武瑾 周有駿 呂加國(guó) 盛春泉 魏海洋 劉娜 朱駒

【摘 要】近年來(lái)由于真菌感染機(jī)率增加，感染程度加深，抗真菌藥物的研究發(fā)展迫在眉睫，唑類(lèi)抗真菌藥物作為臨床藥物治療真菌感染的主要方法之一，被廣泛的研究開(kāi)發(fā)并加以利用。本文綜述了唑類(lèi)抗真菌藥物的作用機(jī)制、發(fā)展歷程、新型三唑類(lèi)抗真菌藥物以及新型唑類(lèi)CYP51抑制劑的研究進(jìn)展，以便對(duì)唑類(lèi)抗真菌藥物有更為直觀系統(tǒng)的了解。

1 前言

近年來(lái)由于抗生素的濫用，糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑的過(guò)度使用，惡性腫瘤患者的放化療，器官移植手術(shù)，近幾年AIDS的發(fā)病率增高，使得真菌感染在臨床上成為越來(lái)越普遍的問(wèn)題。這些原因都使得真菌感染在臨床治療中引起廣泛重視?？拐婢幬镒鳛橹委熣婢〉挠行Х椒ㄖ唬渲匾圆谎远?。[1-5]

2 唑類(lèi)藥物的研究進(jìn)展

目前，臨床上應(yīng)用最廣泛的抗真菌藥物是唑類(lèi)藥物，約占臨床抗真菌藥物治療的70%。麥角甾醇作為構(gòu)成真菌細(xì)胞膜的重要成分，對(duì)于維持細(xì)胞膜的流動(dòng)性、生物調(diào)節(jié)以及立體結(jié)構(gòu)等起著重要的作用。唑類(lèi)抗真菌藥的作用機(jī)制是在麥角甾醇合成過(guò)程中，抑制14α-去甲基化酶的活性，阻斷2，4-亞甲基二氫羊毛甾醇的脫甲基化反應(yīng)，使得羊毛甾醇聚集，細(xì)胞中毒死亡而達(dá)到殺菌作用[9]。該類(lèi)藥物起初以咪唑?yàn)橹?，如：酮康唑、咪康唑等，但因其?duì)哺乳動(dòng)物的P450酶系統(tǒng)也有較強(qiáng)的抑制作用，產(chǎn)生較大的肝腎毒性和抗男性生育等不良反應(yīng)，在臨床治療中不被廣泛使用。而三唑類(lèi)藥物則因哺乳動(dòng)物P450酶系統(tǒng)中的其他敏感異構(gòu)酶對(duì)其更敏感，從而對(duì)Cyt-P450具有保護(hù)作用，降低其毒副作用，成為唑類(lèi)治療真菌感染的主要藥物，如氟康唑、伊曲康唑、泊沙康唑等。[6，7]

第一代三唑類(lèi)抗真菌藥物：氟康唑和伊曲康唑

1990年氟康唑的問(wèn)世，是三唑類(lèi)抗真菌藥研究的一個(gè)重要里程碑。氟康唑是治療新隱球菌、全身性念珠菌感染的首選藥物，口服治療粗球孢子菌引起的腦膜炎及艾滋病患者口腔、消化道念珠菌病等[8]。具有口服易吸收、分布廣、體內(nèi)代謝少、生物利用度低，不良反應(yīng)低等優(yōu)點(diǎn)，但是近年來(lái)，臨床出現(xiàn)的耐氟康唑的念珠菌株逐漸增多，耐氟康唑的隱球菌和曲霉菌也相繼出現(xiàn)。伊曲康唑膠囊口服吸收差，改進(jìn)后的口服液吸收效果增強(qiáng)，主要用于治療暗色孢子真菌，孢子絲菌，無(wú)生命威脅的組織胞漿菌和牙生菌感染的真菌病[9，10]。在免疫缺陷患者中，分離出了耐伊曲康唑的念珠菌、煙曲霉菌和新型念珠菌，并且研究發(fā)現(xiàn)有些念珠菌和煙曲霉菌對(duì)氟康唑和伊曲康唑都存在耐藥性，說(shuō)明唑類(lèi)抗真菌藥物存在交叉耐藥性[11]。

