抗真菌藥物的作用靶位的改變課件

抗真菌藥物的作用機制及耐藥性抗真菌藥物的作用機制及耐藥性1第一節(jié)抗真菌藥物發(fā)展簡介

第一節(jié)抗真菌藥物發(fā)展簡介2第一個發(fā)現(xiàn)并被用于臨床的為上世紀30年代末，從微生物發(fā)酵代謝產(chǎn)物中分離得到的灰黃霉素；1944年報道了唑類化合物的抗真菌作用；1949年從微生物代謝產(chǎn)物中分離得到了制霉菌素；1956年報道了兩性霉素B的抗真菌活性；1958年灰黃霉素被用于臨床；同年，上市了第一個唑類抗真菌藥物；1960年兩性霉素B被用于臨床；1962年報道了氟胞嘧啶（flucytosine）的抗真菌活性；1969年咪康唑和克霉唑（clotrimazole，局部）被用于臨床；1974年依康唑被用于臨床；1978年描述了阿莫羅芬（amorolfine）；1979年咪康唑parenreral制劑在英國上市；第一個發(fā)現(xiàn)并被用于臨床的為上世紀30年代末，從微生物發(fā)酵代謝31981年酮康唑口服制劑在美國得到批準上市；同年第一個烯丙胺類藥物萘替芬（naftifine）進入臨床試驗；1987年開始研究開發(fā)多烯類藥物的脂質體制劑；1988年開始試驗第一個棘白菌素類（echinocandins）藥物；1990~1992年氟康唑和依曲康唑開始在美國使用；1993~1995年報道了第二代三唑類抗真菌藥物；1995~1996年通過了第二個烯丙胺類藥物特比萘芬（terbinafine），以及通過了兩性霉素B脂質體制劑；1997年通過了依曲康唑口服溶液制劑；2001年上市了第一個棘白菌素類藥物caspofungin；2002年上市了第二個棘白菌素類藥物magfungin。1981年酮康唑口服制劑在美國得到批準上市；同年第一個烯丙胺4在20世紀80年代中葉前的近三十年來，盡管兩性霉素B的神經(jīng)毒性比較大，但由于沒有更好的治療藥物而一直作為控制臨床真菌感染的主要藥物。直到20世紀80年代后期和90年代研究開發(fā)了咪唑類和三唑系（triazoles）抗真菌藥物，使在臨床上能夠有效地控制局部和系統(tǒng)性真菌感染疾病。特別是三唑系的氟康唑，由于其安全有效和低毒，在問世不到十年的時間內，僅在美國就已經(jīng)治療了1600多萬真菌感染病人，包括30多萬AIDS病人。但隨著這類藥物的使用，不斷有出現(xiàn)耐藥性真菌的報道。與細菌耐藥性的研究比較，對真菌耐藥性的研究還是非常有限的。在20世紀80年代中葉前的近三十年來，盡管兩性霉素B的神經(jīng)毒5第二節(jié)

真菌耐藥性與細菌耐藥性的異同點第二節(jié)

真菌耐藥性與細菌耐藥性的異同點6主要不同點一是真菌的細胞結構和生活史與細菌的具有較大的差別，如大多數(shù)真菌具有二倍體性質和其生活周期較長；二是藥物的作用靶位不同，如大多數(shù)抗細菌藥物的作用靶位是抑制細菌細胞壁重要組分肽聚糖的合成，而大多數(shù)抗真菌藥物的作用靶位是抑制真菌細胞膜重要組分麥角甾醇的合成或抑制其功能的發(fā)揮。主要不同點一是真菌的細胞結構和生活史與細菌的具有較大的差別，7不同抗菌藥物的協(xié)同作用單獨使用抗細菌藥物RNA聚合酶抑制劑利福平時無抗真菌活性，但當與兩性霉素B合并用藥時，對多種真菌具有活性。產(chǎn)生這一協(xié)同作用的原因是由于兩性霉素B對真菌細胞膜的作用而增加了細胞對利福霉素的吸收。不同抗菌藥物的協(xié)同作用單獨使用抗細菌藥物RNA聚合酶抑制劑利8不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用兩性霉素B和核苷類抗真菌藥物5-氟胞嘧啶（5FC）于念珠菌感染的老鼠模型，同樣能夠產(chǎn)生協(xié)同效應。產(chǎn)生這一協(xié)同效應的原因推測為由于兩性霉素B與細胞膜上麥角甾醇的交互作用導致細胞膜結構的改變，從而促進了5FC的吸收。不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用兩性霉素B和核苷類抗真菌藥物59不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗生素和蛋白質抑制劑氨基糖苷類抗生素，對腸球菌也能夠產(chǎn)生作用機制相似的協(xié)同作用如，體外合并使用青霉素和鏈霉素于糞腸球菌時，在胞內測得的鏈霉素的濃度比單獨使用鏈霉素時的要高。但是，兩性霉素B與5FC的協(xié)同作用與上面的機制有所不同，細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗生素和蛋白質抑制劑氨基糖苷類抗生素的協(xié)同作用是相繼發(fā)揮的而不是同時發(fā)揮的。不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗10耐藥機制的不同點到目前為止，細菌通過改變抗菌藥物的分子結構，以使藥物難以到達作用靶位并與之結合而發(fā)揮抗菌作用的耐藥性機制（這是細菌對?-內酰胺類抗生素、氨基糖苷類抗生素和糖肽類抗生素等藥物產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制），以及改變抗菌藥物作用靶位的作用機制等，對于真菌耐藥性來說，還沒有被確證。盡管有一篇報道皮膚寄生的真菌能夠降解制霉菌素，但沒有足夠的理由證明這是造成真菌耐藥性的主要原因。而已有的研究表明：抗真菌藥物的作用靶位的改變，降低藥物與作用靶位的接觸是真菌產(chǎn)生耐藥性的主要機制。

耐藥機制的不同點到目前為止，細菌通過改變抗菌藥物的分子結構，11耐藥機制的不同點再則，從基因水平的研究來看，細菌產(chǎn)生高度耐藥的一個主要原因是由于帶有耐藥性基因的載體的相互傳遞所致，如質粒、轉座子和噬菌體等；而對真菌耐藥性的研究，目前只發(fā)現(xiàn)是由于廣泛與藥物接觸而產(chǎn)生的選擇壓力所致。耐藥機制的不同點再則，從基因水平的研究來看，細菌產(chǎn)生高度耐藥12第三節(jié)

抗真菌藥物的作用機制與真菌耐藥性機制第三節(jié)

抗真菌藥物的作用機制與真菌耐藥性機制13抗真菌藥物的作用機制抗真菌藥物的作用靶位集中在細胞表面：干擾細胞膜的合成如唑類藥物氟糠唑等和多烯大環(huán)內酯類如兩性霉素B等；干擾細胞壁中幾丁質的合成如日光霉素和多氧霉素等；干擾細胞壁中1,3-β-葡聚糖的合成如卡帕芬凈等；干擾細胞表面甘露糖蛋白復合物的合成如pradimicin等.抗真菌藥物的作用機制抗真菌藥物的作用靶位集中在細胞表面：干擾14一、作用于真菌細胞膜的

抗真菌抗生素和合成藥物目前在臨床上廣泛使用的這類抗真菌藥物有三種結構類型：唑類；多烯類；烯丙胺硫代氨基甲酸酯類（allylaminethiocarbamates）。這類藥物的作用靶位為真菌細胞膜的主要組成——麥角甾醇。一、作用于真菌細胞膜的

抗真菌抗生素和合成藥物15不同抗真菌藥物的作用靶位

不同抗真菌藥物的作用靶位16（一）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成

的抗真菌合成藥物

1、唑類抗真菌藥物目前應用于臨床的這類藥物包括有：咪康唑、依康唑、酮康唑、氟康唑、依曲康唑、奧昔康唑（oxiconazole）、酮康唑（terconazole）、噻康唑（tioconazole）等，特別是氟康唑，由于其具有良好的臨床效果和安全性，因而被廣泛地使用。但是，隨著這類藥物的廣泛使用，耐藥性真菌出現(xiàn)的頻率愈來愈高，從而鞭策人們不斷地去開發(fā)征服抗耐藥性真菌的新一代藥物。（一）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成

