X-（Arg/Lys）（X为任意氨基酸），后续工作揭示该基序中Arg和Lys所带的正电荷与体积使肽键形成本就不易，这正是大环内酯所利用的弱点。综上，这些研究及众多其他研究共同表明，大环内酯并非简单充当新生肽出口通道的"塞子"，而是基于正在翻译的肽段氨基酸序列，通过降低特定位置肽键形成的效率而实现对翻译的选择性抑制——这种序列广泛存在于多种细菌蛋白中。如需了解展示大环内酯与核糖体结合及其对翻译影响的详细图示，推荐阅读Vazquez-Laslop与Mankin的优秀综述。耐药与其他抗生素类别一样，大环内酯耐药问题在其首次临床应用后不久便出现。抗生素耐药是指细菌在足以抑制敏感标准株生长的抗生素浓度下仍能生长。用于量化耐药的指标为最低抑菌浓度（MIC），在耐药菌株中显著升高。大环内酯耐药机制大致可分为三类：原始靶点的突变或修饰、大环内酯自身的修饰以及将药物排出细胞。此外，因难以透过外膜而导致的内源性排除是降低大环内酯对革兰阴性菌活性的内在机制，将在随后"大环内酯佐剂"一节中进一步讨论。原始靶点的突变与修饰由于核糖体是大环内酯的主要靶点，对核糖体蛋白与rRNA的突变已被发现可产生对这一药物类别的耐药性。突变后可介导大环内酯耐药的两个主要核糖体蛋白为L4和L22，二者均为50S核糖体亚基的组成部分，并具有构成肽出口通道部分结构的区段。在L4中，K63E突变使出口通道入口窄化至红霉素无法结合的程度；而在L22中，三个氨基酸残基的缺失使出口通道腔扩大，使红霉素可以结合但不能抑制翻译。就rRNA而言，23SrRNA的A2058或A2059位点突变是产生耐药的常见形式。A2058和A2059与大环内酯形成氢键，该位点被突变破坏时，可使大环内酯的结合亲和力降低数个数量级。然而，含23SrRNA的操纵子数目因物种而异，23SrRNA操纵子越多，A2058或A2059发生点突变作为大环内酯耐药模式的概率越低。反之，具有众多23SrRNA操纵子的耐药菌株通常表达红霉素核糖体甲基化酶（erm）基因，通过对A2058进行甲基化以降低大环内酯的结合。这些耐药决定簇可被组成型表达（并可能伴随适合度代价），也可由大环内酯的存在诱导表达。对于诱导过程，大环内酯依赖性停顿于前导肽内部，会导致mRNA分子中发夹结构重排，使核糖体可结合erm基因的核糖体结合位点（RBS）并翻译之。事实上，作为大环内酯翻译抑制共同基序的（Arg/Lys）-X-（Arg/Lys）氨基酸序列在erm基因的前导肽中普遍存在。大环内酯修饰酶除原始靶点修饰外，对大环内酯自身的改造也是一种已观察到的耐药模式。通常，大环内酯的这种失活通过氨基糖的磷酸化或内酯环的水解实现。O'Hara及其同事于1988年首次描述了与大环内酯磷酸化相关的耐药机制，他们研究了一株耐红霉素大肠杆菌突变株的裂解物，发现竹桃霉素已在脱氧糖胺基2'-OH发生磷酸化；后续工作揭示该羟基对大环内酯与23SrRNA的A2058和A2059之间的相互作用至关重要。大环内酯酯酶于1984年首次报道，当时在一株高度耐药的大肠杆菌中发现了一种由质粒编码的酯酶，可水解红霉素的内酯环。此后，大环内酯酯酶已在多种病原体中被发现，并存在于移动遗传元件上。大环内酯外排与核糖体保护通过外排泵排出大环内酯是细菌菌株获得耐药的另一方式。Ross及其同事早期报告分离了一种由质粒编码的基因msrA，与外排泵的ATP结合组分相似，可降低胞内大环内酯浓度，并赋予葡萄球菌大环内酯耐药；而Clancy及其同事于1996年研究了链球菌中的耐药决定簇，发现了一种可排出大环内酯的质子反转运体，命名为mefA。mef家族外排泵现包括众多成员，其中部分可被大环内酯诱导。