抗真菌药物的作用机制及耐药性讲稿.ppt
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1、关于抗真菌药物的作用机制及耐药性第一页,讲稿共九十八页哦第一节第一节 抗真菌药物发展简介抗真菌药物发展简介 第二页,讲稿共九十八页哦第一个发现并被用于临床的为上世纪第一个发现并被用于临床的为上世纪3030年代末,年代末,从微生物发酵代谢产物中分离得到的灰黄霉素;从微生物发酵代谢产物中分离得到的灰黄霉素;19441944年报道了唑类化合物的抗真菌作用;年报道了唑类化合物的抗真菌作用;19491949年从微生物代谢产物中分离得到了制霉菌年从微生物代谢产物中分离得到了制霉菌素;素;19561956年报道了两性霉素年报道了两性霉素B B的抗真菌活性;的抗真菌活性;19581958年灰黄霉素被用于临床;
2、同年,上市了第一个年灰黄霉素被用于临床;同年,上市了第一个唑类抗真菌药物;唑类抗真菌药物;19601960年两性霉素年两性霉素B B被用于临床;被用于临床;19621962年报道了氟胞嘧啶(年报道了氟胞嘧啶(flucytosineflucytosine)的抗真菌)的抗真菌活性;活性;第三页,讲稿共九十八页哦1969年咪康唑和克霉唑(年咪康唑和克霉唑(clotrimazole,局部)被用于,局部)被用于临床;临床;1974年依康唑被用于临床;年依康唑被用于临床;1978年描述了阿莫罗芬(年描述了阿莫罗芬(amorolfine););1979年咪康年咪康唑唑parenreral制剂在英国上市;制剂
3、在英国上市;1981年酮康唑口服制剂在美国得到批准上市;同年年酮康唑口服制剂在美国得到批准上市;同年第一个烯丙胺类药物萘替芬(第一个烯丙胺类药物萘替芬(naftifine)进入临床试)进入临床试验;验;1987年开始研究开发多烯类药物的脂质体制剂;年开始研究开发多烯类药物的脂质体制剂;1988年开始试验第一个棘白菌素类(年开始试验第一个棘白菌素类(echinocandins)药物;药物;第四页,讲稿共九十八页哦19901992年氟康唑和依曲康唑开始在美国使用;年氟康唑和依曲康唑开始在美国使用;19931995年报道了第二代三唑类抗真菌药物;年报道了第二代三唑类抗真菌药物;19951996年通过
4、了第二个烯丙胺类药物特比萘芬年通过了第二个烯丙胺类药物特比萘芬(terbinafine),以及通过了两性霉素),以及通过了两性霉素B脂质体制剂;脂质体制剂;1997年通过了依曲康唑口服溶液制剂;年通过了依曲康唑口服溶液制剂;2001年上市年上市了第一个棘白菌素类药物了第一个棘白菌素类药物caspofungin;2002年上市了第二个棘白菌素类药物年上市了第二个棘白菌素类药物magfungin。在在20世纪世纪80年代中叶前的近三十年来,尽管两性霉素年代中叶前的近三十年来,尽管两性霉素B的神经毒性比较大,但由于没有更好的治疗药物而的神经毒性比较大,但由于没有更好的治疗药物而一直作为控制临床真菌感
5、染的主要药物。一直作为控制临床真菌感染的主要药物。第五页,讲稿共九十八页哦直到直到20世纪世纪80年代后期和年代后期和90年代研究开发了咪唑类和年代研究开发了咪唑类和三唑系(三唑系(triazoles)抗真菌药物,使在临床上能够有效地)抗真菌药物,使在临床上能够有效地控制局部和系统性真菌感染疾病。特别是三唑系的氟康唑,控制局部和系统性真菌感染疾病。特别是三唑系的氟康唑,由于其安全有效和低毒,在问世不到十年的时间内,仅在由于其安全有效和低毒,在问世不到十年的时间内,仅在美国就已经治疗了美国就已经治疗了1600多万真菌感染病人,包括多万真菌感染病人,包括30多万多万AIDS病人。病人。但随着这类药
