現代藥物合成抗生素的研究進展

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現代藥物合成抗生素的研究進展
目的:探討藥物合成抗生素的研究進展。方法:通過對抗生素中的四環素類、β-內醯胺類、大環內酯類及氨基糖苷類的化學結構進行分析,綜述對於上述抗生素的現代新藥開發的研究進展。結果:藥物合成抗生素具有共同的生物特性及結構特點。結論:依據藥物合成抗生素的共性,可進一步改造及研發新型的抗生素藥物,具有重要的臨床意義。
藥物合成抗生素;研究進展

        抗生素(Antibiotics)是指某些細菌、放線菌、真菌等微生物的次級代謝產物,或用化學方法合成的相同結構或結構修飾物,在低濃度下對各種病原性微生物或腫瘤細胞有選擇性殺滅、抑制作用的藥物。抗生素的來源有兩種:一種是微生物的發酵產物,稱為微生物合成(Microbial synthesis);另一種是半合成及合成的衍生物。抗生素按化學結構分為B一內醯胺類、四環素類、氨基糖苷類、大環內酯類及其他類別。
        1  四環素類抗生素的合成及其研究進展
         四環素抗生素屬於鹼性的廣譜抗生素,從鏈黴菌屬中提取分離的一種天然產物或由其半合成的衍生物。十二氫化並四苯是四環素類抗生素的基本化學結構,並隨其化學結構被剖析,第二代四環素包括米諾環素、多西環素、美他環素等半合成品逐步被研發並應用於臨床。但隨著四環素類抗生素近年來的臨床廣泛應用,由其產生的耐藥菌株也隨之日益增多。對此,合成新型的四環素類化合物是目前的研究熱點之一,如近年來,Dactylosporajium[1]通過發酵獲取伴糖殘基的四環素衍生物(Dactylocycline),其化學結構與以往的四環素衍生物的C-6位的羥基及甲基構象相反。另外,Dactylocycline除對革蘭陰性菌不具活性,對於四環素耐藥或敏感的革蘭陽性菌皆有良好活性,其脫糖衍生物Aglycone對於革蘭陰性菌也有活性。廣譜四環素類衍生物C-9-甘氨酞四環素(Glycylcy-clines)也是新研發的高效抗生素藥物,其對四環素內含排出因子(TetE,K和L)或核糖體保護因子(TetM和TetO)的敏感或耐藥的菌株皆有效,並且對於萬古黴素、米諾環素及β-內酞胺類等抗生素均耐藥的革蘭氏菌株亦有效[2]。除此之外,還有DMG-DMDOF、TBG-MINO等新型四環素衍生物也在研發當中,均具有廣闊的應用前景
        2  β-內醯胺類抗生素的合成
        β-內酞胺類抗生素屬於分子中內含β-內酞胺環的抗生素。以頭孢菌素和青黴素為代表。頭孢菌素的分子內含氫化噻嗪環及β-內醯胺環共同合成的四元-六元環稠合系統。青黴素具有半合成青黴素的改造的,因此臨床上許多研究針對頭孢菌素C進行的改造,如7-氨基去乙醯氧基頭孢烷酸三氯乙酯(7-ADAC)、7-氨基頭孢黴烷酸(7-ACA),皆為合成頭孢菌素重要的中間體。近年來,臨床研究發現[3],對C3-位的側鏈進行改造,可有效改善藥效學性質、藥物動力學特性及提高其抗菌活性等,達到β-內醯胺酶的穩定,依據其化學結構的特點及C3-位的功能化,頭孢菌素的研究可分為以下幾類:
        2.1 C3-位是雜原子取代的甲基  C3-位的.功能化產物主要包括第一代的頭孢菌素頭孢唑林、第二代的頭孢菌素頭孢呋辛、第三代的頭孢菌素頭孢他定及第四代的頭孢菌素頭孢匹羅等,近年來對於此類化合物,注重開發其雙重活性,如內含喹諾酮類的頭孢菌素[4],其良好的抗菌活性是臨床應用的優勢。
        2.2 C3-位是羥基、甲基、鹵素或氫  通常常見為第二代的頭孢菌素頭孢克洛、第四代的頭孢菌素頭孢布烯。主要通過取代C3-位的甲基,生成3-去乙醯氧基頭孢菌素,如臨床上常用的第一代的頭孢拉定、頭孢菌素及頭孢氨苄。
        2.3 C3-位是炔基、共軛乙烯基或乙烯基  代表性的藥物是第三代的頭孢菌素頭孢克肟。
近年來,對於此型別的C3-位的修飾有眾多的研究報道,如Barrett等[5]研究發現,頭孢菌素帶炔基可增強對革蘭陽、陰性菌的抑制活性;Hara等[6]研究發現,YM-32825,其抗菌活性較強等。
        2.4 C3-位直接與雜原子相連的去甲頭孢菌素  近年來對於此方面的研究越來越多,Toyama的報告中指出,C3-位雜原子若是硫的化合物,能獲得較好的抗菌活性;另外美國專利報道中也發現,C3-位被苯硫醚類化合物所取代,可增強其體外的活性。