其诱导机制与erm基因相似，涉及前导肽及大环内酯暴露下核糖体的停顿，并叠加一层转录调控——在无诱导性大环内酯存在时产生截短转录本。msr家族耐药决定簇也包含多个成员；然而，其耐药机制直到最近才较为清晰。MsrA含两个ATP结合结构域，与ATP驱动外排泵的ATP结合结构域相似，但MsrA缺乏外排泵所需的跨膜结构域。这些结构域可由其他蛋白提供，Ross及其同事推测MsrA可能与跨膜蛋白相互作用以组装成功能性外排泵。事实上，一种msr蛋白Msr(D)已被发现可改变mef基因产物Mef(E)的亚细胞定位，二者组合可协同增加大环内酯的外排。然而，关于msr基因机制的另一种假说，聚焦于其与其他参与翻译控制的ATP结合盒（ABC）转运蛋白的相似性。Sharkey及其同事利用Vga(A)——一种针对链阳性菌素类抗生素维吉尼霉素的类似ATP结合耐药决定簇——通过体外转录翻译系统证明Vga(A)可保护葡萄球菌核糖体免受维吉尼霉素抑制。随后，与核糖体结合的MsrE冷冻电镜结构显示其结合于大环内酯抑制核糖体的出口位点，其ATP结合结构域之间的连接子插入肽酰转移酶中心，接近新生肽出口通道，从而导致大环内酯自结合位点解离。事实上，连接子的长度和组成对这些ATP结合蛋白（即所谓的ABC-F蛋白）介导耐药的抗生素范围具有重要影响。这种被称为"靶点保护"的耐药模式不仅是大环内酯的常见耐药机制，也见于其他结合于核糖体邻近位点的抗生素。大环内酯的异质耐药如前所述，耐药以菌株MIC升高为特征，截至目前综述的机制均具有升高大环内酯MIC的能力。一类可通过MIC测定（如肉汤微量稀释法或E-test）逃逸检测的耐药现象是异质耐药。简言之，异质耐药描述了细菌培养物中小亚群的MIC高于群体整体MIC的现象。异质耐药亚群可导致治疗失败及完全性/群体性耐药的发展，大环内酯异质耐药已有报道。例如，在肺炎链球菌中，大环内酯耐药可由大环内酯外排基因组件Mega元素介导，该组件含外排泵mef(E)与核糖体保护因子mel。Lohsen与Stephens筛选含Mega元素的肺炎链球菌临床分离株，观察到其对红霉素表现出异质耐药。这些菌株的异质耐药被发现是瞬时的，也就是说不会被异质耐药亚群的后代所继承，且Mega元素的诱导性需依赖大环内酯的诱导。这使作者推测Mega元素中mef(E)与mel表达的随机性变异是导致所观察到的异质耐药的原因。在对空肠弯曲杆菌的研究中，一株临床分离株被发现对阿奇霉素表现出异质耐药，作者观察到该菌株的异质耐药细胞相比多数群体含有更多相当于A2059突变的23SrRNA突变。在近期工作中，长期以3倍MIC阿奇霉素暴露大肠杆菌可迅速通过小菌落变异体的产生进化出异质耐药。有趣的是，这些小菌落变异体在无药培养基中培养后易于丧失对阿奇霉素的耐药，这一现象凸显了理解异质耐药亚群如何回转为敏感状态对于进一步认识异质耐药如何促成完全耐药发展的重要性。耐受除耐药外，细菌群体还可表现出对抗生素的耐受性，即与敏感标准株相比，在抗生素处理下死亡速率更慢。耐受不像耐药那样以MIC的变化为特征，因为MIC反映的是生长表型而非死亡表型。取而代之，量化耐受性的指标为使规定百分比（通常为99%）群体被杀死所需的最短时间，以MDK99表示。耐受群体的MDK99将大于敏感标准株的MDK99。一般而言，大环内酯被视为抑菌性抗生素，即其抑制生长但不导致细胞死亡，而杀菌性抗生素则具有杀灭细菌的能力。抑菌与杀菌抗生素的区别可容易地从以高于MIC浓度处理培养物时细菌存活率随时间变化的曲线中观察到。抑菌性抗生素会使生长停滞，存活率保持在接近100%；而经杀菌性抗生素处理的培养物存活率将显著下降，反映细胞死亡。