6、物的使用,不断有出现耐药性真菌的报但随着这类药物的使用,不断有出现耐药性真菌的报道。道。与细菌耐药性的研究比较,对真菌耐药性的研究还与细菌耐药性的研究比较,对真菌耐药性的研究还是非常有限的。是非常有限的。第六页,讲稿共九十八页哦第二节第二节真菌耐药性与细菌耐药性的异同点真菌耐药性与细菌耐药性的异同点第七页,讲稿共九十八页哦主要不同点主要不同点一是真菌的细胞结构和生活史与细菌的具有较大的差一是真菌的细胞结构和生活史与细菌的具有较大的差别,如大多数真菌具有二倍体性质和其生活周期较长;别,如大多数真菌具有二倍体性质和其生活周期较长;二是药物的作用靶位不同,如大多数抗细菌药物的二是药物的作用靶位不同,
7、如大多数抗细菌药物的作用靶位是抑制细菌细胞壁重要组分肽聚糖的合成,作用靶位是抑制细菌细胞壁重要组分肽聚糖的合成,而大多数抗真菌药物的作用靶位是抑制真菌细胞膜而大多数抗真菌药物的作用靶位是抑制真菌细胞膜重要组分麦角甾醇的合成或抑制其功能的发挥。重要组分麦角甾醇的合成或抑制其功能的发挥。第八页,讲稿共九十八页哦不同抗菌药物的协同作用不同抗菌药物的协同作用单独使用抗细菌药物单独使用抗细菌药物RNA聚合酶抑制剂利福平时无聚合酶抑制剂利福平时无抗真菌活性,但当与两性霉素抗真菌活性,但当与两性霉素B合并用药时,对多合并用药时,对多种真菌具有活性。种真菌具有活性。产生这一协同作用的原因是由于两性霉素产生这一
8、协同作用的原因是由于两性霉素B对真菌对真菌细胞膜的作用而增加了细胞对利福霉素的吸收。细胞膜的作用而增加了细胞对利福霉素的吸收。第九页,讲稿共九十八页哦不同抗菌药物的协同作用不同抗菌药物的协同作用合并使用两性霉素合并使用两性霉素B B和核苷类抗真菌药物和核苷类抗真菌药物5-5-氟胞氟胞嘧啶(嘧啶(5FC5FC)于念珠菌感染的老鼠模型,同样能够)于念珠菌感染的老鼠模型,同样能够产生协同效应。产生协同效应。产生这一协同效应的原因推测为由于两性霉素产生这一协同效应的原因推测为由于两性霉素B B与细与细胞膜上麦角甾醇的交互作用导致细胞膜结构的改变,胞膜上麦角甾醇的交互作用导致细胞膜结构的改变,从而促进了
9、从而促进了5FC5FC的吸收。的吸收。第十页,讲稿共九十八页哦不同抗菌药物的协同作用不同抗菌药物的协同作用合并使用细菌细胞壁抑制剂合并使用细菌细胞壁抑制剂-内酰胺类抗生素和蛋白内酰胺类抗生素和蛋白质抑制剂氨基糖苷类抗生素,对肠球菌也能够产生作用质抑制剂氨基糖苷类抗生素,对肠球菌也能够产生作用机制相似的协同作用如,体外合并使用青霉素和链霉素机制相似的协同作用如,体外合并使用青霉素和链霉素于粪肠球菌时,在胞内测得的链霉素的浓度比单独使用于粪肠球菌时,在胞内测得的链霉素的浓度比单独使用链霉素时的要高。链霉素时的要高。但是,两性霉素但是,两性霉素B与与5FC的协同作用与上面的机制有的协同作用与上面的机
10、制有所不同,细菌细胞壁抑制剂所不同,细菌细胞壁抑制剂-内酰胺类抗生素和蛋白内酰胺类抗生素和蛋白质抑制剂氨基糖苷类抗生素的协同作用是相继发挥的而质抑制剂氨基糖苷类抗生素的协同作用是相继发挥的而不是同时发挥的。不是同时发挥的。第十一页,讲稿共九十八页哦耐药机制的不同点耐药机制的不同点到目前为止,细菌通过改变抗菌药物的分子结构,以使药到目前为止,细菌通过改变抗菌药物的分子结构,以使药物难以到达作用靶位并与之结合而发挥抗菌作用的耐药性物难以到达作用靶位并与之结合而发挥抗菌作用的耐药性机制(这是细菌对机制(这是细菌对-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素和糖肽类抗生素等药物产
