近年来,各类抗生素与抗菌药耐药菌发展迅速。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)、耐万古霉素肠球菌(VRE)、超广谱β-内酰胺酶(ESBL)、AmpC酶与金属β-内酰胺酶(MBL)产生菌、多种耐药性结核杆菌(MDRMT)等的出现,给临床治疗造成严重困难,因而国内外都更加关注抗耐药菌药物的研发。中国医学科学院医药生物技术研究所张致平教授介绍了为控制耐药菌感染、探索抗耐药菌药物采用的三种基本策略。
积极研发创新抗菌药物
张致平说,研究具有新型化学结构、新作用机制、新作用靶位的新抗菌药是克服病原菌耐药性的有效途径。近年已有三种主要抗革兰氏阳性(G+)耐药菌的新药和两种具有新作用机制的强力抗真菌抗生素上市,还有一些颇具前景的化合物正在研究之中。
新链阳霉素(奎奴普汀/达福普汀30∶70)由链阳霉素经修饰制得。与细菌核糖体50S亚基结合,抑制蛋白合成。对G+菌有很强的抗菌作用,包括MR鄄SA、PRSP、VRE。
利奈唑酮为全新的合成的恶唑烷酮类化合物。与细菌核糖体结合,妨碍翻译过程中70S′起始复合物的形成,抑制蛋白质的合成。对葡萄球菌、肺炎链球菌、酿脓链球菌、粪肠球菌、屎肠球菌等G+菌有强大的抗菌活性,对MRSA、PRSP、VRE仍然保持高度活性。
达托霉素为酸性脂肽类抗生素,通过改变细菌细胞膜电位,阻断细胞膜输送氨基酸,干扰肽聚糖合成。对各种G+球菌,包括MRSA、VRE等有强大杀菌作用。
卡泊芬净由PnenumocandinB0半合成制得的半合成脂肽类抗生素,抑制β-1,3-葡聚糖合成酶活性比原抗生素强70~100倍。对曲霉菌属和念珠菌属有强大的抗真菌作用,对若干丝状真菌也有作用。适应证为侵袭性曲霉菌病与念珠菌病。
米卡芬净由PneumocandinA0修饰制得。对念珠菌属、曲菌属具有广泛抗真菌作用,对耐氟康唑与依曲康唑的念珠菌亦有作用。对念珠菌的作用是杀菌,对曲霉菌属则是抑制发芽与菌丝延长。
现有药物的结构修饰
在作用机制和耐药机理与构效关系研究成就的指导下,修饰现有抗生素与合成抗菌药的结构,是寻找抗耐药性细菌药物的另一重要途径。
张致平介绍,近年经结构修饰开发成功的新药有抗生素3种(泰利霉素、比阿培南、益他培南),合成抗菌药4种(巴洛沙星、帕珠沙星、鲁利沙星、吉米沙星),抗真菌药两种(伏立康唑、磷氟康唑)。
β-内酰胺类抗生素克服β-内酰胺类抗生素耐药菌的策略有三,一是β-内酰胺酶抑制剂与抗生素合用,保护抗生素免遭分解;二是修饰抗生素结构,降低酶底物结构适应性;三是修饰抗生素结构,增强青霉素结合蛋白的亲和力。如比阿培南和益他培南就是通过改变青霉素主核,降低底物结构适应性而研发的新抗生素。
氨基糖苷类抗生素氨基糖苷类抗生素的耐药机制是细菌产生氨基糖苷磷酸转移酶、乙酰转移酶、核苷转移酶等修饰酶,使特定的羟基或氨基发生磷酸化、乙酰化或腺苷化而失效。因此,选择地消去氨基糖苷分子中的某些羟基、烷化氨基、以羟基氨基酸酰化特定的氨基,可有效地克服耐药性。如地贝卡星、奈替米星、阿米卡星、阿贝卡星等。
大环内酯类抗生素大环内酯类抗生素耐药机制为:作用靶位变异,降低大环内酯对核糖体的亲和性;细菌细胞膜渗透性降低;主动外排进入菌体内的药物;产生分解大内酯环或修饰特定基团的灭活酶等。在克服耐药性探索中发现酮内酯、酰内酯、去氢内酯、大环内酯-4′-氨碳酸酯四个系列有前景的结构。如2001年上市的具有酮内酯结构的泰利霉素对大环内酯耐药菌尤其对肺炎球菌有很强的作用,用于呼吸系统感染。