重要的是，耐受是相对于杀菌性抗生素进行研究的特性，因其定义基于死亡表型。尽管大环内酯总体为抑菌性，某些微生物种可被特定大环内酯杀灭，且部分较新的大环内酯表现出增强的杀菌活性。重要的是，在这些情况下大环内酯耐受性可被研究。大环内酯耐受的环境调节因子Abe及其同事研究了铜绿假单胞菌对256μg/mL阿奇霉素和512μg/mL克拉霉素的耐受性，测得MDK99分别为8.6小时和15.5小时。有趣的是，加入两种自诱导剂类似物后，铜绿假单胞菌对阿奇霉素和克拉霉素的耐受性下降，MDK99均缩短至不足2小时。进一步分析生物被膜培养物时，自诱导剂类似物在24小时内使与阿奇霉素或克拉霉素联用后的可培养生物被膜细胞数下降数个数量级。Rojony及其同事使用鸟分枝杆菌（Mycobacteriumavium）亚种hominissuis和16μg/mL克拉霉素，在有氧培养中观察到接近99%群体在4天内被杀灭。当作者分析厌氧与生物被膜培养物时，杀灭速率急剧下降，提示O₂可利用性与生物被膜生理状态调节鸟分枝杆菌对大环内酯的耐受——这些因素对其他抗生素的耐受性亦有影响。有趣的是，Lanni及其同事也研究了O₂可利用性，但研究对象为脓肿分枝杆菌（Mycobacteriumabscessus），观察到2μg/mL克拉霉素在有氧和低氧条件下均具杀菌活性，但有氧培养在前7天被杀灭程度更高，而低氧培养在随后的7天被杀灭更多。在另一项脓肿分枝杆菌研究中，亚抑菌浓度的克拉霉素未能产生细胞死亡，而Ni²⁺或Co²⁺的加入可与克拉霉素协同杀灭细胞。总体而言，这些研究表明O₂可利用性及环境中其他物质的存在可显著调节大环内酯耐受性。新型大环内酯的杀菌活性与耐受对于较新的大环内酯，泰利霉素和索利霉素已被观察到具有杀菌活性。一项研究报告，99%的肺炎链球菌群体在4倍MIC浓度下于9小时内被杀灭，而类似处理条件下的红霉素仅为抑菌。利用化学结构多样的大环内酯组进行的研究表明，增强的杀灭活性与药物-靶点解离动力学较慢相关，这为降低大环内酯耐受性提供了一项设计准则。有趣的是，后续工作发现潮霉素A（hygromycinA）可增强肺炎链球菌对阿奇霉素、泰利霉素和索利霉素的杀灭并降低其耐受性，作者观察到其削弱了大环内酯自结合位点的解离。综上，这些研究表明大环内酯与其主要靶点的结合与释放动力学影响其杀菌活性与耐受水平。大环内酯耐受的遗传介导因子Svetlov及其同事鉴定出23SrRNA的A752与U2609核苷酸对索利霉素的杀灭至关重要。具体而言，当752和2609位点能够碱基配对时，索利霉素解离较慢，杀灭显著；而消除该碱基配对的突变（如G752）则加速解离、降低杀灭，从而增加耐受。Matern及其同事采用全基因组方法尝试利用Tn-seq鉴定破坏后可改变克拉霉素耐受性的位点。然而，作者选择在0.54和5.4μg/mL克拉霉素处理下进行Tn-seq，未观察到显著的杀灭，即便他们在54μg/mL时观察到杀菌活性——90%群体于48小时内死亡。因此，在较低浓度下鉴定位点的相关性需要在杀菌条件下评估，以明确其对克拉霉素耐受性的影响。在一项更聚焦的遗传研究中，Ren及其同事探究了反式翻译（trans-translation）在肺炎克雷伯菌阿奇霉素耐受中的作用。反式翻译可拯救因mRNA转录本末端因内切核糖核酸酶活性与移码而缺乏终止密码子所致的"卡住"核糖体。SsrA参与重启翻译并向这些停顿肽段添加降解标签。使用30μg/mL阿奇霉素时，作者观察到对肺炎克雷伯菌的杀菌活性在ΔssrA菌株中增强数个数量级，提示反式翻译在肺炎克雷伯菌大环内酯耐受中发挥作用。