11、生耐药性的主要作用机制),以和糖肽类抗生素等药物产生耐药性的主要作用机制),以及改变抗菌药物作用靶位的作用机制等,对于真菌耐药性及改变抗菌药物作用靶位的作用机制等,对于真菌耐药性来说,还没有被确证。来说,还没有被确证。尽管有一篇报道皮肤寄生的真菌能够降解制霉菌素,但尽管有一篇报道皮肤寄生的真菌能够降解制霉菌素,但没有足够的理由证明这是造成真菌耐药性的主要原因。没有足够的理由证明这是造成真菌耐药性的主要原因。第十二页,讲稿共九十八页哦耐药机制的不同点耐药机制的不同点而已有的研究表明:抗真菌药物的作用靶位的改变,降而已有的研究表明:抗真菌药物的作用靶位的改变,降低药物与作用靶位的接触是真菌产生耐药
12、性的主要机制。低药物与作用靶位的接触是真菌产生耐药性的主要机制。再则,从基因水平的研究来看,细菌产生高度耐药的再则,从基因水平的研究来看,细菌产生高度耐药的一个主要原因是由于带有耐药性基因的载体的相互传一个主要原因是由于带有耐药性基因的载体的相互传递所致,如质粒、转座子和噬菌体等;递所致,如质粒、转座子和噬菌体等;而对真菌耐药性的研究,目前只发现是由于广泛与药而对真菌耐药性的研究,目前只发现是由于广泛与药物接触而产生的选择压力所致。物接触而产生的选择压力所致。第十三页,讲稿共九十八页哦第三节第三节 抗真菌药物的作用机制与真菌耐药性抗真菌药物的作用机制与真菌耐药性机制机制第十四页,讲稿共九十八页
13、哦抗真菌药物的作用机制抗真菌药物的作用机制抗真菌药物的作用靶位集中在细胞表面:抗真菌药物的作用靶位集中在细胞表面:干扰细胞膜干扰细胞膜的合成如唑类药物氟糠唑等和多烯大环内酯类如两性霉素的合成如唑类药物氟糠唑等和多烯大环内酯类如两性霉素B等;等;干扰细胞壁中几丁质的合成如日光霉素和多氧霉素等;干扰细胞壁中几丁质的合成如日光霉素和多氧霉素等;干扰细胞壁中干扰细胞壁中1,3-葡聚糖的合成如卡帕芬净等;葡聚糖的合成如卡帕芬净等;干扰细胞表面甘露糖蛋白复合物的合成如干扰细胞表面甘露糖蛋白复合物的合成如pradimicin等等.第十五页,讲稿共九十八页哦一、作用于真菌细胞膜的抗真菌抗生素一、作用于真菌细胞
14、膜的抗真菌抗生素和合成药物和合成药物 目前在临床上广泛使用的这类抗真菌药物有三目前在临床上广泛使用的这类抗真菌药物有三种结构类型:种结构类型:唑类;唑类;多烯类;多烯类;烯丙胺硫代氨基甲酸酯类(烯丙胺硫代氨基甲酸酯类(allylaminethiocarbamatesallylaminethiocarbamates)。)。这类药物的作用靶位为真菌细胞膜的主要组成这类药物的作用靶位为真菌细胞膜的主要组成麦角甾醇。麦角甾醇。第十六页,讲稿共九十八页哦不同抗真菌药物的作用靶位不同抗真菌药物的作用靶位 第十七页,讲稿共九十八页哦(一)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成(一)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的抗真菌
15、合成药物的抗真菌合成药物1、唑类抗真菌药物、唑类抗真菌药物目前应用于临床的这类药物包括有:咪康唑、依康目前应用于临床的这类药物包括有:咪康唑、依康唑、酮康唑、氟康唑、依曲康唑、奥昔康唑唑、酮康唑、氟康唑、依曲康唑、奥昔康唑(oxiconazole)、特康唑()、特康唑(terconazole)、噻康唑)、噻康唑(tioconazole)等,特别是氟康唑,由于其具有良好)等,特别是氟康唑,由于其具有良好的临床效果和安全性,因而被广泛地使用。的临床效果和安全性,因而被广泛地使用。但是,随着这类药物的广泛使用,耐药性真菌出现的频率但是,随着这类药物的广泛使用,耐药性真菌出现的频率愈来愈高,从而鞭策人
