641_磷霉素与氨基糖苷类药物联合应用的研究进展

641_磷霉素与氨基糖苷类药物联合应用的研究进展 磷霉素与氨基糖苷类药物联合应用的研究进展 摘 要 本文分三部分综述了磷霉素与氨基糖苷类药物联合应用的1.两种药物 联合应用药效学特性的研究进展;2.两种药物联合应用安全性的研究进 展;3.两种药物联合应用于细菌生物被膜的研究进展。 关键词 磷霉素 氨基糖苷类药物 细菌生物被膜 12范燕，王 睿 (解放军总医院,北京100853) 磷霉素(phosphomycin,fosfomycin,FOM)是1967年从西班牙土壤中分离出的放线菌Streptomycefradiae培养液中得到的抗生素，化学结构是(-)-(1R,2S)-1,2-环氧丙膦酸。磷霉素具有独特的化学结构和抗菌作用机制:其分子结构与细菌细胞壁粘肽合成初期的烯醇式丙酮酸转移酶(EP转移酶)的底物PEP相似，在磷霉素C2位上与EP转移酶的氨基酸序列中第115位的半胱氨酸(Cys115)的S-发生不可逆地结合形成C-S键，使该转移酶的活性受到抑制，使细菌细胞壁的合成第一步 [1-3]受到抑制而导致细菌死亡,从而发挥抗菌作用。 磷霉素对革兰阳性菌、阴性菌都具有杀灭作用，特别是对绿脓杆菌、变形杆菌、沙雷菌及对多种药物有耐药性的葡萄球菌和大肠杆菌均能显示优异的抗菌活性。氨基糖苷类抗生素是由微生物产生或经半合成制取的一类由氨基糖(或中性糖)与氨基环醇以苷键相结合的易溶于水的碱性抗生素。其对于细菌的作用主要是抑制蛋白质的合成:作用点在细胞核糖体30S亚基上使细菌合成了错误的蛋白并阻制已合成蛋白的释放,从而导致细菌死亡。氨基糖苷类抗生素性质稳定，抗菌谱广，对许多革兰阳性菌,革兰阴性菌及结核菌均具抗菌作用，血清蛋白结合率低，胃肠吸收差，但具有一定的肾毒性、耳毒性和神经肌肉接头阻断作用，从而限制了它的临床运用。近年来，国内外学者就磷霉素和氨基糖苷类药物联合应用进行了一系列的研究，在多年临床应用的基础上,提出了一些使用，使磷霉素和氨基糖苷类药物联合应用在危重感染治疗中，发挥愈来愈重要的作用。现简述这些方面的主要研究进展于下: 一 药物联合应用的药效学特性 磷霉素属于细菌繁殖期快速杀菌剂,抗菌谱广，对革兰阳性球菌及革兰阴性杆菌均有杀灭作用。虽其抗菌谱较青霉素类和头孢菌素类广但其作用弱于青霉素类和头孢菌素类抗生素，故临床常用于敏感菌引起的轻中度以下感染，而中度以上尤其是重度感染应采用与其他抗菌药联用的方式。日本植田高彰教授曾作药物实验磷霉素具有与其他抗生素无交叉耐药性并多数呈现协同作用:因其作用于细菌细胞壁合成的早期阶段,可破坏或改变细菌外层结构并使其他药物顺利进 [4]入菌体并富集,从而产生协同作用。林等揭示了时间差攻击疗法:用磷霉素与14C-氟氧头孢 的联合运用试验中，磷霉素给药约60min后,14C-氟氧头孢能迅速大量地进入铜绿假单胞菌PAO1-G株中，杀菌效果强且抗生素后效应持续时 [5]间也延长。佟金平等人研究证明磷霉素与阿米卡星联用对抗耐甲氧西林葡萄球菌(MRS)具有协同抗菌作用，尤其能够提高后者对MRS的杀菌速度。