的抗真菌合成藥物

1、唑17酮康唑克霉唑依曲康唑氟康唑依康唑

酮康唑18咪康唑奧昔康唑特康唑噻康唑咪康唑191）、唑類抗真菌藥物的作用機制

麥角甾醇作為構成真菌細胞膜的重要成分，對于維持細胞膜的流動性、生物調節(jié)以及立體結構等起著重要的作用，而構成細胞膜的甾醇應該是C-14位去甲基的。已有的研究表明：唑類抗真菌藥物的主要作用靶位是血紅素蛋白，該蛋白共催化抑制依賴于細胞色素P450的羊毛甾醇（lanosterol）的14α-去甲基；而當14α-去甲基酶的活性受到抑制，則不能合成麥角甾醇而只能累積諸如羊毛甾醇、4，14-二甲基酵母甾醇（4，14-dimethylzymosterol）、24-亞甲基二氫羊毛甾醇（24-methylenedihydrolanosterol）等14α-甲基化的甾醇前體，由這樣的甾醇構成的真菌細胞膜的結構和功能都發(fā)生了變化。1）、唑類抗真菌藥物的作用機制

麥角甾醇作為構成真菌細胞膜的201）、唑類抗真菌藥物的作用機制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等除了抑制14α-去甲基酶的活性外，對存在于膜上的其他一些有關的酶也具有抑制活性：如用新近開發(fā)的voriconazole處理白念珠菌時發(fā)現(xiàn)有酵母甾醇和角鯊烯（squalene）的累積，但還不清楚造成這一結果的原因是由于voriconazole與細胞膜上的一些與麥角甾醇合成有關的酶發(fā)生交互作用，還是由于14α-去甲基酶的活性被抑制后產(chǎn)生的次級效應所致。另外，這類藥物的作用機制與作用對象有關如，氟康唑和依曲康唑除了抑制新型隱球酵母的14α-去甲基酶的活性外，還能夠抑制將鈍葉鼠曲草素酮（obtusifolione）還原成為相應的醇（obtusifoliol），從而導致甲基化的甾醇前體累積。1）、唑類抗真菌藥物的作用機制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等21FLU:氟康唑；ITRA:依曲康唑；VOR：voriconazole；TERB：特比萘芬FLU:氟康唑；222）、真菌對唑類抗真菌藥物的耐藥性機制真菌對唑類藥物產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制是由于藥物的作用靶酶結構發(fā)生修飾，或是降低了這類藥物與靶酶接觸的機會，或是兩者同時兼之。還沒有發(fā)現(xiàn)由于藥物結構被修飾而造成耐藥性的作用機制。

2）、真菌對唑類抗真菌藥物的耐藥性機制231：靶酶過量產(chǎn)生；2：藥物結構被改變；3：藥物被外排蛋白泵出；

4：藥物在細胞壁水平/細胞膜水平被阻止；5：細胞由于藥物的作用而產(chǎn)生的補償途徑以使細胞保持活性；6：某些能夠將鈍化的藥物轉化為活性藥物的酶被抑制；7：細胞產(chǎn)生某些能夠降解藥物的酶并分泌至胞外。

1：靶酶過量產(chǎn)生；2：藥物結構被改變；3：藥物被外排蛋白泵出24真菌對唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的生物化學機制

作用機制原因備注藥物作用靶位改變（14α-甾醇去甲基酶）靶位發(fā)生改變致使藥物不能與之結合，但不改變與外源底物的結合能力靶位有活性，但對藥物的親和力降低甾醇生物合成改變缺乏△5,6-去飽和酶導致14α-甲基fecosterol的積累，而不是麥角甾醇的積累胞內靶酶合成量減低細胞膜中脂和甾醇改變，特異性藥物外排泵過量表達（CDR1、PDR5和BEN）透過細胞膜的能力降低；主動外排泵靶酶合成量增加靶酶拷貝數(shù)增加麥角甾醇過量合成，導致氟康唑和依曲康唑的交叉耐藥性真菌對唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的生物化學機制作用機制原因備注252、烯丙胺類抗真菌藥物

1）、烯丙胺類抗真菌藥物的作用機制雖然與其他麥角甾醇生物合成抑制劑類抗真菌藥物的結構不同，烯丙胺類的特比萘芬和萘替芬的作用機制也是抑制麥角甾醇的生物合成。特比萘芬在體內外對皮膚真菌具有很強的抗菌活性，并對某些唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的菌株也有效。2、烯丙胺類抗真菌藥物

1）、烯丙胺類抗真菌藥物的作用機制26特比萘芬萘替芬特比萘芬和萘替芬的化學結構特比萘芬27（二）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成的多烯類抗真菌抗生素

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制

在早期研究多烯類藥物對敏感菌的作用過程中，通過外源加入甾醇類物質能夠明顯降低培養(yǎng)物對藥物的敏感性，從而支持了多烯類藥物的抗菌作用是通過與細胞膜上的甾醇作用來實現(xiàn)的這一觀點。由于藥物首先與外源加入的甾醇物質發(fā)生生物化學作用，而使細胞膜上的甾醇免遭藥物的作用。（二）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成的多烯類抗真菌抗生素

1281、多烯類抗真菌抗生素的作用機制抗生素發(fā)揮作用時首先與膜結合,其結合程度與膜內甾醇含量成正比。結合后生成的膜——抗生素復合物,使細胞質膜結構發(fā)生改變,在膜脂質雙層中形成由多烯大環(huán)內酯抗生素與膽固醇結合的環(huán)狀化合物,構成親水通道,致使細胞內容物向胞外泄漏。所泄漏的物質種類與抗生素的性質、濃度及作用時間有關,如鉀離子、無機磷、有機磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋白等,從而產(chǎn)生殺菌作用。

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制抗生素發(fā)揮作用時首先與膜結合291、多烯類抗真菌抗生素的作用機制利用這一特性,結合使用一些原先不能通過真菌胞膜的藥物,使其發(fā)揮作用,菲律賓菌素與甾體結合后形成的復合物在膜內發(fā)生重排,以至膜結構破壞成為碎片,從而使真菌被殺死。這類抗生素的毒副作用是由于其對細胞質膜脂質雙層中的固醇類結合專一性不強而損傷正常人體細胞所引起的。

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制利用這一特性,結合使用一些原30A：由兩性霉素B在細胞膜上產(chǎn)生的孔道；

B:兩性霉素B與細胞膜上的膽甾醇以氫鍵的形式結合，從而破壞細胞膜的結構產(chǎn)生孔道

A：由兩性霉素B在細胞膜上產(chǎn)生的孔道；

B:兩性霉素B與細31兩性霉素B的應用兩性霉素B適用于治療大多數(shù)深部真菌病,如隱球菌、假絲菌、曲霉菌、毛霉菌、球孢子菌、膜組織胞漿菌和芽生菌等引起的各種臟器和全身感染；也可用于治療皮膚和粘膜真菌病,以及使用廣譜抗生素時預防并發(fā)真菌病。兩性霉素B可作為全身或深部真菌感染的首選藥物,如隱球菌腦膜炎、真菌性菌血癥、真菌性心內膜炎、肺部真菌感染、真菌性腸炎、真菌性角膜潰病及陰道炎等。兩性霉素B的應用兩性霉素B適用于治療大多數(shù)深部真菌病,如隱球32兩性霉素B的應用盡管兩性霉素B是一個最為重要的抗真菌藥物，但由于其較窄的治療指數(shù)（therapeuticindex），使其在臨床應用上受到了一定的限制。為了改變這一不足，近年來，對兩性霉素B脂質體的研究取得了很大的成功。目前已經(jīng)有多種兩性霉素B脂質體劑型被用于臨床，從而有效地改善了高劑量使用時對哺乳細胞的毒性。因為在脂質體中，藥物能夠定向地到達真菌細胞膜，與細胞膜中麥角甾醇發(fā)生作用。

兩性霉素B的應用盡管兩性霉素B是一個最為重要的抗真菌藥物，但33兩性霉素B兩性霉素B和制霉菌素A1的化學結構兩性霉素B兩性霉素B和制霉菌素A1的化學結構342、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生耐藥性的作用機制Fryberg在研究一組耐藥性白念珠菌時發(fā)現(xiàn)：耐藥性的產(chǎn)生是由于麥角甾醇的生物合成途徑受阻，而耐藥性的高低與細胞膜中累積的麥角甾醇中間體的種類有關，如累積?8-甾醇中間體的菌株對多烯類藥物的耐受性程度比累積?7-甾醇中間體的菌株的耐受性要高，而其又比累積?5，7-甾醇中間體的菌株的耐受性要高。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生耐藥性的作用機制Fryber352、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制Kelly等對兩株（一株是用藥前，另一株為用藥后）來自于用抗真菌藥物治療失敗的愛滋病病人的新型隱球酵母（Cryptococcusneformans）進行了研究，發(fā)現(xiàn)菌株的耐藥性與細胞膜中甾醇的種類有關：用藥后采集的一株耐藥菌，其因為缺失?8，7-甾醇異構酶而導致麥角甾-5,8,22-二烯醇、麥角甾-8,22-二烯醇、fecosterol和麥角甾-8-烯醇的累積，而沒有麥角甾醇的合成（其是用藥前菌株細胞膜的主要甾醇成分）。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制Kelly362、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制最近，Mbongo等進行兩性霉素B對杜氏利什曼原蟲（Leishmaniadonovani）的耐藥性研究發(fā)現(xiàn)：其細胞膜中的麥角甾醇結構發(fā)生了改變，致使細胞膜的流動性發(fā)生了變化以及減低了藥物對細胞膜的親和力。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制最近，Mb372、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制盡管早在20世紀70年代初，Capek和Simek報道了在皮膚寄生的真菌中有一種誘導酶系統(tǒng)能夠降解制霉菌素，但至今還沒有發(fā)現(xiàn)類似的報道。因此，由于藥物結構被修飾或被破壞不是造成真菌耐藥性的主要作用機制。同樣，由于多烯類藥物不需進入菌體胞內發(fā)揮作用，因此，外排機制似乎也不是產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制盡管早在238（三）、作用于真菌細胞膜中