16、们不断地去开发征服抗耐药性真菌愈来愈高,从而鞭策人们不断地去开发征服抗耐药性真菌的新一代药物。的新一代药物。第十八页,讲稿共九十八页哦酮康唑酮康唑 克霉唑克霉唑依曲康唑依曲康唑氟康唑氟康唑 依康唑依康唑 第十九页,讲稿共九十八页哦咪康唑咪康唑 奥昔康唑奥昔康唑特康唑特康唑 噻康唑噻康唑第二十页,讲稿共九十八页哦1 1)、唑类抗真菌药物的作用机制)、唑类抗真菌药物的作用机制麦角甾醇作为构成真菌细胞膜的重要成分,对于维持细胞膜的流麦角甾醇作为构成真菌细胞膜的重要成分,对于维持细胞膜的流动性、生物调节以及立体结构等起着重要的作用,而构成细胞膜动性、生物调节以及立体结构等起着重要的作用,而构成细胞膜的
17、甾醇应该是的甾醇应该是C-14位去甲基位去甲基的。的。已有的研究表明:唑类抗真菌药物的主要作用靶位是血红素蛋已有的研究表明:唑类抗真菌药物的主要作用靶位是血红素蛋白,该蛋白共催化抑制依赖于细胞色素白,该蛋白共催化抑制依赖于细胞色素P450的羊毛甾醇的羊毛甾醇(lanosterol)的)的14-去甲基;去甲基;而当而当14-去甲基酶的活性受到抑去甲基酶的活性受到抑制,制,则不能合成麦角甾醇而只能累积诸如羊毛甾醇、则不能合成麦角甾醇而只能累积诸如羊毛甾醇、4,14-二甲基二甲基酵母甾醇(酵母甾醇(4,14-dimethylzymosterol)、)、24-亚甲基二氢羊毛甾醇亚甲基二氢羊毛甾醇(24
18、-methylenedihydrolanosterol)等)等14-甲基化的甾醇前体,由甲基化的甾醇前体,由这样的甾醇构成的真菌细胞膜的结构和功能都发生了变化。这样的甾醇构成的真菌细胞膜的结构和功能都发生了变化。第二十一页,讲稿共九十八页哦1 1)、唑类抗真菌药物的作用机制)、唑类抗真菌药物的作用机制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等除了抑制早期的咪康唑、依康唑和酮康唑等除了抑制14-14-去甲基酶的去甲基酶的活性外,对存在于膜上的其他一些有关的酶也具有抑制活性:活性外,对存在于膜上的其他一些有关的酶也具有抑制活性:如用新近开发的如用新近开发的voriconazolevoriconazole处理白
19、念珠菌时发现有酵母甾醇处理白念珠菌时发现有酵母甾醇和角鲨烯(和角鲨烯(squalenesqualene)的累积,但还不清楚造成这一结果的原因是)的累积,但还不清楚造成这一结果的原因是由于由于voriconazolevoriconazole与细胞膜上的一些与麦角甾醇合成有关的酶发与细胞膜上的一些与麦角甾醇合成有关的酶发生交互作用,还是由于生交互作用,还是由于14-14-去甲基酶的活性被抑制后产生的次级去甲基酶的活性被抑制后产生的次级效应所致。效应所致。另外,这类药物的作用机制与作用对象有关如,氟康唑和依另外,这类药物的作用机制与作用对象有关如,氟康唑和依曲康唑除了抑制新型隐球酵母的曲康唑除了抑制
20、新型隐球酵母的14-14-去甲基酶的活性外,还能去甲基酶的活性外,还能够抑制将钝叶鼠曲草素酮(够抑制将钝叶鼠曲草素酮(obtusifolioneobtusifolione)还原成为相应的醇)还原成为相应的醇(obtusifoliolobtusifoliol),从而导致甲基化的甾醇前体累积。),从而导致甲基化的甾醇前体累积。第二十二页,讲稿共九十八页哦FLU:FLU:氟康唑;氟康唑;ITRA:ITRA:依曲康唑;依曲康唑;VORVOR:voriconazolevoriconazole;TERBTERB:特比萘芬:特比萘芬 第二十三页,讲稿共九十八页哦2 2)、真菌对唑类抗真菌药物的耐药性机制)、