喹诺酮类抗菌药近年来上市的喹诺酮类药物有莫替沙星、佳替沙星、吉米沙星,正在开发中的有西他沙星、DC-756、DQ-113、DW-286、HSR-903、T-3811等。如吉米沙星可均衡地作用于两个靶位(细菌DNA促旋酶与DNA拓扑异构酶IV),抗菌性能优于现有应用品种。巴洛沙星抗葡萄球菌、肺炎链球菌、肠球菌等G+菌的活性比氧氟沙星、环丙沙星强,与妥舒沙星相似,对支原体、衣原体的活性也比氧氟沙星、环丙沙星强。
唑类抗真菌药近年上市可用于深部真菌感染的唑类抗真菌新药有伏立康唑、磷氟康唑。伏立康唑对耐氟康唑的念珠菌属有良好作用,抗曲霉菌属作用比依曲康唑强,适用于侵袭性曲霉菌病及严重真菌感染。磷氟康唑是氟康唑的前药,溶解性好,可减少输液量,减轻循环系统负担,适用于念珠菌属、隐球菌属真菌引起的真菌血症、呼吸、消化道、尿路真菌病、腹膜炎、脑膜炎等。
研发抗菌药物辅助剂
张致平指出,除对抗菌药物自身的研究不断深入外,现在很多研究机构已经将重心转移到那些对抗菌药物发挥抗感染作用有协同、调节作用的辅助剂研究上。比较被人们关注的抗菌药物辅助剂主要有下列几种。
抗菌增强剂β-内酰胺增强剂MC-270252、MC-200616与β-内酰胺类抗生素并用可使抗MRSA的最小抑菌浓度大幅度下降。抗真菌增强剂DU-6859a本身无抗真菌活性,但与两性霉素B、唑类抗真菌药合用对白色念珠菌有明显的增效作用。
抗生素灭活酶抑制剂临床分离的β-内酰胺类抗生素耐药菌绝大多数是β-内酰胺酶产生菌,并用β-内酰胺酶抑制剂当可克服此种耐药性。近年来发现的新β-内酰胺酶抑制剂有C型β-内酰胺酶抑制剂,金属β-内酰胺酶抑制剂,抑制A、B、C、D型酶的广谱β-内酰胺酶抑制剂。
增强药物膜渗透性在抗生素作用下,细菌外膜发生变异,药物不能渗入,是细菌出现耐药性的普遍机制之一。设法启动新的通透孔道,提高药物渗透性,或并用渗透性促进剂均可改善此种耐药性。若干带有儿茶酚或羟吡酮部分结构的头孢菌素,如LB-10517与MT-0703-S等可经由铁转运体系介导透过菌膜,对起因于Porin蛋白变异的亚胺培南耐药性绿脓杆菌有抗菌活性,对耐氧氟沙星的绿脓杆菌亦有作用。
外排泵抑制剂细菌细胞膜上存在一类蛋白,在能量支持下,可将药物选择或非选择性地泵出胞外,使菌体内的药物浓度降低而导致耐药。这是细菌获得耐药性的又一普遍机制。抑制此类蛋白(外排泵)可改善耐药性。近年发现多种外排泵抑制剂,如Tet泵抑制剂13-CPTC与多西环素合用可抗耐四环素的大肠埃希菌等细菌。NorA泵抑制剂INF-271可抑制NorA泵,增强环丙沙星对NorA表达细菌与多重耐药性金黄色葡萄球菌的活性。
张致平在总结时表示,随着科学的进步,病原微生物基因组全序列的了解,抗微生物新靶位的陆续发现,新筛选模型的创建,微生物耐药性分子机制的进一步阐明,组合化学、组合生物合成,高通量筛选程序的应用,我们必将战胜耐药菌的挑战,在与细菌的长期斗争中获得胜利。
经济贸易的全球化:细菌耐药性监测任重道远
随着经济贸易的全球化,细菌耐药菌株也在国际间开始传播,从而导致了细菌对抗生素耐药现象的全球化。中国药品生物制品检定所所长金少鸿在会上介绍了我国细菌耐药性监测的情况,并强调,加强细菌耐药性监测,尤其是全球性的细菌耐药性监测意义重大。
监测的目的和意义
细菌耐药性监测工作是“系统收集、整体分析和全面评价并向社会公众发布、解释监测数据的社会公益性事业”。金少鸿说,耐药性监测的主要目的有六点:一是确定地区和部门的细菌耐药性现状,指导临床抗感染的经验治疗和制定或修正医院内感染控制政策;二是监测细菌耐药性变化,确定某种抗生素的使用范围和时间;三是预测细菌耐药性变化趋势,提供有关耐药性机理的某些信息;四是掌握耐药菌株在特定人群的分布、发展和传播给其他人群的信息,为遏制细菌耐药性蔓延提供参考依据;五是确定遏制细菌耐药性传播措施的可靠性和有效性;六是帮助研究机构和制药公司有目的地开发新的抗生素。