鞘磷脂的抗真菌抗生素

鞘磷脂是真菌和哺乳動物細胞膜必要的組成成分，借其信號傳導來控制細胞的分裂、增殖和凋亡。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的這類抗真菌抗生素有：來源于出芽短梗霉（Aureobasidiumpullulans）代謝產(chǎn)物的aureobasidins、來源于小單胞菌的rustmicin（galbonolideA）和galbonolideB、來源于哥斯達利加植物真菌的khafrefungin，以及來源于其他微生物代謝產(chǎn)物的多球殼菌素（myriocin）、脂黃菌素（lipoxamycin）、鞘脂菌素（sphingofungins）和綠啶菌素（vindofungins），另外，由真菌代謝產(chǎn)物分離得到的澳蒼螺菌素（australifungin）可以抑制神經(jīng)鞘氨醇N－乙酰轉移酶（此酶使神經(jīng)鞘氨醇酯化為神經(jīng)酰胺）。（三）、作用于真菌細胞膜中

鞘磷脂的抗真菌抗生素

鞘磷脂是真39鞘磷脂的生物合成途徑以及一些藥物的作用位點鞘磷脂的生物合成途徑以及一些藥物的作用位點40抗真菌藥物的作用靶位的改變課件41（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素BacillomycinF、L和iturinA等的作用機制為影響細胞膜表面張力，形成膜表面小孔，從而導致胞內鉀離子和其他有用離子的泄露。SyringomycinE(SE)、syringostantinA和syringotoxinB等的作用機制為增加鉀、氫和鈣等離子的轉膜流出，以及增加植物和酵母質膜的膜電位。SE形成電位敏感的離子通道，改變蛋白磷酸化和H+-ATP酶活性。Syringomycins對酵母的結合位點為麥角甾醇。（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素42iturinA的化學結構（IturineA：R=alkyl)iturinA的化學結構（IturineA：R=43（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素很多細菌和真菌能夠產(chǎn)生許多具有抗真菌活性的肽類化合物。這些肽類抗真菌抗生素的主要作用機制是干擾真菌細胞的表面結構。另外，最近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，在一些哺乳類的細胞中和昆蟲的細胞中存有被稱為抗菌肽的一類物質，其具有很強的抗細菌和抗真菌活性。有些已經(jīng)能夠通過基因工程技術在微生物系統(tǒng)中制備。這些抗菌肽對真菌的主要作用機制是溶解細胞壁，從而達到抗菌作用。（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素很多細菌和44一些細菌和真菌所產(chǎn)生的肽類抗真菌抗生素的一些特性

一些細菌和真菌所產(chǎn)生的肽類抗真菌抗生素的一些特性45一些哺乳類細胞中產(chǎn)生的抗真菌肽類物質的有關特性一些哺乳類細胞中產(chǎn)生的抗真菌肽類物質的有關特性46一些昆蟲細胞中產(chǎn)生的抗菌肽的特性

一些昆蟲細胞中產(chǎn)生的抗菌肽的特性47植物來源的具有抗真菌活性的多肽

植物來源的具有抗真菌活性的多肽48二、作用于真菌細胞壁合成的抗真菌抗生素

真菌細胞壁中含有特殊的甘露聚糖、幾丁質、α-和β-葡聚糖成分，這就為尋找具有毒性差異抗真菌藥物提供了基本思路和方法。尤其是對β-葡聚糖合成酶抑制劑的研究取得了顯著的成果。但在很長一段時間內，僅發(fā)現(xiàn)脂肽類如棘白菌素類（echinocandins）和阜孢殺菌素類（papulacandins）兩類結構的化合物具有抑制（1,3）-β-葡聚糖合成酶的活性。最近以來，從微生物發(fā)酵代謝產(chǎn)物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種不同結構的化合物具有這一生物活性如，pneumocandins類、牟倫多菌素類（mulundocandins）和萜類化合物等。二、作用于真菌細胞壁合成的抗真菌抗生素

真菌細胞壁中含有特殊49（一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Echinocandins類藥物的發(fā)現(xiàn)Echinocandins是20世紀70年代發(fā)現(xiàn)的一種天然產(chǎn)物,能夠非競爭性地抑制β-1,3-葡聚糖合成酶的活性。Echinocandin這一名稱最初指的是一類具有相同的環(huán)狀多肽核心和不同的脂肪酸側鏈的環(huán)狀脂肽類天然抗真菌產(chǎn)物，而現(xiàn)在echinocandin家族則包括echinocandins、cilofungin、pneumocandins、aculeucins、mulundocandin以及WF11899等成員。其中echinocandins和pneumocandins類藥物是研究得最為深入并且已經(jīng)得到臨床應用的兩類抗真菌藥物。（一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Ec50一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Echinocandins及Pneumocandins類藥物的發(fā)現(xiàn)Pneumocandins是由Zalerionarboricola（ATCC20868）產(chǎn)生的一類天然產(chǎn)物。由于這是一類對卡氏肺囊蟲（Pneumocystiscarinii）有效的抗真菌藥物因此被命名為pneumocandins。ZalerionArboricola最初是在1972年由Buczacki從受傷或者腐爛的松樹傷口處分離得到的，這種菌能夠抑制引起樹干潰爛的Trichoscyphellawilkommii的生長，后來默克公司的研究人員又從西班牙馬德里附近的池塘中分離得到這種菌，并且利用HPLC生物自顯影技術對其發(fā)酵液進行研究，最終獲得了pneumocandins類化合物。一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Ech512、Echinocandins及Pneumocandins類藥物的結構及分類

1）EchinocandinsEchinocandins主要有三種類型：B、C以及D，其中echinocandinB是最主要的類型，它是由構巢曲霉（Aspergilusnidulans）和A.rugulosus產(chǎn)生的。Echinocandins主要是對卡氏肺囊蟲和白假絲酵母具有較強的抗菌活性，但是由于其?；鶄孺湹拇嬖冢虼司哂幸欢ǖ娜苎拘?，故而這一類抗生素還未被應用于臨床。

2、Echinocandins及Pneumocandins522）Echinocandin類似物

由于天然存在的echinocandins類藥物具有較大的毒性，因此人們通過對其進行結構改造，獲得了一些具有抗真菌活性的echinocandin衍生物（被命名為LY復合物）。其中最主要的是LY121019（cilofungin）和LY303366（anidulafungin）。前者由于其毒性和劑型（不溶于水）問題以及對卡氏肺囊蟲肺炎（PCP）的活性較低，目前已經(jīng)終止了研究開發(fā)；后者已經(jīng)進入Ⅲ期臨床階段。

2）Echinocandin類似物

由于天然存在的echin53EchinocandinB和anidulafungin的化學結構

EchinocandinB和anidulafungin的化54WF11899A和米卡芬凈

在從微生物代謝產(chǎn)物中篩選抗真菌抗生素的過程中，從ColeophomaempetriF-11899的發(fā)酵液中發(fā)現(xiàn)了具有類似echinocandin的脂肽化合物FR-901379（WF11899A），該化合物具有水溶性的特性。其環(huán)脂肽結構上帶有一個磺酸基團和在N-末端帶有一個脂肪?；鶊F。它在體內對白念珠菌具有很強的抗菌活性，但彌散性曲霉感染小鼠模型上無效。根據(jù)對echinocandin結構改造獲得的信息：環(huán)脂肽結構N-末端的脂肪?；牟煌渌幬锏目咕钚院投拘缘母淖兒艽?，由此對FR-901379進行了大量的結構修飾，最終獲得了米卡芬凈（micafungin，F(xiàn)K463）。