图1为磷霉素与阿米卡星联合的杀菌曲线: 1:对照; 2:FOM32μgml; 3:FOM256μgml; 4:AMK16μgml; 5:AMK128μgml; 6:FOM32μgml+AMK16μgml 图1 磷霉素与阿米卡星联合对166号菌株的杀菌曲线 同时应用扫描电镜技术观察磷霉素与阿米卡星联合时的细菌形态学变化:看到1MIC浓度的磷霉素(128μg/ml)单独作用于细菌时，细菌破坏，内容物暴露;14MIC浓度的磷霉素(32μg/ml)单独作用于细菌时，细菌肿胀变形，但无细菌破 /ml )单独应用时细菌细胞完整(图2左)，但当坏14MIC浓度的阿米卡星(16μg 14MIC浓度的磷霉素(32μg/ml)与14MIC浓度的阿米卡星(16μg/ml )联合应用 [5]时，细菌出现了明显的破坏，细胞壁不完整，细菌的数量也明显减少(图2右) 。 左图为阿米卡星浓度为16μgml; 右图为阿米卡星(16μgml)与磷霉素(32μgml)联合 图2 阿米卡星单独以及与磷霉素联合作用于MRS(166号菌株)的形态学改变 观察磷霉素静滴联合庆大霉素直肠给药治疗婴幼儿细菌性痢疾的疗效结果显示[6] :磷霉素静滴联合庆大霉素直肠给药组在减轻患儿全身症状及改善粪便性状、次数方面优于磷霉素组，发挥庆大霉素局部抗菌作用并促进肠粘膜恢复，因此磷 [7]霉素静滴联合庆大霉素直肠给药疗效确切,改善全身症状明显。徐靖等也曾报道用磷霉素+阿米卡星治疗小儿急性细菌性痢疾105例，疗效满意。 二 药物联合应用的安全性 磷霉素可保护近曲肾小管上皮细胞中的溶酶体膜(lysosomalmembrane),减轻 [8]氨基糖苷类和糖肽类等抗生素对肾脏的损伤。Yanagida C等人研究鼠体内实验表明磷霉素与庆大霉素联合应用时可抑制后者对肾的毒性作用:磷霉素通过阻抑 [9]肾皮质线粒体释放铁而减少肾的脂质氧化作用。磷霉素与庆大霉素或地贝卡星联合应用时能减少肾邻近管状细胞、鞘磷脂酶活性和肾溶酶体膜的改变;同时减 [10]少丙氨酸氨肽酶(alanine aminopeptidase)的产生。临床治疗复杂尿道感 [11]染病例联合应用磷霉素和地贝卡星不仅产生协同作用而且减轻肾毒性。在鼠体 内联合应用磷霉素和地贝卡星的实验证明可减少产生多尿症、蛋白尿、酶尿和细 [12]胞尿(症)。在由鼠疫杆菌引起小鼠实验鼠疫治疗的试验结果表明:磷霉素和阿 米卡星联用，在不足有效的剂量(2+ 0.125mg、4+ 0.125mg)下，动物存活率由磷 霉素单用时的0.3%提高到50%和60%,而在使用规定剂量(磷霉素4mg和阿米卡 [13]星0.25mg)时，在统计学上获得可靠的白鼠存活率达90%。薛燕等人的动物实 验证明:磷霉素有保护溶酶体膜的作用，防止破裂使其能将吞噬物排泄于细胞外， 稳定了细胞内环境，避免毛细胞出现不可逆病变，为细胞功能恢复提供了机会从 而能减轻卡那霉素的耳毒性，但由于它不能直接对抗氨基糖苷类药物致耳毒性作 [14]用机制，因而不能完全预防其耳毒性。另外还发现没有抗菌作用的磷霉素类 似物能减轻肾毒性，这些类似物结构中必须有环氧基和磷酸键,，表明本品减轻 毒性作用与抗菌作用的机制是不同的。 三 药物联合应用于生物被膜 细菌生物被膜(bacterial biofilm,BBF)系指细菌吸附于惰性物体如生物医学材 料或机体粘膜表面后,分泌多糖基质、纤维蛋白、脂蛋白等多糖蛋白复合物,使细 [15]菌相互粘连并将其自身克隆聚集缠绕其中形成的膜样物。当用抗生素等治疗 ,虽然进入人体内的抗菌药物量远多于杀灭细菌所需要的数量, 抗生素BBF病时 等治疗BBF病时,虽然进入人体内的抗菌药物量远多于杀灭细菌所需要的数量, 但BBF内细菌产生的多糖蛋白复合物如藻酸盐多糖,可如离子交换作用那样通过 氢键、范德华力、共价键吸附一部分抗菌药物;同时,许多易于固定于BBF多糖蛋 白复合物上的细菌产生的水解酶如β-内酰氨酶、过氧化氢酶等被吸附其上,也可 水解或钝化一部分抗菌药物,从而使渗入并接触到BBF下细菌的抗菌药物大大减 少,达不到抑菌、杀菌浓度,而使药物失效;从而使细菌产生极强的耐药性及免疫 逃逸，成为院内感染难以清除的感染源。