细菌耐药性的传播与分布是复杂的,受多种因素的影响和制约。由于耐药性发展的多因素性,耐药的基因物质和耐药表型会随国家、地区、城市和社区的不同而不同。病原菌的分离、鉴定和耐药谱型的确定需要时间,临床医生在确定抗感染治疗方案时,并非总能及时得到可靠的实验结果。况且,有时病原菌的分离、鉴定和耐药谱型的确定也很难保证成功,这将直接影响治疗结果。因此,细菌耐药性监测在很多方面将满足临床医生对细菌耐药性信息的需求。
金少鸿认为,耐药性的复杂性和难预知性的现状与持续不断地开展监测活动并不矛盾;不能简单地将一个地区的细菌耐药性情况推断到另一地区,因此各个地区的监测工作不容忽视。他还指出,虽然有时某些细菌的耐药性已经较稳定,但发生变化的现象也时有发生,这也体现了监测工作的长期性和不可间断性。
发挥已有监测网作用
由于细菌耐药性监测是一项社会公益性事业,目前国家尚无专项经费支撑和统一管理。因此,我国至今尚未建成一个以国家行政管理机构领导的、统一的、权威的、信息资源共享的细菌耐药性监测系统,仅有部分医药卫生研究单位组织的细菌耐药性监测网。正是这些监测网的建立,为我国细菌耐药性研究提供了必要的基础数据。
金少鸿介绍,国内主要的和有影响的细菌耐药性监测网有:
地区性细菌耐药性监测网:上海复旦大学附属华山医院抗生素研究所组织的上海地区细菌耐药性监测网,已开展细菌耐药性监测工作多年,共有11家医院参加,积累了大量本地区耐药性资料。
跨地区细菌耐药性监测网:以北京大学临床药理研究所为牵头单位的中国细菌耐药监测研究组和中国医学科学院北京协和医院组织的医院内病原菌耐药性监测网。这两个跨地区细菌耐药性监测网网络,分别涵盖了全国9个城市13家大型医院和10个城市32家医院,且监测范围正在逐年扩大。
国家细菌耐药性监测网:以中国药品生物制品检定所牵头的国家细菌耐药性监测网。国家细菌耐药性监测中心成立于1985年,1997年开始建立国家细菌耐药性监测网,并参与世界卫生组织的监测网工作,至今已在全国12个省、市、自治区建立了地方监测网,82家医院参加中心组织的监测工作。
由于我国城市与农村的医疗条件有较大的区别,因此使用抗生素的种类和频率有所不同,有可能导致细菌对抗生素的耐药性方面有一定的差异,为了解县级医院的细菌耐药性现状,2001年在湖北省建立了有14家县级医院参加的县级医院细菌耐药性监测网。尽管收集到的菌株数尚不多,但通过对比分析可初步发现,同一类菌株在不同地区确实有所不同。
正视问题加强合作
金少鸿表示,细菌耐药性监测与研究虽然取得了一定的成绩,但还有许多工作需要开展,如抗生素使用量与菌株耐药性变化之间的量化研究;抗生素处方中种类和使用量与分离菌株耐药性的关系;监测系统内网络连接及不同监测系统间网络连接与资源共享;食源性病原菌耐药性监测等。
目前国内虽然已经建立了多个细菌耐药性监测网,但不同监测网之间尚缺乏足够的协作。金少鸿认为,加强各监测网之间的合作,将不同监测数据进行整合和共享无疑会大大促进细菌耐药性监测工作的发展。不同监测系统、不同的试验方法之间数据的对比将对监测工作的改进起到极大的推动作用。因此,细菌耐药性监测的数据共享,建立真正全国性的细菌耐药性监测协作组织,对于促进这一项社会公益事业具有重要意义。
金少鸿强调,虽然国内有关医药卫生单位在细菌耐药性监测方面做了大量工作,但仍需加大细菌耐药性的监测力度、加强各监测网间的相互协作精神。国家有组织的协调工作,是监测管理措施成功与否的关键。只有在政府的指导下,加强各级医院、研究机构和制药公司等的全方位合作,才会真正给人类的健康事业带来不可估量的社会效益。(http;//www.bioon.com)