WF11899A和米卡芬凈

在從微生物代謝產(chǎn)物中篩選抗真菌抗55從微生物代謝產(chǎn)物FR-901379制備米卡芬凈的過程

從微生物代謝產(chǎn)物FR-901379制備米卡芬凈的過程56Pneumocandins和卡帕芬凈卡帕芬凈（L743872，Mk-0991，caspofungin）為pneumocandinB0的半合成衍生物，已經(jīng)在2001年由默克公司（Merk＆Co.）在美國作為一種抗真菌藥物（主要為曲霉）推出上市。Pneumocandins和卡帕芬凈卡帕芬凈（L74387257PneumocandinB0和caspofungin的化學結構

PneumocandinB0和caspofungin的化58Echinocandins類抗生素的作用機制

其主要作用機理是能夠非競爭性的抑制真菌細胞壁中β-1,3-葡聚糖合成酶的活性，進而引起真菌細胞壁的裂解以及細胞內外滲透壓的改變從而將真菌細胞徹底殺死。

Echinocandins類抗生素的作用機制59Echinocandins類抗生素的作用機制只存在于真菌細胞而哺乳動物細胞中所不具備的細胞壁其主要的大分子成分是幾丁質、β-葡聚糖和殼聚糖。其中由幾丁質和β-葡聚糖纖維所構成的骨架結構主要起著維持細胞形狀和保持細胞強度的作用，而殼聚糖則存在于這一骨架結構之中，主要與細胞的抗原性、多孔性有關，另外象在白假絲酵母中還與細胞的吸附性有關。葡聚糖分子是由多個（≥60）葡萄糖殘基通過β-1,3鍵連接起來的螺旋長鏈，有時也會出現(xiàn)通過β-1,6鍵連接的側鏈。Echinocandins類抗生素的作用機制只存在于真菌細胞60Echinocandins類抗生素的作用機制Echinocandins和pneumocandins類藥物能夠使正在生長的敏感菌的菌絲或芽體尖端的細胞壁合成部位處發(fā)生裂解。引起裂解的原因主要是β-1,3葡聚糖的合成受到了抑制。而β-1,3葡聚糖的合成是由一個較大的復合物催化完成Echinocandins類抗生素的作用機制Echinoca61真菌細胞膜上β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶復合物

（Fks1和Fks2）以及其他一些參與調節(jié)網(wǎng)絡的蛋白真菌細胞膜上β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶復合物

（Fks62β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶Fks1的轉錄受到細胞周期的調節(jié)，它與細胞壁的重建相連；Fks2的轉錄依賴于鈣調蛋白。一個關鍵的調節(jié)蛋白似乎是Rho1，它不僅與Fks蛋白發(fā)生交互作用，同時與蛋白激酶C（Pkc1）發(fā)生作用。這個蛋白在酵母的肌動蛋白（actin）細胞骨架裝配途徑和有絲分裂活化蛋白（mitogen-activatedprotein，MAP）激酶級聯(lián)放大中，是一個研究的比較透徹的調節(jié)蛋白。由于Rho1蛋白與多種蛋白發(fā)生交互作用，因而認為該蛋白是一個關鍵的開關，它啟動或終止β-（1,3）-D-葡聚糖的合成。Rho1似乎依賴于鳥嘌呤-核苷交換因子，其由Rom1和Rom2蛋白提供。Rom2通過與細胞壁有關的信號糖蛋白Wsc1和Mid2活化。Rho1蛋白的活化不僅激活β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶，同時激活MAP激酶級聯(lián)放大和影響肌動蛋白的合成。β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶Fks1的轉錄受到細胞周期的63真菌細胞的表面結構

真菌細胞的表面結構64經(jīng)過棘白菌素類化合物作用后（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶活性被抑制的真菌細胞，其細胞學和超微結構發(fā)生變化如，有假菌絲生成、細胞壁增厚以及子細胞不能從母細胞分離。另外，細胞對滲透性變得敏感，同時由于子細胞的頂端生長而不能從母細胞分離，最終造成細胞溶解。不同劑量的anidulafungin對白念珠菌（感染兔子中取出）細胞形態(tài)改變的顯微結構

經(jīng)過棘白菌素類化合物作用后（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶活65三種新型抗真菌抗生素的比較

商品名開發(fā)商代號化學名分子式分子量上市日期及國家給藥途徑Caspofungin德國默克L743872／MK-0991PneumocandinB0C57H98N10O191226.72001年,美國靜脈注射、呼吸吸入Micafungin日本藤澤FK-463PneumocandinA0C56H70N9NaO23S1291.42002年,日本靜脈注射Anidulafungin美國禮來LY303366EchinocandinBC58H73N7O171139.5Ⅲ期臨床靜脈注射三種新型抗真菌抗生素的比較商品名開發(fā)商代號化學名分子式分子66臨床應用此類藥物能夠快速地不可逆地抑制真菌細胞壁中葡聚糖的合成，這明顯不同于傳統(tǒng)的抗真菌藥物的作用機制，因此這類藥物可以有效的用于殺滅對氮唑類和兩性霉素B產(chǎn)生抗性的真菌。沒有溶血毒性以及較少的藥物相互作用也使得這類藥物比傳統(tǒng)的抗真菌藥物具有更大的優(yōu)勢。到目前為止，這類藥物的主要缺點是：由于分子量太大因而不能口服使用，只能通過靜脈注射使用；其抗菌譜沒有得到深入的研究，在臨床實驗中這兩類藥物的首要作用菌為假絲酵母菌和曲霉菌，但是從其作用機制來看此類藥物應該具有更廣泛的抗菌譜。臨床應用此類藥物能夠快速地不可逆地抑制真菌細胞壁中葡聚糖的合67真菌對echinocandins類及pneumocandins類

產(chǎn)生耐藥性的作用機制

FKS1基因發(fā)生突變的菌株，其對脂肽類抗菌藥物的耐受性非常高（比敏感菌高十倍以上）;FKS2基因發(fā)生突變的菌株，其不影響對藥物的敏感性;推測釀酒酵母對脂肽類抗真菌藥物的耐藥機制主要是FKS1基因的改變所致，這一基因編碼的蛋白是真菌細胞壁葡聚糖合成酶的主要成分，也是藥物作用的主要靶位。真菌對echinocandins類及pneumocandin68其他一些作用于（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶的抗真菌抗生素其他一些作用于（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶的抗真菌抗生素69其他一些作用于（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶

的抗真菌抗生素其他一些作用于（1,3）-β-D-葡聚糖合成酶

的抗真菌抗生70（二）作用于真菌細胞壁中

幾丁質合成的抗真菌抗生素

許多能抗病原真菌的或殺蟲的抗生素,多半具有抑制幾丁質生物合成的作用。多氧霉素D是真菌細胞壁幾丁質合成酶最有效的抑制劑,它的化學結構與合成幾丁質的二磷酸尿嘧啶核苷-N-乙酰葡萄糖胺(UDP-NAG)相類似,是一個極強的競爭性抑制劑。日光霉素是由唐德鏈霉菌（S.tendae）產(chǎn)生的、結構類似于多氧霉素的核苷類抗生素。它通過二肽滲透酶進入靶細胞，能抑制真菌幾丁質的合成,是一個很有前途的殺蟲殺菌農(nóng)用抗生素,近期研究表明其有可能作為抗真菌藥用于臨床。（二）作用于真菌細胞壁中

幾丁質合成的抗真菌抗生素

許多能抗71I:日光霉素X；II:日光霉素ZI:日光霉素X；II:日光霉素Z72（三）、以細胞壁中甘露聚糖

為作用靶位的抗真菌抗生素

甘露聚糖是真菌壁中含量最多的一類多糖，它主要是通過N－乙酰－葡糖胺殘基上的β－（1,4）二糖共價地連接在蛋白質上形成甘露聚糖蛋白復合物。在其細胞膜的糖化合物中，甘露聚糖的含量高達50%以上，在真菌細胞壁的外周，這種糖蛋白的含量最高，其構成這種細胞的主要抗原，它可以作為抗菌藥物的作用靶位。（三）、以細胞壁中甘露聚糖

為作用靶位的抗真菌抗生素

甘露聚73benanomycins和普那米星（pradimicins）已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的benanomycins和普那米星（pradimicins），被認為是作用于甘露聚糖蛋白的抗真菌抗生素。其作用機制是，這類抗生素首先在鈣離子存在時，其游離的羧基與細胞表面甘露聚糖蛋白的糖部分形成復合物，接著對細胞壁產(chǎn)生作用，引起胞內鉀離子的流失，最終使真菌細胞溶解。但是，至今還沒有發(fā)現(xiàn)單一甘露聚糖蛋白的缺失會導致細胞的死亡，提示以此作為抗真菌藥物的篩選靶位值得進一步研究。benanomycins和普那米星（pradimicins）74Ppradimicins類的化學結構Ppradimicins類的化學結構75三、抑制蛋白質合成的抗真菌抗生素