磷霉素能破坏大肠埃希氏菌与铜绿假单 [16-19]胞菌等细菌生物被膜或抑制其形成,可用于治疗生物被膜疾病。 其5年生存率提高到80%以上。氨基糖苷类药物应用于BBF治疗中:粘液型铜 [20]绿假单胞菌的藻酸盐的合成可以被妥布霉素抑制。有报道认为: 磷霉素与氨基 糖苷类药物联用对已形成稳态的BBF仍有一定疗效,但不能彻底清除BBF。 综上所述,磷霉素本身抗菌活性虽然不强,但若合理地与其它抗菌药物(如β- 内酰胺类、氨基糖苷类、氟喹诺酮类、大环内酯类)联合使用可取得良好的体外 抗菌效果,尤其能够提高氨基糖苷类药物的杀菌速度。今后需进一步进行动物实 验和临床疗效观察。 参考文献: 1WankeC,AmrheinN.EvidencethatthereactionoftheUDP-N-acetylglucosamine1-carboxyvinyltrans feraseproce-edsthroghttheO-phosphothioketalofpyruvicacidboundtoCys115ofenzyme.EurJBioche m,1993;218:861 2MarquardtJL,BrownED,LaneWS,etal.Kineticsstoichiometry,andidentificationofreactivethiolatein theinactivationofUDP-GlcNAcenolpyruvoltransferasebytheantibioticfosfomycin.Biochemistry.19 94,33:10646 3KimDH,LeesWJ,KempsellKE,etal.Charac-terizationofaCys115toAspsubstitutionintheEscheri-chi acolicellwallbiosyntheticenzymeUDP-GlcNAcenolpyruvyltrans-ferase(MurA)thatconfersresistan cetoinactivationbyantibioticfosfomycin.Biochemistry,1996;35:4928 4林泉.二段疗法.化学疗法の领域,1995;11(Suppl1):281 5佟金平王镇山 薛欣 顾俊明 磷霉素与14种抗菌药物分别联用的体外抗菌活性研究 中国 抗生素杂志 2005年4月第30卷第4期 6高福仁 张艳霞 磷霉素庆大霉素治疗急性婴幼儿菌痢疗效观察 实用全科医学2005年第3 卷第1期 7徐靖 徐兵 付惠玲李 丽萍 磷霉素与丁胺卡那霉素联合治疗细菌性痢疾 新乡医学院学 报 1997年9月 第14卷 第3期 8 MorinJP,BendirdjianJP,PillastreA,etal.Interferenceoffosfomycinwithlysosomalmembraneintegrit yofrakidneycells.DrugsExptlClinRes,1978;4:63 9 Yanagida C, Ito K, Komiya I, Horie T. 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