21、真菌对唑类抗真菌药物的耐药性机制真菌对唑类药物产生耐药性的主要作用机制是由于药真菌对唑类药物产生耐药性的主要作用机制是由于药物的作用靶酶结构发生修饰,或是降低了这类药物与物的作用靶酶结构发生修饰,或是降低了这类药物与靶酶接触的机会,或是两者同时兼之。靶酶接触的机会,或是两者同时兼之。还没有发现由于药物结构被修饰而造成耐药性的作用还没有发现由于药物结构被修饰而造成耐药性的作用机制。机制。第二十四页,讲稿共九十八页哦1 1:靶酶过量产生;:靶酶过量产生;2 2:药物结构被改变;:药物结构被改变;3 3:药物被外排蛋白泵出;:药物被外排蛋白泵出;4 4:药物在细胞壁水平:药物在细胞壁水平/细胞膜水平
22、被阻止;细胞膜水平被阻止;5 5:细胞由于药物的作用而产生的补偿:细胞由于药物的作用而产生的补偿途径以使细胞保持活性;途径以使细胞保持活性;6 6:某些能够将钝化的药物转化为活性药物的酶被抑制;:某些能够将钝化的药物转化为活性药物的酶被抑制;7 7:细:细胞产生某些能够降解药物的酶并分泌至胞外。胞产生某些能够降解药物的酶并分泌至胞外。第二十五页,讲稿共九十八页哦真菌对唑类抗菌药物产生耐药性的生物化学机制真菌对唑类抗菌药物产生耐药性的生物化学机制 作用机制原因备注药物作用靶位改变(14-甾醇去甲基酶)靶位发生改变致使药物不能与之结合,但不改变与外源底物的结合能力靶位有活性,但对药物的亲和力降低甾
23、醇生物合成改变缺乏5,6-去饱和酶导致14-甲基fecosterol的积累,而不是麦角甾醇的积累胞内靶酶合成量减低细胞膜中脂和甾醇改变,特异性药物外排泵过量表达(CDR1、PDR5和BEN)透过细胞膜的能力降低;主动外排泵靶酶合成量增加靶酶拷贝数增加麦角甾醇过量合成,导致氟康唑和依曲康唑的交叉耐药性第二十六页,讲稿共九十八页哦2 2、烯丙胺类抗真菌药物、烯丙胺类抗真菌药物1 1)、烯丙胺类抗真菌药物的作用机制)、烯丙胺类抗真菌药物的作用机制虽然与其他麦角甾醇生物合成抑制剂类抗真菌药物的结构不同,虽然与其他麦角甾醇生物合成抑制剂类抗真菌药物的结构不同,烯丙胺类的特比萘芬和萘替芬的作用机制也是抑制
24、麦角甾醇的生烯丙胺类的特比萘芬和萘替芬的作用机制也是抑制麦角甾醇的生物合成。物合成。特比萘芬在体内外对皮肤真菌具有很强的抗菌活性,并对某些唑特比萘芬在体内外对皮肤真菌具有很强的抗菌活性,并对某些唑类抗菌药物产生耐药性的菌株也有效。类抗菌药物产生耐药性的菌株也有效。第二十七页,讲稿共九十八页哦特比萘芬特比萘芬 萘替芬萘替芬特比萘芬和萘替芬的化学结构特比萘芬和萘替芬的化学结构第二十八页,讲稿共九十八页哦(二)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的多烯(二)、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的多烯类抗真菌抗生素类抗真菌抗生素 1 1、多烯类抗真菌抗生素的作用机制、多烯类抗真菌抗生素的作用机制在早期研究多烯类药物对
25、敏感菌的作用过程中,通过在早期研究多烯类药物对敏感菌的作用过程中,通过外源加入甾醇类物质能够明显降低培养物对药物的敏外源加入甾醇类物质能够明显降低培养物对药物的敏感性,从而支持了多烯类药物的抗菌作用是通过与细感性,从而支持了多烯类药物的抗菌作用是通过与细胞膜上的甾醇作用来实现的这一观点。胞膜上的甾醇作用来实现的这一观点。由于药物首先与外源加入的甾醇物质发生生物化学作由于药物首先与外源加入的甾醇物质发生生物化学作用,而使细胞膜上的甾醇免遭药物的作用。用,而使细胞膜上的甾醇免遭药物的作用。第二十九页,讲稿共九十八页哦1 1、多烯类抗真菌抗生素的作用机制、多烯类抗真菌抗生素的作用机制抗生素发挥作用时
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