抗菌药和抗真菌药.docx

1、抗菌药和抗真菌药抗菌药和抗真菌药( Antimicrobial and Antifungal Agents )基本要求第一节 磺胺类药物及抗菌增效剂( Antimicrobial Sulfonamides and Antibacterial Synerists )磺胺类药物的发现，开创了化学治疗的新纪元，从发现、应用到 作用机制学说的建立，只有十几年的时间。尤其是作用机制的阐明， 开辟从代谢拮抗寻找新药的途径，推动药物化学的发展。通过对其副 作用的研究，又发现了利尿药和降血糖药。目前临床上使用频率对高的磺胺药物是 磺胺嘧啶 (Sulfadiazine) 和 磺胺甲恶唑 ( Sulfametho

2、xazol )，关于其作用机理为磺胺类药物能 与细菌生长所必需的对氨基苯甲酸( PABA产生竞争性拮抗，干扰了细菌的酶系统 PABA利用，PABA是叶酸的组成部分，叶酸为微生物生 长中必要物质，也是构成体内叶酸辅酶的基本原料。 PABA在二氢叶酸合成酶的催化下，与二氢蝶啶焦磷酸酯及谷氨酸或二氢蝶啶焦磷酸酯 与对氨基苯甲酰谷氨酸合成二氢叶酸。再在二氢叶酸还原酶的作用下 还原成四氢叶酸，为细菌合成核酸提供叶酸辅酶。由于磺胺类药物和 PABA这种类似性，使得在二氢叶酸的生物合成中，磺胺类药物可以取 代PABA位置，生成无功能的化合物，妨碍了二氢叶酸的生物合成。二 氢叶酸经二氢叶酸还原酶作用还原为四氢

3、叶酸，后者进一步合成辅酶F。辅酶F为DNA合成中所必需的嘌呤、 嘧啶碱基的合成提供一个碳单 位。人体作为微生物的宿主，可以从食物中摄取四氢叶酸，因此，磺 胺类药物不影响正常叶酸代谢，而微生物靠自身合成四氢叶酸，一旦 叶酸代谢受阻，生命不能继续，因此微生物对磺胺类药物都敏感。本 机理开辟了抗代谢学说，所谓代谢拮抗就是设计与生物体内基本代谢 物的结构有某种程度相似的化合物，使与基本代谢物竞争性或干扰基 本代谢物的被利用， 或掺与生物大分子的合成之中形成伪生物大分子， 导致致死合成( Lethal Synthesis )，从而影响细胞的生长。抗代谢物 的设计多采用生物电子等排原理( Bioisost

4、erism )。代谢拮抗概念已 广泛应用于抗菌、抗疟及抗癌药物等设计中。甲氧苄啶( Trimethoprim )是在研究 5- 取代苄基 -2 ，4-二氨基嘧 啶类化合物对二氢叶酸还原酶的抑制作用时发现的广谱抗菌药。它对 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有广泛的抑制作用。其作用机制为可 逆性抑制二氢叶酸还原酶，使二氢叶酸还原为四氢叶酸的过程受阻， 影响辅酶F的形成，从而影响微生物 DNA RNA及蛋白质的合成，使其生长繁殖受到抑制。与磺胺类药物联用，使细菌代谢受到双重阻断， 从而使其抗菌作用增强数倍至数十倍， 同时， 使对细菌的耐药性减少。 甲氧苄氨嘧啶的 4- 位甲氧基取代的衍生物也具有抗菌活性

5、。通过对大量磺胺类药物的结构与活性的研究，总结出其活性与结 构关系：1.氨基与磺酰氨基在苯环上必须互为对位，邻位及间位异构体均 无抑菌作用。2.苯环被其它环替代时或在苯环上引入其它基团时将都使抑菌作 用降低或完全失去抗菌活性。3.以其它与磺酰氨基类似的电子等排体替代磺酰氨基时，多数情 况下均使抗菌作用基本减弱。4.磺酰氨基 N1- 单取代物都使抗菌活性增强， 特别是杂环取代使抑菌作用有明显的增加，但 N1， N1- 双取代物一般丧失活性。5.N- 氨基若被在体内可转变为游离氨基的取代基替代时，可保留 抗菌活性。6.N1-, N4-均被取代时，若在体内 N4-氨基可被释放，仍有 N1-取代物的活