在另一项研究中，Peyrusson及其同事研究了金黄色葡萄球菌对克拉霉素的耐受性及其受吞噬作用的影响。对于已被吞噬和未被吞噬的金黄色葡萄球菌，均观察到双相杀灭动力学——这是持续存留（persistence）的特征。持续存留是一种表观遗传（即非遗传）现象，在抗生素处理的培养物中可观察到两种截然不同的死亡速率：其一较快，描述大多数群体（正常细胞）的死亡；其二较慢，描述高度耐受的小群体（持续存留细胞）的死亡。重要的是，持续存留细胞在表型上耐受而非遗传上耐药，持续存留也可称为异质耐受。Peyrusson及其同事观察到，被吞噬后金黄色葡萄球菌对克拉霉素的持续存留水平增加了数个数量级，归因于被吞噬的细菌在抗生素存在下停止生长。此外，该研究通过敲除rsh（编码（p）ppGpp的双功能合酶与水解酶）和codY（编码响应GTP可利用性的代谢基因抑制子）揭示了严紧反应在被吞噬金黄色葡萄球菌克拉霉素耐受中的作用。总体而言，由于大环内酯类通常为抑菌性抗生素，大环内酯耐受与持续存留研究相对不足。然而，随着越来越多大环内酯杀菌活性实例的发现，关于大环内酯治疗过程中影响细胞死亡的环境与遗传因素的知识库将得到加深。以佐剂增强大环内酯效力在耐药与耐受持续削弱大环内酯效力的同时，研究已探索增强该抗生素类别活性的策略，其中一个颇具前景的方向是佐剂的鉴定。抗生素佐剂是指自身几乎无抗菌活性，但可增强与之联合给药的抗生素效力的化合物。克拉维酸是β-内酰胺类抗生素的著名佐剂，因其能抑制特定的β-内酰胺酶（作为耐药决定簇）从而提高β-内酰胺效力。对于大环内酯，许多工作集中于破坏革兰阴性菌外膜（其构成许多大环内酯的通透屏障）的化合物，以期扩大其可治疗菌谱。下方将讨论若干已取得初步可喜结果、能增强大环内酯抗菌活性的药物；然而需注意，作为大环内酯的佐剂，化合物还需具备"提升大环内酯抗菌活性"以外的其他品质。例如，佐剂本身需具有可接受的治疗指数——即出现不良反应的浓度与发挥疗效浓度之比。此外，抗生素-佐剂组合在体内不得出现不良的药物相互作用。再者，佐剂与抗生素的药代动力学需相容，否则联合给药难以实现大环内酯效力增强。具体而言，抗生素与佐剂在体内随时间与部位的分布需足够相似，以实现抗菌活性的提升。此外，为便于使用，佐剂与大环内酯的给药途径最好相同（如口服）。值得注意的是，这些品质对于决定一种化合物能否被开发为大环内酯佐剂，与化合物提升大环内酯抗菌活性的能力同等重要。多黏菌素类作为大环内酯佐剂多黏菌素是通过与外膜外叶的脂多糖相互作用而破坏革兰阴性菌外膜的抗生素，已鉴定出若干缺乏抗菌活性但保留外膜通透化能力的衍生物。Vaara测试了两种这样的多黏菌素衍生物——多黏菌素B九肽与脱酰多黏菌素B——观察到红霉素、罗红霉素、克拉霉素与阿奇霉素对大肠杆菌的活性提升接近100倍MIC降低。Ramirez及其同事合成了黏菌素与多黏菌素B的修饰版本，将其L-二氨基丁酸残基上的伯胺替换为胍基，以降低其抗菌活性并增强外膜通透化能力。值得注意的是，两种胍基化版本均表现出降低的抗菌活性，能通透化大肠杆菌，并提高了红霉素对部分铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌和大肠杆菌分离株的活性。MacNair与Brown调查了另一种多黏菌素B衍生物SPR741通过外膜通透化增强大环内酯活性的潜力。令人印象深刻的是，SPR741自身抗菌活性很弱，却能将红霉素、克拉霉素和罗红霉素的活性增强高达1000倍；该效应在表达大环内酯耐药决定簇（大环内酯磷酸转移酶与酯酶）的菌株中亦可观察到；将90%的大肠杆菌临床分离株抑制所需的克拉霉素剂量降低超过250倍。