糞殼菌素（sordarin）早在1971年就作為抗真菌抗生素從Sordariaaraneosa代謝產(chǎn)物中分離獲得，但其作用機制在20多年后，從Graphiumputredinis代謝產(chǎn)物和Penicilliumminioluteum代謝產(chǎn)物中分別分離獲得結構類似物GR135402和BE31405后才得以了解。來源于蠟狀芽孢桿菌（Bacilluscereus）代謝產(chǎn)物的cispentacin和西唐鏈霉菌（Streptomycessetonii）代謝產(chǎn)物的FR109615，以及它們的結構類似物如BAY108888似乎具有雙重作用模式。Cispentacin既能夠干擾氨基酸的傳輸，也能夠干擾氨基酸代謝的調節(jié)。三、抑制蛋白質合成的抗真菌抗生素

糞殼菌素（sordarin76糞殼菌素和Cispentacin的化學結構

糞殼菌素和Cispentacin的化學結構77四、抑制電子傳遞的抗真菌抗生素抗霉素A和來源于鏈霉菌517-02代謝產(chǎn)物的UK2A和UK3A，是一類具有廣譜抗真菌活性的抗生素。它們對線粒體呼吸鏈的電子傳遞具有抑制作用，從而干擾線粒體的有氧呼吸，引起真菌細胞的死亡。已經(jīng)從粘細菌的代謝產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了20多種具有這種作用機制的抗真菌化合物。來源于海洋粘細菌Haliangiumluteum代謝產(chǎn)物的Haliangicin，能夠專一性地在呼吸鏈復合物III內抑制電子的傳遞。四、抑制電子傳遞的抗真菌抗生素78一些具有抑制電子傳遞作用的

抗真菌抗生素的化學結構一些具有抑制電子傳遞作用的

抗真菌抗生素的化學結構79五、作用于核酸合成的抗真菌藥物

1、抗真菌合成藥物5-氟胞嘧啶5-氟胞嘧啶（flucytosine，5FC）在滲透酶的幫助下進入真菌細胞，一旦進入胞內，則通過胞嘧啶脫氨酶轉化成為5-氟鳥嘧啶（5FU），隨后，通過UMP-焦磷酸酶轉化為5-氟鳥苷酸（FUMP），其進一步被磷酸化后摻入到RNA，最終破壞蛋白質的合成。5FU也能夠被轉化為5-氟脫氧鳥嘧啶單磷酸，其能夠抑制參與DNA合成和細胞核分裂的胸苷酸合成酶。因此，5FU的抗菌作用機制涉及到干擾嘧啶的代謝、RNA和DNA的合成以及蛋白質的合成等.五、作用于核酸合成的抗真菌藥物

1、抗真菌合成藥物5-氟胞嘧805-氟胞嘧啶的化學結構

5-氟胞嘧啶的化學結構81耐藥性真菌對5FC產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制是由于降低了藥物的吸收（即失去了滲透酶的活性），或是失去了將該藥物轉化為FUMP的能力。

有較多的研究表明：當真菌由于缺少胞嘧啶脫氨酶或鳥苷磷酸核糖基轉移酶，使5FC不能轉化為FUMP時，則足以對該藥物產(chǎn)生耐藥性。胞嘧啶脫氨酶和UPRTase構成嘧啶補救途徑，而在正常環(huán)境下嘧啶是從頭合成的，因此對菌體的生長不是必需的。在大多數(shù)臨床和實驗室分離的對5FC產(chǎn)生耐藥性的白念珠菌和新型隱球酵母，其主要原因是由于不能合成嘧啶補救途徑的酶。耐藥性真菌對5FC產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制是由于降低了藥物的822、抗真菌抗生素灰黃霉素灰霉素是(Grisaofulvin)由A.E.Oxford等于1939年首先發(fā)現(xiàn),從而開創(chuàng)了抗真菌抗生素的歷史?；尹S霉素于1958年開始應用于臨床,至今仍是一個廣泛應用的抗皮膚真菌抗生素。2、抗真菌抗生素灰黃霉素83作用機制其作用機制可能是具有鳥嘌呤相似結構的灰黃霉素以競爭性抑制作用干擾真菌細胞的DNA合成,從而抑制其生長。它作用于敏感真菌后可致菌絲腫脹成球形,細胞壁喪失完整性,胞漿膜則近乎消失,僅遺留少量皺縮的殘余物和巨大的脂類貯存顆粒。它對生長期的真菌菌絲作用更強。作用機制其作用機制可能是具有鳥嘌呤相似結構的灰黃霉素以競爭性84臨床應用口服灰黃霉素后沉積于皮膚角質層,并與皮膚毛囊及甲、爪的蛋白質相結合,防止癬菌的繼續(xù)侵入,最后病原體隨皮膚和毛發(fā)的自然或人工脫落而離開人體。臨床中還未見有耐藥菌出現(xiàn)。它對寄生性淺部霉菌(皮膚絲狀菌)的作用最顯著,可用于頭癬、疊瓦癬及手足甲癬等體表霉菌感染的治療。

臨床應用口服灰黃霉素后沉積于皮膚角質層,并與皮膚毛囊及甲、爪85灰黃霉素和鳥嘌呤的化學結構

灰黃霉素和鳥嘌呤的化學結構86第四節(jié)抗真菌抗生素研究展望

盡管對于如何預防和控制真菌耐藥性發(fā)展的問題還沒有建立有效的方法，但可以參照預防和控制細菌耐藥性發(fā)展的策略，即1）謹慎地使用各種抗真菌藥物；2）使用合適的劑量進行治療，避免長期使用低劑量治療；3）盡可能結合多種已有的藥物進行治療；4）對病因學比較清楚的疾病，要選擇某種合適的藥物治療；5）建立真菌耐藥性檢測系統(tǒng)，了解和掌握真菌耐藥性的發(fā)展趨勢和頻率。由于對真菌疾病的用藥規(guī)律以及感染真菌的快速診斷都還沒有確立，因此，從某種程度上還沒有有效的預防和控制的方法。第四節(jié)抗真菌抗生素研究展望

盡管對于如何預防和控制真菌耐87新藥篩選靶位包括：1）針對胞內代謝的中間產(chǎn)物如核酸、氨基酸和多胺代謝；2）針對微管功能如影響微管聚集或干擾微管結構完整性；3）針對細胞信號傳導如影響蛋白激酶和磷酸酶系統(tǒng)；4）針對真菌繁殖周期如影響細胞分裂等；5）針對真菌毒力如改變毒力基因調節(jié)等。新藥篩選靶位包括：1）針對胞內代謝的中間產(chǎn)物如核酸、氨基酸和88謝謝大家！謝謝大家！89抗真菌藥物的作用機制及耐藥性抗真菌藥物的作用機制及耐藥性90第一節(jié)抗真菌藥物發(fā)展簡介

第一節(jié)抗真菌藥物發(fā)展簡介91第一個發(fā)現(xiàn)并被用于臨床的為上世紀30年代末，從微生物發(fā)酵代謝產(chǎn)物中分離得到的灰黃霉素；1944年報道了唑類化合物的抗真菌作用；1949年從微生物代謝產(chǎn)物中分離得到了制霉菌素；1956年報道了兩性霉素B的抗真菌活性；1958年灰黃霉素被用于臨床；同年，上市了第一個唑類抗真菌藥物；1960年兩性霉素B被用于臨床；1962年報道了氟胞嘧啶（flucytosine）的抗真菌活性；1969年咪康唑和克霉唑（clotrimazole，局部）被用于臨床；1974年依康唑被用于臨床；1978年描述了阿莫羅芬（amorolfine）；1979年咪康唑parenreral制劑在英國上市；第一個發(fā)現(xiàn)并被用于臨床的為上世紀30年代末，從微生物發(fā)酵代謝921981年酮康唑口服制劑在美國得到批準上市；同年第一個烯丙胺類藥物萘替芬（naftifine）進入臨床試驗；1987年開始研究開發(fā)多烯類藥物的脂質體制劑；1988年開始試驗第一個棘白菌素類（echinocandins）藥物；1990~1992年氟康唑和依曲康唑開始在美國使用；1993~1995年報道了第二代三唑類抗真菌藥物；1995~1996年通過了第二個烯丙胺類藥物特比萘芬（terbinafine），以及通過了兩性霉素B脂質體制劑；1997年通過了依曲康唑口服溶液制劑；2001年上市了第一個棘白菌素類藥物caspofungin；2002年上市了第二個棘白菌素類藥物magfungin。1981年酮康唑口服制劑在美國得到批準上市；同年第一個烯丙胺93在20世紀80年代中葉前的近三十年來，盡管兩性霉素B的神經(jīng)毒性比較大，但由于沒有更好的治療藥物而一直作為控制臨床真菌感染的主要藥物。直到20世紀80年代后期和90年代研究開發(fā)了咪唑類和三唑系（triazoles）抗真菌藥物，使在臨床上能夠有效地控制局部和系統(tǒng)性真菌感染疾病。特別是三唑系的氟康唑，由于其安全有效和低毒，在問世不到十年的時間內，僅在美國就已經(jīng)治療了1600多萬真菌感染病人，包括30多萬AIDS病人。但隨著這類藥物的使用，不斷有出現(xiàn)耐藥性真菌的報道。與細菌耐藥性的研究比較，對真菌耐藥性的研究還是非常有限的。在20世紀80年代中葉前的近三十年來，盡管兩性霉素B的神經(jīng)毒94第二節(jié)