6、性。例如柳氮磺胺嘧啶第二节 喹诺酮类抗菌药( Quinolone Antimicrobial Agents )喹诺酮类药物是继磺胺类抗菌药后又一类划时代的抗菌药。 1962 年发现具有新的结构类型的抗菌药 萘啶酸(Nalidixic acid )到今天已经开发出数十种喹诺酮类药物，其中一些的抗菌作用可与优良 的半合成头孢菌素媲美。喹诺酮类药物的发展一般被认为分为三代：第一代是以 Nalidixic acid 、吡咯酸( Piromidic acid )为代表 的对革兰氏阴性菌有活性的药物，但抗菌谱窄，易形成耐药性，作用 时间短，中枢副作用较大，现已少用 。第二代是以 西诺沙星( Cinoxac

7、in )和吡哌酸( Pipemidic Acid ) 为代表，虽然仅对革兰氏阴性菌药物显活性但其副作用较少，在体内 较稳定，药物以原形从尿中排出。对尿路及肠道感染也有作用。特别 是 Pipemidic Acid 由于在其分子中引入碱性的哌嗪基团， 使得整个分 子的碱性和水溶性增加，从而使其抗菌活性增加，这主要归于哌嗪基 团能与DNA促旋酶B亚基之间相互作用，从而增加此药对 DNA促旋酶的亲合力。现已证实喹诺酮类药物作用的靶点为 DNA拓扑异构酶H又称回旋酶。第三代喹诺酮类抗菌药为在喹诺酮的 6 位引入氟原子，使得此类 药物具有良好的组织渗透性，药代动力学参数及吸收、分布代谢状况 均佳。具有抗菌

8、谱广，对革兰氏阴性菌和阳性菌及支原体、衣原体、 军团菌及分枝菌都有明显的抑制作用，特别是对包括绿脓杆菌在内的 革兰氏阴性菌作用比庆大霉素等氨基糖苷类抗生素还强，临床上用于 治疗敏感菌所引起尿道、肠道等感染性疾病，已经成为新一代的抗菌 药 物 ， 其 发 展 速 度 极 快 。 较 为 有 代 表 性 的 药 物 有 诺 氟 沙 星 ( Norfloxacin )、环丙沙星( Ciprofloxacin )、依诺沙星 ( Enoxacin )、培 氟 沙 星 ( Pefloxacin )、 氧 氟 沙 星 (Ofloxacin) 、 洛 美 沙 星 (Lomefloxacin) 、氟洛沙星 (F

9、leroxacin) 、妥舒沙星 (Tosufloxacin) 、斯帕沙星(Sparfloxacin) 、左氟沙星(Levofloxacin) 、妥美沙星(Tomefloxacin) 、 巴罗沙星 (Balofloxacin)喹诺酮类药物的构效关系：1.N-1 位若为脂肪烃基取代时，以乙基或与乙基体积相似的乙烯 基、氟乙基抗菌活性最好。 N-1 位若为脂环烃取代时，其抗菌 作用最好的取代基为环丙基、 而且其抗菌活性大于乙基衍生物。N-1 由烃基，环烃基取代活性增加，其中以乙基、氟乙基、环 丙基取代最佳，若为苯取代时其抗菌活性与乙基相似，但抗革 兰氏阳性菌活性较强。2.8位上的取代基可以为 H、

10、Cl、NQ、NH、F,其中以氟为最佳，若为甲基、乙基、甲氧基和乙氧基时，其对活性贡献的顺序为甲基H甲氧基 乙基乙氧基。在1位和8位间成环状化合物时， 产生光学异构体，以（S）异构体作用最强。3.2 位上引入取代基后活性减弱或消失 .4.3位羧基和4位酮基为此类药物与 DNA回旋酶结合产生药效必 不可缺少的部分,将酮基被硫酮基或亚胺基取代及 3 位羧基被 其它含有酸性基团替代时,活性均消失。5.在 5 位取代基中,以氨基取代最佳。其它基团活性均减少。6.6位对活性的贡献顺序为 FClCN Nhl H,6位氟的引入可使 其与DAN回旋酶的结合力增加 217倍，对细菌细胞壁的穿透性 增加 170 倍