在针对肺炎克雷伯菌的研究中，SPR741与一株全耐药分离株联合用药获得可喜结果——其可与红霉素和克拉霉素均产生协同作用。此外，MacNair及其同事观察到，表达黏菌素耐药决定簇（mcr-1）的细菌更难以被黏菌素杀灭，但多黏菌素仍保留通透化革兰阴性菌外膜的能力。这一性质使得可使用黏菌素治疗黏菌素耐药菌——通过外膜破坏使细菌恢复对大环内酯的敏感性。本质上，mcr-1将黏菌素转化为大环内酯佐剂，其与克拉霉素的联合被发现对临床分离株有效，并在两种不同的肺炎克雷伯菌小鼠感染模型中显示前景。Lin及其同事也观察到亚抑菌浓度黏菌素可通过外膜通透化提高大环内酯（阿奇霉素、克拉霉素、红霉素）对多重耐药革兰阴性菌（铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌）的活性。有趣的是，作者在大环内酯与LL-37（一种宿主源先天性免疫抗菌肽）中也观察到类似效应，由此推动了使用阿奇霉素单药治疗多重耐药革兰阴性菌小鼠感染模型的实验。值得注意的是，在肺炎和异物感染两种模型中，阿奇霉素单药治疗效果均优于未治疗对照，且将阿奇霉素加入无效的低剂量黏菌素可改善治疗结局。综上，这些研究凸显了基于多黏菌素的佐剂在降低革兰阴性外膜对大环内酯通透性屏障、扩大可对大环内酯恢复敏感的菌种范围方面的潜力。此外，Lin及其同事的研究提示，在标准药敏试验不能预测的体内环境中，大环内酯仍可能有效，这是因为宿主源抗菌肽可发挥类似多黏菌素的功能。含咪唑类化合物——提升大环内酯活性一项可增加革兰阴性菌对大环内酯敏感性的新化合物系列始于Martin及其同事的工作，他们基于富氮海洋生物碱构建了一个小分子文库进行筛选。Martin及其同事鉴定出两种芳基2-氨基咪唑化合物，可将一株多重耐药鲍曼不动杆菌对克拉霉素的MIC降低超过100倍，并将该菌株对红霉素和阿奇霉素的MIC降低较小幅度。进一步实验显示，氨基咪唑化合物改变了鲍曼不动杆菌的脂多糖（LPS）组成。在后续遗传分析中，Bailey及其同事筛选了同时表现为大环内酯敏感性升高且对其中一种氨基咪唑化合物提升大环内酯活性效应消失的突变株。其原理是：模拟佐剂加入效果（提高大环内酯敏感性）同时破坏佐剂对大环内酯敏感性效应（消除佐剂活性）的突变，最可能源于对佐剂增效机制的扰动。利用鲍曼不动杆菌和克拉霉素，他们发现lpxC（参与脂质A合成）突变可使克拉霉素MIC降低超过500倍，并消除其中一种氨基咪唑化合物对大环内酯的增效效应。鉴于脂质A是LPS的主要成分，这一遗传学方法进一步将LPS与外膜通透性确认为氨基咪唑化合物增效大环内酯的靶点。在构效关系研究中，对氨基咪唑化合物的若干修饰在使用相同佐剂浓度的情况下使克拉霉素MIC进一步降低最多8倍；而另一项研究鉴定出氨基苯并咪唑类化合物作为相关的大环内酯佐剂类别。Hubble及其同事利用适应性实验室进化证明，克拉霉素与一种氨基咪唑化合物联合用药可显著延缓9天内对克拉霉素的耐药发展，且该期间联合用药的MIC不变。沿同方向，Hubble及其同事观察到多种双-2-氨基咪唑化合物可降低阿奇霉素对铜绿假单胞菌的MIC，其中一种化合物实现超过1000倍的降低。同一化合物将克拉霉素对铜绿假单胞菌的效力提高超过100倍，作者提供的数据提示该效应源自氨基咪唑化合物对膜通透性的影响。有趣的是，阿奇霉素被推荐用于囊性纤维化患者——其肺部常感染铜绿假单胞菌——主要因阿奇霉素具有非抗生素特性（免疫调节、抗炎）。在这些情境下，Hubble及其同事的工作提示，通过加入适当佐剂，阿奇霉素有潜力被改造为抗铜绿假单胞菌的治疗药物。其他协同大环内酯的外膜活性化合物除