第二代三唑類(lèi)抗真菌藥物：伏立康唑 泊沙康唑和福司氟康唑

伏立康唑（voriconazole）是由美國(guó)輝瑞公司開(kāi)發(fā)的廣譜型的三唑類(lèi)抗真菌藥，其體內(nèi)、體外的抗菌活性都很高，屬于第2代合成的氟康唑衍生物 [12]。它對(duì)致病性酵母、絲狀真菌、二形真菌、曲霉菌等有很強(qiáng)的活性，對(duì)耐氟康唑的菌株如克柔念珠菌、近平滑念珠菌，對(duì)氟康唑固有耐藥的菌株光滑假絲酵母菌、對(duì)氟康唑獲得性耐藥的菌株白色念珠菌等深部致病真菌有效。臨床上主要用于念珠菌屬、耐氟康唑的白色念珠菌以及病原性酵母菌的治療，常用于代替兩性霉素B治療侵入性曲霉菌引起的肺部曲霉菌病，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩性霉素B[13-15]。目前相關(guān)報(bào)道中，該藥引起肝功能損害的病例較多，這主要與血藥濃度高或在合并用藥時(shí)，藥物間相互作用提高了伏立康唑的血藥濃度有關(guān)，如大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)藥物[16，17]。嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致肝毒性反應(yīng)甚至是致死性的肝衰竭，但這類(lèi)不良反應(yīng)極其罕見(jiàn)。此外，還可引起患者神經(jīng)功能障礙，出現(xiàn)幻覺(jué)，精神癥狀，神經(jīng)癥狀等，視覺(jué)障礙，光敏反應(yīng)、腎功能不全、心血管系統(tǒng)疾病以及低血鉀，因此在使用伏立康唑時(shí)要監(jiān)測(cè)血藥濃度，合理使用[18]。

泊沙康唑（posaconazole）是伊曲康唑的衍生物，于2007年FDA批準(zhǔn)上市。它的作用機(jī)制與其他唑類(lèi)抗真菌藥相似，但由于泊沙康唑具有長(zhǎng)的側(cè)鏈[12]，所以藥物分子對(duì)靶酶有著額外的作用位點(diǎn)。當(dāng)靶酶的亞鐵血紅素結(jié)合區(qū)域附近發(fā)生結(jié)構(gòu)變異時(shí)，氟康唑和伏立康唑?qū)Π忻傅慕Y(jié)合能力降低時(shí)，而泊沙康唑的抗真菌活性受影響較小。它抗菌譜廣，生物利用度高，對(duì)于念珠菌（包括對(duì)氟康唑耐藥的白色念珠菌、光滑念珠菌）、新型隱球菌、曲霉菌、白色孢子菌和較少見(jiàn)的絲狀真菌（包括接合菌、鐮刀菌和部分暗色菌）以及酵母菌，有很好的抗菌活性。念珠菌和新型隱球菌對(duì)泊沙康唑與伏立康唑都很敏感，但是白色念珠菌對(duì)泊沙康唑的敏感程度最高，而光滑念珠菌對(duì)泊沙康唑最不敏感[12，19]。另一項(xiàng)關(guān)于泊沙康唑、兩性霉素B、伊曲康唑、伏立康唑和氟康唑?qū)εR床的結(jié)核菌病菌株的體外實(shí)驗(yàn)表明，泊沙康唑的MICS50和MICS90顯著低于伏立康唑和氟康唑，略低于伊曲康唑，是治療結(jié)核菌病最有希望的抗真菌藥。此外，泊沙康唑的副作用也較少較輕，主要不良反應(yīng)為惡心、嘔吐、腹瀉、乏腸胃脹氣、眼痛、心律異常和肝功能損壞。與其他藥物相互作用較小，在服藥時(shí)，如果與食物或營(yíng)養(yǎng)物同服，可增加藥物療效。因此，泊沙康唑在抗真菌藥物中應(yīng)用越加廣泛。[19，20]

福司氟康唑是輝瑞公司2003年在日本批準(zhǔn)上市的抗真菌藥物，該藥是氟康唑的磷酸酯前體藥物，具有良好的水溶性，是氟康唑水溶性的40倍，解決了氟康唑水溶性差的問(wèn)題，在靜脈給藥下在體內(nèi)酶代謝下97%水解成氟康唑，只有1%以原型的形式隨尿排出[3，12]。對(duì)念珠菌屬和隱球菌屬所致的真菌血癥、呼吸器官真菌癥，真菌性腹膜炎、消化管真菌癥，尿路真菌癥、真菌性髓膜炎等有良好療效[22]。

研究中的新型三類(lèi)抗真菌藥物：拉夫康唑艾沙康唑和阿伯康唑

拉夫康唑（Ravaconazole）（BMS-207147）是由日本Eisai公司研發(fā)的新型三唑類(lèi)抗真菌藥，主要由肝臟代謝，對(duì)多種真菌有抗菌活性，如對(duì)念珠菌活性高于氟康唑和伊曲康唑，對(duì)耐氟康唑的白色念珠菌、克魯斯念珠菌具有較高活性，對(duì)煙曲霉菌活性與兩性霉素B相似，但高于伊曲霉素[23]，但其水溶性差，因此繼本品之后，拉夫康唑膦?；u甲基醚衍生物（BMS-379224）在研究開(kāi)發(fā)中，為水溶性注射劑，并且在動(dòng)物和志愿者研究中，該藥在體內(nèi)可迅速轉(zhuǎn)為拉夫康唑[24]。