11、。7.在 7 位上引入各种取代基均使活性增加， 特别是哌嗪基可使喹诺酮类抗菌谱扩大，其次为二甲胺基、甲基及卤素。第三节 异喹啉类及硝基呋喃类抗菌药( Antibacterial Isoquinolines and Nitrofurans )异喹啉类抗菌药代表为 氯化小檗碱( Berberine chloride )，它 为黄莲和三棵针等植物的抗菌成分，又称盐酸黄连素。小檗碱以三种 形式存在，即季铵碱式(I)、醇式(H)和醛式(皿)。其中以季铵 碱式最稳定，多以此形式存在，可离子化，亲水性强，所以能溶于水， 难溶于有机溶剂。且生物利用度低。但在肠道中的浓度较大，故用于 肠道感染。因此，临床主要用

12、于由痢疾杆菌、葡萄球菌和链球菌引起 的菌痢及胃肠炎。它具有抗菌活性强、毒性低、副作用小、应用广的 特点，近来还发现其具有阻断 (3 -受体和抗心律失常的作用。小檗碱在碱性溶液加热或被氧化剂氧化均可使抗菌作用消失。另外还具有生 物碱的性质。硝基咲喃类抗菌药作用于微生物酶系统，抑制乙酰辅酶 A,干扰微生物的糖代谢，而 起抑菌作用。此类药物起源于对糠醛及呋喃甲酸的抗菌作用的研究， 其典型代表药物是 呋 喃 唑 酮 ( Nitrofurazolidon ) 和 呋 喃 妥 因 (Nitrofurantoin) 。括各种沙门氏菌、志贺氏菌、变形杆菌、肠杆菌、大肠杆菌和霍乱弧菌。但因口服时吸收很少， 所以

13、 Nitrofurazolidon 只用于治疗肠道内 感染。Nitrofurantoin 对许多革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都有抑制作用。 Nitrofurantoin 一旦口服既迅速被吸收，但其消除速度很快，以致于在有良好抗菌活性时，在血浆中其浓度都不能被检测到。但它 尿中积累使其达到治疗尿道感染的浓度。临床上治疗大肠杆菌、变形 杆菌等引起的泌尿道感染。第四节 抗结核药物( Tuberculostatics )抗结核药物根据化学结构分为合成抗结核药和抗结核抗生素。合 成抗结核药主要包括 异烟肼( Isoniazid )、 对氨基水杨酸( Sodium Aminosalicylate )、乙胺丁

14、醇 (Ethambutol) 。抗结核抗生素主要有氨 基糖苷类的 链霉素( Streptomycin )、卡那霉素( Kanamycin )、 利福 霉素( Rifamycins )、环丝氨酸( Cycloserin )、紫霉素( Viomycin )、 卷曲(卷须)霉素( Capreomycin ) 等。对 Isoniazid 的结构与活性关系的研究表明， Isoniazid 具有较 高的结构转属性，仅得到肼基上端氮上被烷基和芳基取代物，具有抗 结核活性，基本上为 Isoniazid 与醛缩合生成腙，其抗结核作用与 Isoniazid 相似，但毒性略低，不损害肝功能，常与乙胺丁醇、乙硫 酰胺

15、合用Isoniazid 可与铜离子、铁离子、锌离子等金属离子络合，如与铜离子在酸性条件下生成一分子螯合物，呈红色，在时，生成两分子 螯合物。微量金属离子的存在可使 Isoniazid 溶液变色，故配制时， 应避免与金属器皿接触。本品受光、重金属、温度、 pH 等因素影响变质后，分解出游离肼，使毒性增大，所以变质后不可药用。 Isoniazid 在碱性溶液中，在有氧气或金属离子存在时，可分解产生异烟酸盐， 异烟酰胺及二异烟酰双肼等。 Isoniazid 分子中含有肼的结构，具有 还原性。弱氧化剂如溴、碘、溴酸钾等在酸性条件下，均能氧化本品， 生成异烟酸，放出氮气。与硝酸银作用，也被氧化为异烟酸，