真菌耐藥性與細菌耐藥性的異同點第二節(jié)

真菌耐藥性與細菌耐藥性的異同點95主要不同點一是真菌的細胞結構和生活史與細菌的具有較大的差別，如大多數(shù)真菌具有二倍體性質和其生活周期較長；二是藥物的作用靶位不同，如大多數(shù)抗細菌藥物的作用靶位是抑制細菌細胞壁重要組分肽聚糖的合成，而大多數(shù)抗真菌藥物的作用靶位是抑制真菌細胞膜重要組分麥角甾醇的合成或抑制其功能的發(fā)揮。主要不同點一是真菌的細胞結構和生活史與細菌的具有較大的差別，96不同抗菌藥物的協(xié)同作用單獨使用抗細菌藥物RNA聚合酶抑制劑利福平時無抗真菌活性，但當與兩性霉素B合并用藥時，對多種真菌具有活性。產(chǎn)生這一協(xié)同作用的原因是由于兩性霉素B對真菌細胞膜的作用而增加了細胞對利福霉素的吸收。不同抗菌藥物的協(xié)同作用單獨使用抗細菌藥物RNA聚合酶抑制劑利97不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用兩性霉素B和核苷類抗真菌藥物5-氟胞嘧啶（5FC）于念珠菌感染的老鼠模型，同樣能夠產(chǎn)生協(xié)同效應。產(chǎn)生這一協(xié)同效應的原因推測為由于兩性霉素B與細胞膜上麥角甾醇的交互作用導致細胞膜結構的改變，從而促進了5FC的吸收。不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用兩性霉素B和核苷類抗真菌藥物598不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗生素和蛋白質抑制劑氨基糖苷類抗生素，對腸球菌也能夠產(chǎn)生作用機制相似的協(xié)同作用如，體外合并使用青霉素和鏈霉素于糞腸球菌時，在胞內測得的鏈霉素的濃度比單獨使用鏈霉素時的要高。但是，兩性霉素B與5FC的協(xié)同作用與上面的機制有所不同，細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗生素和蛋白質抑制劑氨基糖苷類抗生素的協(xié)同作用是相繼發(fā)揮的而不是同時發(fā)揮的。不同抗菌藥物的協(xié)同作用合并使用細菌細胞壁抑制劑?-內酰胺類抗99耐藥機制的不同點到目前為止，細菌通過改變抗菌藥物的分子結構，以使藥物難以到達作用靶位并與之結合而發(fā)揮抗菌作用的耐藥性機制（這是細菌對?-內酰胺類抗生素、氨基糖苷類抗生素和糖肽類抗生素等藥物產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制），以及改變抗菌藥物作用靶位的作用機制等，對于真菌耐藥性來說，還沒有被確證。盡管有一篇報道皮膚寄生的真菌能夠降解制霉菌素，但沒有足夠的理由證明這是造成真菌耐藥性的主要原因。而已有的研究表明：抗真菌藥物的作用靶位的改變，降低藥物與作用靶位的接觸是真菌產(chǎn)生耐藥性的主要機制。

耐藥機制的不同點到目前為止，細菌通過改變抗菌藥物的分子結構，100耐藥機制的不同點再則，從基因水平的研究來看，細菌產(chǎn)生高度耐藥的一個主要原因是由于帶有耐藥性基因的載體的相互傳遞所致，如質粒、轉座子和噬菌體等；而對真菌耐藥性的研究，目前只發(fā)現(xiàn)是由于廣泛與藥物接觸而產(chǎn)生的選擇壓力所致。耐藥機制的不同點再則，從基因水平的研究來看，細菌產(chǎn)生高度耐藥101第三節(jié)

抗真菌藥物的作用機制與真菌耐藥性機制第三節(jié)

抗真菌藥物的作用機制與真菌耐藥性機制102抗真菌藥物的作用機制抗真菌藥物的作用靶位集中在細胞表面：干擾細胞膜的合成如唑類藥物氟糠唑等和多烯大環(huán)內酯類如兩性霉素B等；干擾細胞壁中幾丁質的合成如日光霉素和多氧霉素等；干擾細胞壁中1,3-β-葡聚糖的合成如卡帕芬凈等；干擾細胞表面甘露糖蛋白復合物的合成如pradimicin等.抗真菌藥物的作用機制抗真菌藥物的作用靶位集中在細胞表面：干擾103一、作用于真菌細胞膜的

抗真菌抗生素和合成藥物目前在臨床上廣泛使用的這類抗真菌藥物有三種結構類型：唑類；多烯類；烯丙胺硫代氨基甲酸酯類（allylaminethiocarbamates）。這類藥物的作用靶位為真菌細胞膜的主要組成——麥角甾醇。一、作用于真菌細胞膜的

抗真菌抗生素和合成藥物104不同抗真菌藥物的作用靶位

不同抗真菌藥物的作用靶位105（一）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成

的抗真菌合成藥物

1、唑類抗真菌藥物目前應用于臨床的這類藥物包括有：咪康唑、依康唑、酮康唑、氟康唑、依曲康唑、奧昔康唑（oxiconazole）、酮康唑（terconazole）、噻康唑（tioconazole）等，特別是氟康唑，由于其具有良好的臨床效果和安全性，因而被廣泛地使用。但是，隨著這類藥物的廣泛使用，耐藥性真菌出現(xiàn)的頻率愈來愈高，從而鞭策人們不斷地去開發(fā)征服抗耐藥性真菌的新一代藥物。（一）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成

的抗真菌合成藥物

1、唑106酮康唑克霉唑依曲康唑氟康唑依康唑

酮康唑107咪康唑奧昔康唑特康唑噻康唑咪康唑1081）、唑類抗真菌藥物的作用機制

麥角甾醇作為構成真菌細胞膜的重要成分，對于維持細胞膜的流動性、生物調節(jié)以及立體結構等起著重要的作用，而構成細胞膜的甾醇應該是C-14位去甲基的。已有的研究表明：唑類抗真菌藥物的主要作用靶位是血紅素蛋白，該蛋白共催化抑制依賴于細胞色素P450的羊毛甾醇（lanosterol）的14α-去甲基；而當14α-去甲基酶的活性受到抑制，則不能合成麥角甾醇而只能累積諸如羊毛甾醇、4，14-二甲基酵母甾醇（4，14-dimethylzymosterol）、24-亞甲基二氫羊毛甾醇（24-methylenedihydrolanosterol）等14α-甲基化的甾醇前體，由這樣的甾醇構成的真菌細胞膜的結構和功能都發(fā)生了變化。1）、唑類抗真菌藥物的作用機制

麥角甾醇作為構成真菌細胞膜的1091）、唑類抗真菌藥物的作用機制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等除了抑制14α-去甲基酶的活性外，對存在于膜上的其他一些有關的酶也具有抑制活性：如用新近開發(fā)的voriconazole處理白念珠菌時發(fā)現(xiàn)有酵母甾醇和角鯊烯（squalene）的累積，但還不清楚造成這一結果的原因是由于voriconazole與細胞膜上的一些與麥角甾醇合成有關的酶發(fā)生交互作用，還是由于14α-去甲基酶的活性被抑制后產(chǎn)生的次級效應所致。另外，這類藥物的作用機制與作用對象有關如，氟康唑和依曲康唑除了抑制新型隱球酵母的14α-去甲基酶的活性外，還能夠抑制將鈍葉鼠曲草素酮（obtusifolione）還原成為相應的醇（obtusifoliol），從而導致甲基化的甾醇前體累積。1）、唑類抗真菌藥物的作用機制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等110FLU:氟康唑；ITRA:依曲康唑；VOR：voriconazole；TERB：特比萘芬FLU:氟康唑；1112）、真菌對唑類抗真菌藥物的耐藥性機制真菌對唑類藥物產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制是由于藥物的作用靶酶結構發(fā)生修飾，或是降低了這類藥物與靶酶接觸的機會，或是兩者同時兼之。還沒有發(fā)現(xiàn)由于藥物結構被修飾而造成耐藥性的作用機制。