阿伯康唑（Albaconazole）是西班牙Uriach公司正在開(kāi)發(fā)的用于治療外引導(dǎo)念珠菌感染的新型三唑類(lèi)藥物，已進(jìn)入臨床研究，對(duì)念珠菌屬、隱球菌和曲霉菌屬有較強(qiáng)活性。其體外抑制隱球菌的活性約為氟康唑的100倍，體外抑制酵母菌的活性明顯高于伊曲康唑和氟康唑，對(duì)鐮刀菌不敏感，但與兩性霉素B合用時(shí)療效有累加作用[25]。

艾沙康唑（isavuconazol）對(duì)念珠菌抗菌活性明顯優(yōu)于伊曲康唑及伏立康唑，對(duì)耐兩性霉素B及卡泊芬凈的曲霉菌屬敏感，但對(duì)鐮刀菌及球孢子菌不敏感[25]。

圖1 三唑類(lèi)藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)

3 新型唑類(lèi)CYP51抑制劑的研究進(jìn)展

CYP51作為經(jīng)典的抗真菌藥物作用靶點(diǎn)，目前，尋找新的唑類(lèi)CYP51抑制劑依然是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。盛春泉等為了提高優(yōu)化唑類(lèi)的效率，在CYP51的活性位點(diǎn)基礎(chǔ)上建立一個(gè)藥效學(xué)模型（如圖2），并且根據(jù)這個(gè)模型，設(shè)計(jì)、合成了一系列的唑類(lèi)化合物（1-5）（如圖3），他們展示了很強(qiáng)的抗真菌活性，對(duì)于白假絲酵母菌和新型隱球菌，他們的抗真菌活性?xún)?yōu)于氟康唑，伊曲康唑和酮康唑。另外，基于該藥效團(tuán)模型，化學(xué)家們合成了一系列的1-芐氨基-2-苯基-3-（1H-1，2，4-三唑-1-基）丙基-2-最小2醇（6，7）類(lèi)化合物，這些化合物對(duì)白假絲酵母菌顯示出良好的抗真菌活性。Chai等設(shè)計(jì)合成了唑類(lèi)化合物（8-10），該類(lèi)化合物除了煙曲霉菌外，對(duì)于其它測(cè)試真菌株均展示了很好的抗真菌活性，對(duì)接結(jié)果與藥效團(tuán)模型吻合。一系列的聯(lián)芳基唑類(lèi)衍生物被合成（11，12），他們對(duì)假絲酵母菌有很好的抑菌活性。為了延伸藥效學(xué)模型，用烷基取代苯基，合成的化合物也顯示了很好的廣譜抗菌活性。分子對(duì)接技術(shù)顯示，在烷基中氫鍵和范德華鍵的相互作用，白色念珠菌CYP51可以補(bǔ)償苯基缺失的π-π鍵相互作用。SAR顯示，連接子（X）在抗真菌方面有很大作用，通常，N-甲基和哌嗪基比六氫嘧啶和苯嘧啶-4-亞胺基要好，烷基的取代長(zhǎng)度在3-4個(gè)C原子，很多替代物連接到苯基末端，像鹵素和硝基，都顯示很好的活性[26-36]。

圖2 唑類(lèi)藥物的藥效團(tuán)模型

圖3 新型唑類(lèi)CYP51抑制劑結(jié)構(gòu)

本課題組合成并報(bào)道了一類(lèi)新的三唑二氧戊環(huán)類(lèi)化合物，通過(guò)驗(yàn)證對(duì)受試菌株：白假絲酵母菌、熱帶假絲酵母菌、近平滑假絲酵母菌、新生隱球菌都有很強(qiáng)的抑菌活性，并且反式結(jié)構(gòu)比順式結(jié)構(gòu)活性好。這為研究新型唑類(lèi)抗真菌抑制劑提供了一條新的研究途徑。[37]

圖4 三唑二氧戊環(huán)類(lèi)化合物

4 展望

唑類(lèi)藥物作為臨床上應(yīng)用最廣的抗真菌藥物，其毒副作用和耐藥性問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。因此對(duì)唑類(lèi)藥物進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)是抗真菌藥物研究中重要的方向，如：1、提高唑類(lèi)藥物的選擇性，降低藥物的毒副作用并提高藥物在體內(nèi)的生物利用度；2、將真菌基因組學(xué)，分子模擬技術(shù)和組合化學(xué)技術(shù)等先進(jìn)方法和技術(shù)應(yīng)用于唑類(lèi)抗真菌藥物的研究中； 3、開(kāi)發(fā)光學(xué)活性氮唑類(lèi)藥物，也有很大的研究空間。此外，對(duì)于非唑類(lèi)CYP51抑制劑的研究成為研究熱點(diǎn)，以海洋藥物、微生物活性代謝產(chǎn)物作為新型抗真菌藥物的研究方向也具有廣闊的前景。

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作者簡(jiǎn)介：

武瑾，女，第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)本科學(xué)員。

通訊作者：

劉娜，女，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：新型抗真菌藥物研究。

朱駒，男，教授，研究方向：新型抗腫瘤藥物研究。

基金資助：

國(guó)家自然科學(xué)基金（20972187）