16、析出金 属银。Isoniazid 口服后迅速被吸收，食物和各种耐酸药物，特别是含 有铝的耐酸药物， 例如氢氧化铝凝胶， 可以干扰或延误吸收。 Isoniazid 在包括病灶在内的各种组织中均能很好吸收，它的大部分代谢物为失 活物质。主要代谢物为 N-乙酰异烟肼，N-乙酰异烟肼的抗结核活性仅 为 Isoniazid 的 1。在人体内这种乙酰化作用受到乙酰化酶控制， 它的活性是受其基因控制，以遗传正染色体形式产生，具有高浓度此 酶的个体乙酰化迅速，而具有低浓度此酶的个体乙酰化速度则较慢， 这种乙酰化速度的差异，决定了对乙酰化速度较快的病人需要调节使 用剂量。 Isoniazid 的另一种代谢物为异

17、烟酸和肼。对氨基水杨酸钠( Sodium Aminosalicylate )为一种常见的抗结核药物，为依据苯甲酸和水杨酸能促进结核杆菌呼吸这一事实，从代 谢拮抗原理于 1946 年找到了抗结核药物， 它的作用机理为与对氨基苯 甲酸竞争二氢叶酸合成酶，使二氢叶酸形成发生障碍，蛋白质合成受 阻，致使结核杆菌不能生长和繁殖。盐酸乙胺丁醇 (Ethambutol Hydrochloride) 为随机筛选得到抗结 核药物，其分子中有两个手性碳原子，由于其分子的对称性，故有三 种旋光异构体即右旋体、左旋体、内消旋体。右旋体的活性是内消旋 体 12 倍，是左旋体 200500 倍，药用为右旋体。虽然，对乙胺

18、丁醇进 行了结构改造但未发现好于 Ethambutol 药物。 Ethambutol 的氢氧化 钠溶液与硫酸酮试液生成深蓝色的络合物。利福平( Rifampin )为大环内酰胺类抗生素。 Rifampin 分子中含 1，4- 萘二酚结构，在碱性条件下易氧化成醌型化合物。其醛缩氨基哌 嗪在强酸中易在C=N处分解，成为缩合前的醛基和氨基哌嗪二个化合 物。Rifampin是抑制细菌 DNA依赖RNA聚合酶(DDRP,并且对细胞 内外的结核杆菌均显较高的活性。 Rifampin 对革兰氏阳性菌和革兰氏 阴性菌的DDRP都有较强的抑制作用，但是，由于 Rifampin对革兰氏阳性菌的穿透性很差，所以，

19、Rifampin 对这些病源微生物的感染治疗 作用较少。DDRP的抑制导致在RNA起始链的阻断。其研究结果已经表 明；Rifampin萘核n - n键合到DDRFg白质的芳香氨基酸的芳核上。子螯合，这样增加了 Rifampin对DDRF的键合，在Rifampin分子中的C17和C19上的氧和DDRP形成较强的氢键，也增加了 Rifampin对DDRP 的结合。这种结合导致了对 RNA以合成的抑制。通过对天然利福霉素及其衍生物结构和活性关系的研究，得出如 下规律：1 在 Rifampin 的 6， 5， 17 和 19 位应存在自由羟基。2.这些基团在一个平面上， 并且对与DDRP结合有着十分重

20、要的作用。3.Rifampin 的 C-17 和 C-19 乙酰物无活性。4.在大环上的双键被还原后，其活性降低。5.将大环打开也将失去其抗菌活性。6.在 C-8 上引进不同取代基往往使抗菌活性增加，亚胺基、肟、腙等取代基的引入使抗菌活性显着提高。第五节 抗真菌药物( Antifugals )抗真菌药物按结构可分为抗真菌抗生素、唑类抗真菌药物和其它 抗真菌药物。抗真菌抗生素分为多烯类和非多烯类，非多烯类抗生素主要对浅 表真菌有效，其代表药物主要为灰黄霉素 (Griseofulvin )和西卡宁( Siccanin )。 Griseofulvin 对皮肤真菌有效，但有一定毒性，一般60 多种，只