2）、真菌對唑類抗真菌藥物的耐藥性機制1121：靶酶過量產(chǎn)生；2：藥物結構被改變；3：藥物被外排蛋白泵出；

4：藥物在細胞壁水平/細胞膜水平被阻止；5：細胞由于藥物的作用而產(chǎn)生的補償途徑以使細胞保持活性；6：某些能夠將鈍化的藥物轉化為活性藥物的酶被抑制；7：細胞產(chǎn)生某些能夠降解藥物的酶并分泌至胞外。

1：靶酶過量產(chǎn)生；2：藥物結構被改變；3：藥物被外排蛋白泵出113真菌對唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的生物化學機制

作用機制原因備注藥物作用靶位改變（14α-甾醇去甲基酶）靶位發(fā)生改變致使藥物不能與之結合，但不改變與外源底物的結合能力靶位有活性，但對藥物的親和力降低甾醇生物合成改變缺乏△5,6-去飽和酶導致14α-甲基fecosterol的積累，而不是麥角甾醇的積累胞內靶酶合成量減低細胞膜中脂和甾醇改變，特異性藥物外排泵過量表達（CDR1、PDR5和BEN）透過細胞膜的能力降低；主動外排泵靶酶合成量增加靶酶拷貝數(shù)增加麥角甾醇過量合成，導致氟康唑和依曲康唑的交叉耐藥性真菌對唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的生物化學機制作用機制原因備注1142、烯丙胺類抗真菌藥物

1）、烯丙胺類抗真菌藥物的作用機制雖然與其他麥角甾醇生物合成抑制劑類抗真菌藥物的結構不同，烯丙胺類的特比萘芬和萘替芬的作用機制也是抑制麥角甾醇的生物合成。特比萘芬在體內外對皮膚真菌具有很強的抗菌活性，并對某些唑類抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性的菌株也有效。2、烯丙胺類抗真菌藥物

1）、烯丙胺類抗真菌藥物的作用機制115特比萘芬萘替芬特比萘芬和萘替芬的化學結構特比萘芬116（二）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成的多烯類抗真菌抗生素

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制

在早期研究多烯類藥物對敏感菌的作用過程中，通過外源加入甾醇類物質能夠明顯降低培養(yǎng)物對藥物的敏感性，從而支持了多烯類藥物的抗菌作用是通過與細胞膜上的甾醇作用來實現(xiàn)的這一觀點。由于藥物首先與外源加入的甾醇物質發(fā)生生物化學作用，而使細胞膜上的甾醇免遭藥物的作用。（二）、作用于真菌細胞膜中甾醇合成的多烯類抗真菌抗生素

11171、多烯類抗真菌抗生素的作用機制抗生素發(fā)揮作用時首先與膜結合,其結合程度與膜內甾醇含量成正比。結合后生成的膜——抗生素復合物,使細胞質膜結構發(fā)生改變,在膜脂質雙層中形成由多烯大環(huán)內酯抗生素與膽固醇結合的環(huán)狀化合物,構成親水通道,致使細胞內容物向胞外泄漏。所泄漏的物質種類與抗生素的性質、濃度及作用時間有關,如鉀離子、無機磷、有機磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋白等,從而產(chǎn)生殺菌作用。

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制抗生素發(fā)揮作用時首先與膜結合1181、多烯類抗真菌抗生素的作用機制利用這一特性,結合使用一些原先不能通過真菌胞膜的藥物,使其發(fā)揮作用,菲律賓菌素與甾體結合后形成的復合物在膜內發(fā)生重排,以至膜結構破壞成為碎片,從而使真菌被殺死。這類抗生素的毒副作用是由于其對細胞質膜脂質雙層中的固醇類結合專一性不強而損傷正常人體細胞所引起的。

1、多烯類抗真菌抗生素的作用機制利用這一特性,結合使用一些原119A：由兩性霉素B在細胞膜上產(chǎn)生的孔道；

B:兩性霉素B與細胞膜上的膽甾醇以氫鍵的形式結合，從而破壞細胞膜的結構產(chǎn)生孔道

A：由兩性霉素B在細胞膜上產(chǎn)生的孔道；

B:兩性霉素B與細120兩性霉素B的應用兩性霉素B適用于治療大多數(shù)深部真菌病,如隱球菌、假絲菌、曲霉菌、毛霉菌、球孢子菌、膜組織胞漿菌和芽生菌等引起的各種臟器和全身感染；也可用于治療皮膚和粘膜真菌病,以及使用廣譜抗生素時預防并發(fā)真菌病。兩性霉素B可作為全身或深部真菌感染的首選藥物,如隱球菌腦膜炎、真菌性菌血癥、真菌性心內膜炎、肺部真菌感染、真菌性腸炎、真菌性角膜潰病及陰道炎等。兩性霉素B的應用兩性霉素B適用于治療大多數(shù)深部真菌病,如隱球121兩性霉素B的應用盡管兩性霉素B是一個最為重要的抗真菌藥物，但由于其較窄的治療指數(shù)（therapeuticindex），使其在臨床應用上受到了一定的限制。為了改變這一不足，近年來，對兩性霉素B脂質體的研究取得了很大的成功。目前已經(jīng)有多種兩性霉素B脂質體劑型被用于臨床，從而有效地改善了高劑量使用時對哺乳細胞的毒性。因為在脂質體中，藥物能夠定向地到達真菌細胞膜，與細胞膜中麥角甾醇發(fā)生作用。

兩性霉素B的應用盡管兩性霉素B是一個最為重要的抗真菌藥物，但122兩性霉素B兩性霉素B和制霉菌素A1的化學結構兩性霉素B兩性霉素B和制霉菌素A1的化學結構1232、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生耐藥性的作用機制Fryberg在研究一組耐藥性白念珠菌時發(fā)現(xiàn)：耐藥性的產(chǎn)生是由于麥角甾醇的生物合成途徑受阻，而耐藥性的高低與細胞膜中累積的麥角甾醇中間體的種類有關，如累積?8-甾醇中間體的菌株對多烯類藥物的耐受性程度比累積?7-甾醇中間體的菌株的耐受性要高，而其又比累積?5，7-甾醇中間體的菌株的耐受性要高。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生耐藥性的作用機制Fryber1242、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制Kelly等對兩株（一株是用藥前，另一株為用藥后）來自于用抗真菌藥物治療失敗的愛滋病病人的新型隱球酵母（Cryptococcusneformans）進行了研究，發(fā)現(xiàn)菌株的耐藥性與細胞膜中甾醇的種類有關：用藥后采集的一株耐藥菌，其因為缺失?8，7-甾醇異構酶而導致麥角甾-5,8,22-二烯醇、麥角甾-8,22-二烯醇、fecosterol和麥角甾-8-烯醇的累積，而沒有麥角甾醇的合成（其是用藥前菌株細胞膜的主要甾醇成分）。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制Kelly1252、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制最近，Mbongo等進行兩性霉素B對杜氏利什曼原蟲（Leishmaniadonovani）的耐藥性研究發(fā)現(xiàn)：其細胞膜中的麥角甾醇結構發(fā)生了改變，致使細胞膜的流動性發(fā)生了變化以及減低了藥物對細胞膜的親和力。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制最近，Mb1262、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制盡管早在20世紀70年代初，Capek和Simek報道了在皮膚寄生的真菌中有一種誘導酶系統(tǒng)能夠降解制霉菌素，但至今還沒有發(fā)現(xiàn)類似的報道。因此，由于藥物結構被修飾或被破壞不是造成真菌耐藥性的主要作用機制。同樣，由于多烯類藥物不需進入菌體胞內發(fā)揮作用，因此，外排機制似乎也不是產(chǎn)生耐藥性的主要作用機制。2、真菌對多烯類抗真菌抗生素產(chǎn)生

耐藥性的作用機制盡管早在2127（三）、作用于真菌細胞膜中

鞘磷脂的抗真菌抗生素

鞘磷脂是真菌和哺乳動物細胞膜必要的組成成分，借其信號傳導來控制細胞的分裂、增殖和凋亡。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的這類抗真菌抗生素有：來源于出芽短梗霉（Aureobasidiumpullulans）代謝產(chǎn)物的aureobasidins、來源于小單胞菌的rustmicin（galbonolideA）和galbonolideB、來源于哥斯達利加植物真菌的khafrefungin，以及來源于其他微生物代謝產(chǎn)物的多球殼菌素（myriocin）、脂黃菌素（lipoxamycin）、鞘脂菌素（sphingofungins）和綠啶菌素（vindofungins），另外，由真菌代謝產(chǎn)物分離得到的澳蒼螺菌素（australifungin）可以抑制神經(jīng)鞘氨醇N－乙酰轉移酶（此酶使神經(jīng)鞘氨醇酯化為神經(jīng)酰胺）。（三）、作用于真菌細胞膜中