21、可外用。多烯类抗真菌抗生素已经发现由放线菌产生约有 其分子内都含有亲脂大环内酯环，此环含有四、五、六或七个共轭双 键的发色团。且连有一个氨基糖，多烯类抗生素在水和一般有机溶剂 中的溶解度较小，只是在二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、吡啶等极性溶 剂中溶解度较大。临床上对常见的多烯类抗真菌抗生素为 两性霉素 B ( Amphotericin B )。多烯类抗生素主要用于深部真菌感染，此类抗 生素与真菌细胞膜上的甾醇结合，损伤膜的通透性，导致细菌细胞内 钾离子、核苷酸、氨基酸等外漏，破坏正常代谢而起抑菌作用。除支 原菌外，细胞上缺少甾醇的细菌不能被多烯类抗生素所作用。唑类抗真菌药物为近年发展起来的一类合成

22、抗真菌药， 克霉唑 ( Clotrimazole )为这类药物的先驱。 随后， 大量的唑类药物被开发， 不仅可以治疗浅表性真菌感染，而且还可口服治疗全身性真菌感染。 唑类抗真菌药物按结构可分为咪唑类和三氮唑类，咪唑类抗真菌药物 有 Clotrimazole 、 咪康唑( Miconazole )、 硝酸益康唑( Econazole nitrate )、酮康唑 (Ketoconazole) 、布康唑 (Butoconazole) 、 氯康唑 ( Cloconazole ) 、 芬 替 康 唑 (Fenticonazole) 、 奥 西 康 唑 ( Oxiconazole )、硫康唑( Sulco

23、nazole )、噻康唑 (Tioconazole) ， 三 氮 唑 类 抗 真 菌 药 物 主 要 有 氟 康 唑 (Fluconazole) 、 依 曲 康 唑 (Itraconazole) 、 特康唑 (Terconazole) 。唑类抗真菌药物能抑制细 胞色素P-450,它能催化羊毛甾醇 14位脱a -甲基成为麦角甾醇。唑类药物环上 3 位氮原子与血红素辅基中三价铁离子结合，阻止了用于插入羊毛甾醇的氧活化。唑类抗真菌药物抑制甾醇 14a -脱甲基酶导致14- 甲基化甾醇的积累， 诱使细胞的通透性发生变化， 膜渗漏细胞结构 被破坏，即而造成真菌死亡。在唑类抗真菌药物中对值得注意的是 Fl

24、uconazole ，它是根据咪唑类抗真菌药物效关系研究结果， 以三氮唑 替换咪唑环后，得到的抗真菌药物。它与蛋白结合率较低，且生物利 用度高并具有穿透中枢的特点。 Fluconazole 对新型隐球菌、白色念 珠菌及其他念珠菌、黄曲菌、烟曲菌、皮炎芽生菌、粗球孢子菌、荚 膜组织胞浆菌等有抗菌作用。其它抗真菌药物主要有 萘替芬( Naftifine )具有较高的抗真菌 活性和 特比萘芬( Terbinafins ) 和布替萘芬( Butenafine )。测试题A型选择题1. 最早发现的磺胺类抗菌药为E. 苯磺酰胺A. 磺胺醋酰与甲氧苄啶组成B.磺胺嘧啶与甲氧苄2. 复方新诺明是由啶组成啶组成

25、E. 对氨基苯磺酰胺与甲氧苄啶组成3. 能进入脑脊液的磺胺类药物是A. 磺胺醋酰B. 磺胺嘧啶C. 磺胺甲恶唑D. 磺胺噻唑嘧啶E. 对氨基苯磺酰胺4. 磺胺嘧啶的那种碱金属盐可用于治疗绿脓杆菌A. 钠盐B. 钙盐C. 钾盐D. 铜盐E. 银盐5. 甲氧苄啶的化学名为A. 5-3 ， 4 ，5- trimethoxyphenylmethyl-26-pyrimidinediamineB. 5-3 ， 4 ，5- trimethoxyphenylmethyl-46-pyrimidinediamineC. 5-3 ， 4 ，5- trimethoxyphenylmethyl-24-pyrimidin

26、ediamineD. 5-3 ， 4 ，5- trimethoxyphenyl ethyl-24-pyrimidinediamineE. 5-3 , 4 , 5- trimethyphe nylmethyl-24-pyrimidi nediami ne6.磺胺嘧啶的化学名为B.4-Ami no-N-4-pyrimidi nylbe nzen esulfo namideC.3-Ami no-N-2-pyrimidi nylbe nzen esulfo namideD.4-Ami no-N-2-pyrimidi nylbe nzen esulfo namideE.的名称为B.4-Ami no-N-

27、2-pyridi nylbe nzen esulfo namideSulfsmethoxazoleC.D.SulfathiazoleSulfacetamideE. sulfamethoxypyridaz ine8.磺胺甲恶唑的化学结构为9.环丙沙星的化学结构为A.氨基与磺酰氨基在苯环上必须互为对位， 邻位及间位异构体均无抑菌作用。B.苯环被其它一起他环替代时或在苯环上引入其它基团时将都使抑菌作用降低或完全失去抗菌活性C.以其它与磺酰氨基类似的电子等排体替代磺酰氨基时， 多数情况下抗菌作用加强。D.磺酰氨基N-单取代物都使抗菌活性增强，特别是杂环取代使抑菌作用有明显的增加，但 N1，N1-双取代

28、物一般均丧失活性。E.N 4-氨基若被在体内可转变为游离氨基的取代基替代时，可保留 抗菌活性。12.左氟沙星的化学结构为C.斯帕沙星 D. 培氟沙星E.左氟沙星14.在下列药物中不属于第三代喹诺酮类抗菌药物的是A.依诺沙星 B. 西诺沙星C.诺氟沙星 D. 洛美沙星E.氧氟沙星15.下列有关喹诺酮类抗菌药构效关系的那些描述是不正确的A.N-1 位若为脂肪烃基取代时，以乙基或与乙基体积相似的乙烯基、氟乙基抗菌活性最好。B.2位上引入取代基后活性增加 .C.3位羧基和4位酮基时此类药物与 DNA回旋酶结合产生药效必不可缺少的部分D.在5位取代基中，以氨基取代最佳。其它基团活性均减少。E.在7位上引

29、入各种取代基均使活性增加，特别是哌嗪基可使 喹诺酮类抗菌谱扩大。16.下列药物中那个不具有抗结核作用A.乙硫异烟胺 B.C.环吡司胺 D.E.异烟肼17.下列抗生素中不具有抗结核作用的是A. 链霉素 B.C. 卡那霉素 D.E.克拉维酸18.氟康唑的化学结构为A.C.E.19.A.右旋体 B.C.左旋体 D.吡嗪酰胺 环丝氨酸利氟喷丁环丝氨酸内消旋体外消旋体E.几何异构 20.下列有关利福霉素构效关系的那些描述是不正确的A.在利福平的6，5，17和19位应存在自由羟基B.利福平的C-17和C-19乙酰物活性增加C.在大环上的双键被还原后，其活性降低。D.将大环打开也将失去其抗菌活性。E在C-8

30、上引进不同取代基往往使抗菌活性增加，21.F列抗真菌药物中含有三氮唑结构的药物是A.伊曲康唑B.布康唑C.益康唑D.硫康唑E.噻康唑ABFCOOHCDHNNEHN斯帕沙星的结构为依诺沙星的结构为培氟沙星的结构为610ABNClNEClOClHNNNC. Clci dO NCOOHCl SN丿亠FNOhnJ氧氟沙星的结构为H3C N环丙沙星的结构为Oo Ho -Nnh2 oCOOHN I COohN OF I COOHN NN151.2.3.4.5.一、B型选择题O丿6伊曲康唑的结构为7.噻康唑的结构为8.益康唑的结构为9.硫康唑的结构为10.酮康唑的结构为1115 .A. 抑制二氢叶酸还原酶B.抑制二氢叶酸合成酶C.抑制DNA回旋酶D.抑制蛋白质合成E.抑制依赖DNA的 RNA聚合酶11.磺胺甲恶唑12.甲氧苄嘧啶13.利福平14.链霉素15.环丙沙星三、C型选择题15甲氧苄啶A. 磺胺嘧啶 B.C. 两者均是D.两者均不是1.抗菌药物 .2.抗病毒药物3.抑制二氢叶酸还原酶4.抑制二氢叶酸合成酶5.能进入血脑屏障610A. 利福平 B.罗红霉素C. 两者均是 D.两者均不是6.半合成抗生素7.天然抗生素8.抗结核作用9.被称为大环内酯类抗生素10.被称为大环内酰胺类抗生素1115A. 环丙沙星 B.