鞘磷脂的抗真菌抗生素

鞘磷脂是真128鞘磷脂的生物合成途徑以及一些藥物的作用位點鞘磷脂的生物合成途徑以及一些藥物的作用位點129抗真菌藥物的作用靶位的改變課件130（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素BacillomycinF、L和iturinA等的作用機制為影響細胞膜表面張力，形成膜表面小孔，從而導致胞內鉀離子和其他有用離子的泄露。SyringomycinE(SE)、syringostantinA和syringotoxinB等的作用機制為增加鉀、氫和鈣等離子的轉膜流出，以及增加植物和酵母質膜的膜電位。SE形成電位敏感的離子通道，改變蛋白磷酸化和H+-ATP酶活性。Syringomycins對酵母的結合位點為麥角甾醇。（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素131iturinA的化學結構（IturineA：R=alkyl)iturinA的化學結構（IturineA：R=132（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素很多細菌和真菌能夠產(chǎn)生許多具有抗真菌活性的肽類化合物。這些肽類抗真菌抗生素的主要作用機制是干擾真菌細胞的表面結構。另外，最近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，在一些哺乳類的細胞中和昆蟲的細胞中存有被稱為抗菌肽的一類物質，其具有很強的抗細菌和抗真菌活性。有些已經(jīng)能夠通過基因工程技術在微生物系統(tǒng)中制備。這些抗菌肽對真菌的主要作用機制是溶解細胞壁，從而達到抗菌作用。（四）、作用于真菌細胞表面結構

的其他抗真菌抗生素很多細菌和133一些細菌和真菌所產(chǎn)生的肽類抗真菌抗生素的一些特性

一些細菌和真菌所產(chǎn)生的肽類抗真菌抗生素的一些特性134一些哺乳類細胞中產(chǎn)生的抗真菌肽類物質的有關特性一些哺乳類細胞中產(chǎn)生的抗真菌肽類物質的有關特性135一些昆蟲細胞中產(chǎn)生的抗菌肽的特性

一些昆蟲細胞中產(chǎn)生的抗菌肽的特性136植物來源的具有抗真菌活性的多肽

植物來源的具有抗真菌活性的多肽137二、作用于真菌細胞壁合成的抗真菌抗生素

真菌細胞壁中含有特殊的甘露聚糖、幾丁質、α-和β-葡聚糖成分，這就為尋找具有毒性差異抗真菌藥物提供了基本思路和方法。尤其是對β-葡聚糖合成酶抑制劑的研究取得了顯著的成果。但在很長一段時間內，僅發(fā)現(xiàn)脂肽類如棘白菌素類（echinocandins）和阜孢殺菌素類（papulacandins）兩類結構的化合物具有抑制（1,3）-β-葡聚糖合成酶的活性。最近以來，從微生物發(fā)酵代謝產(chǎn)物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種不同結構的化合物具有這一生物活性如，pneumocandins類、牟倫多菌素類（mulundocandins）和萜類化合物等。二、作用于真菌細胞壁合成的抗真菌抗生素

真菌細胞壁中含有特殊138（一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Echinocandins類藥物的發(fā)現(xiàn)Echinocandins是20世紀70年代發(fā)現(xiàn)的一種天然產(chǎn)物,能夠非競爭性地抑制β-1,3-葡聚糖合成酶的活性。Echinocandin這一名稱最初指的是一類具有相同的環(huán)狀多肽核心和不同的脂肪酸側鏈的環(huán)狀脂肽類天然抗真菌產(chǎn)物，而現(xiàn)在echinocandin家族則包括echinocandins、cilofungin、pneumocandins、aculeucins、mulundocandin以及WF11899等成員。其中echinocandins和pneumocandins類藥物是研究得最為深入并且已經(jīng)得到臨床應用的兩類抗真菌藥物。（一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Ec139一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Echinocandins及Pneumocandins類藥物的發(fā)現(xiàn)Pneumocandins是由Zalerionarboricola（ATCC20868）產(chǎn)生的一類天然產(chǎn)物。由于這是一類對卡氏肺囊蟲（Pneumocystiscarinii）有效的抗真菌藥物因此被命名為pneumocandins。ZalerionArboricola最初是在1972年由Buczacki從受傷或者腐爛的松樹傷口處分離得到的，這種菌能夠抑制引起樹干潰爛的Trichoscyphellawilkommii的生長，后來默克公司的研究人員又從西班牙馬德里附近的池塘中分離得到這種菌，并且利用HPLC生物自顯影技術對其發(fā)酵液進行研究，最終獲得了pneumocandins類化合物。一）作用于真菌細胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素

1、Ech1402、Echinocandins及Pneumocandins類藥物的結構及分類

1）EchinocandinsEchinocandins主要有三種類型：B、C以及D，其中echinocandinB是最主要的類型，它是由構巢曲霉（Aspergilusnidulans）和A.rugulosus產(chǎn)生的。Echinocandins主要是對卡氏肺囊蟲和白假絲酵母具有較強的抗菌活性，但是由于其?；鶄孺湹拇嬖?，因此具有一定的溶血毒性，故而這一類抗生素還未被應用于臨床。

2、Echinocandins及Pneumocandins1412）Echinocandin類似物

由于天然存在的echinocandins類藥物具有較大的毒性，因此人們通過對其進行結構改造，獲得了一些具有抗真菌活性的echinocandin衍生物（被命名為LY復合物）。其中最主要的是LY121019（cilofungin）和LY303366（anidulafungin）。前者由于其毒性和劑型（不溶于水）問題以及對卡氏肺囊蟲肺炎（PCP）的活性較低，目前已經(jīng)終止了研究開發(fā)；后者已經(jīng)進入Ⅲ期臨床階段。

2）Echinocandin類似物

由于天然存在的echin142EchinocandinB和anidulafungin的化學結構

EchinocandinB和anidulafungin的化143WF11899A和米卡芬凈

在從微生物代謝產(chǎn)物中篩選抗真菌抗生素的過程中，從ColeophomaempetriF-11899的發(fā)酵液中發(fā)現(xiàn)了具有類似echinocandin的脂肽化合物FR-901379（WF11899A），該化合物具有水溶性的特性。其環(huán)脂肽結構上帶有一個磺酸基團和在N-末端帶有一個脂肪酰基團。它在體內對白念珠菌具有很強的抗菌活性，但彌散性曲霉感染小鼠模型上無效。根據(jù)對echinocandin結構改造獲得的信息：環(huán)脂肽結構N-末端的脂肪?；牟煌?，其藥物的抗菌活性和毒性的改變很大，由此對FR-901379進行了大量的結構修飾，最終獲得了米卡芬凈（micafungin，F(xiàn)K463）。

WF11899A和米卡芬凈

在從微生物代謝產(chǎn)物中篩選抗真菌抗144從微生物代謝產(chǎn)物FR-901379制備米卡芬凈的過程

從微生物代謝產(chǎn)物FR-901379制備米卡芬凈的過程145Pneumocandins和卡帕芬凈卡帕芬凈（L743872，Mk-0991，caspofungin）為pneumocandinB0的半合成衍生物，已經(jīng)在2001年由默克公司（Merk＆Co.）在美國作為一種抗真菌藥物（主要為曲霉）推出上市。Pneumocandins和卡帕芬凈卡帕芬凈（L743872146PneumocandinB0和caspofungin的化學結構

PneumocandinB0和caspofungin的化147Echinocandins類抗生素的作用機制

其主要作用機理是能夠非競爭性的抑制真菌細胞壁中β-1,3-葡聚糖合成酶的活性，進而引起真菌細胞壁的裂解以及細胞內外滲透壓的改變從而將真菌細胞徹底殺死。

Echinocandins類抗生素的作用機制148Echinocandins類抗生素的作用機制只存在于真菌細胞而哺乳動物細胞中所不具備的細胞壁其主要的大分子成分是幾丁質、β-葡聚糖和殼聚糖。其中由幾丁質和β-葡聚糖纖維所構成的骨架結構主要起著維持細胞形狀和保持細胞強度的作用，而殼聚糖則存在于這一骨架結構之中，主要與細胞的抗原性、多孔性有關，另外象在白假絲酵母中還與細胞的吸附性有關。葡聚糖分子是由多個（≥60）葡萄糖殘基通過β-1,3鍵連接起來的螺旋長鏈，有時也會出現(xiàn)通過β-1,6鍵連接的側鏈。Echinocandins類抗生素的作用機制只存在于真菌細胞149Echinocandins類抗生素的作用機制Echinocandins和pneumocandins類藥物能夠使正在生長的敏感菌的菌絲或芽體尖端的細胞壁合成部位處發(fā)生裂解。引起裂解的原因主要是β-1,3葡聚糖的合成受到了抑制。而β-1,3葡聚糖的合成是由一個較大的復合物催化完成Echinocandins類抗生素的作用機制Ec