抗真菌药物研究进展

抗真菌药物研究进展张庆柱第一部分概述一、真菌类型与致病性真菌（fungus）是一种真核生物, 在自然界分布广泛，对人类致病的真菌分为浅部真菌和深部真菌，因此, 一般将真菌感染（fungal infections）分为浅部真菌感染和深部真菌感染两大类。

1．浅部真菌感染常由各种皮肤癣菌引起，主要侵犯皮肤、毛发、指（趾）甲等，引起手足癣、体癣、股癣、叠瓦癣、甲癣、头癣等。

浅部真菌感染发病率高，治疗药物主要为抗浅部真菌感染药和外用（局部应用）抗真菌药。

2．深部真菌感染是由真菌引起的深部组织和内脏器官感染, 如肺、胃肠道、泌尿道等感染, 严重者可引起心内膜炎、脑膜炎和败血症等。

深部真菌感染多由白假丝酵母菌（白色念珠菌）、新型隐球菌、粗球孢子菌、荚膜组织胞浆菌和皮炎芽生菌等引起。

条件致病性真菌感染多为内源性，如假丝酵母菌病和曲霉病等。

近年来，深部真菌感染的发病率呈持续上升趋势，且病情严重，病死率高。

尤其在严重全身性疾病（如糖尿病、恶性肿瘤、获得性免疫缺陷疾病等）时，机体免疫功能明显下降，或长期应用广谱抗生素、免疫抑制剂、肾上腺皮质激素等药物时更易发生。

治疗药物主要有两性霉素B、氟胞嘧啶及唑类等抗深部真菌感染药。

二、真菌结构与药物作用机制真菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞核、内质网、线粒体等。

根据作用机制抗真菌药物可以分为如下四类。

（一）作用于真菌细胞壁细胞壁作为真菌与周围环境的分界面，起着保护和定型的作用，其主要成分包括几丁质、β-(1,3)-D-葡聚糖和甘露糖蛋白。

抑制细胞壁组分的合成或破坏其结构，可以达到抑制、杀灭真菌的目的。

由于哺乳动物无细胞壁，因此真菌细胞壁抑制剂具有选择性，对机体影响较小。

根据作用靶位，又可分为：①β-(1,3)-D-葡聚糖合酶抑制剂：脂环肽类是结构上含有环肽和脂溶性侧链的天然抗生素大家族，以棘白霉素类（echinocandins）为代表，可以非竞争性抑制β-(1,3)-D-葡聚糖合成酶, 抑制许多丝状真菌和酵母菌细胞壁的一种基体成分β(1,3)-D-葡聚糖的合成, 从而破坏真菌细胞壁，导致细胞内容物渗漏。

②几丁质合酶抑制剂。

③甘露糖蛋白抑制剂。

（二）作用于真菌细胞膜真菌细胞膜与哺乳动物细胞膜比较相似，含有磷脂、鞘脂、固醇和蛋白质。

1．作用于麦角固醇麦角固醇是真菌细胞质膜的重要成分，与哺乳动物细胞的胆固醇类似，能稳定细胞膜结构，减小流动性。

细菌的细胞质膜上无类固醇，故作用于麦角固醇的抗真菌药物对细菌无效。

（1）唑类（azoles）：包括咪唑类（imidazoles）和三唑类（triazoles），通过咪唑环上未被取代的氮原子与血红素卟啉基上的Fe络合，抑制14α-去甲基酶（14α-demythyelase，14-DM），造成固醇前体的积累和麦角固醇的耗尽，导致真菌质膜结构和功能的改变。

（2）多烯类（polyenes）：如制霉菌素、两性霉素B、那他霉素和美帕曲星，分子的疏水部分（即大环内酯的多烯）与麦角固醇结合，形成中空圆柱状固醇-多烯复合物，破坏了细胞质膜的渗透性。

分子的亲水部分（即大环内酯的多醇部分）则在膜上形成水孔，导致真菌细胞因电解质和基质外漏而死亡。

除了在质膜上形成孔道以外，两性霉素B还抑制质膜上的酶（如白色念珠菌的质子A TP酶）并且通过质膜的脂质过氧化作用导致细胞的氧化损坏。

（3）烯丙胺类（allylamines）：是另一类麦角固醇合成抑制剂，代表药物有萘替芬（naftifine）、特比萘芬（terbinafine）、布替萘芬（butenafine）等，它们是真菌角鲨烯环氧化酶（squalene epoxidase，SE）的可逆、非竞争性抑制剂，是哺乳动物细胞SE的竞争性抑制剂。

真菌与哺乳动物中SE氨基酸序列的差异可能是其选择性的分子基础。

药物的萘环部分和酶的角鲨烯结合位点作用，侧链部分和酶的亲脂性位点结合，造成酶构象改变而失活，引起角鲨烯的积累和麦角固醇的缺乏。

由于角鲨烯积累使细胞膜渗透性增加，导致真菌细胞死亡。

2．作用于鞘脂鞘脂在真菌细胞膜中的比例很少，但对于细胞功能是必不可少的。

虽然真菌的鞘脂生物合成途径与人类有很多相似之处，但某些酶是真菌所特有的，如肌醇磷酰神经酰胺（inositol phosphatidyl ceramide，IPC）合成酶。

天然化合物金担子素（aureobasidins）、鲁司米星（rustmicin）和Khafrefungin能够抑制IPC合酶，造成生长期真菌细胞内神经酰胺积累，最终导致质膜和微管结构破坏。

（三）抑制真菌蛋白质合成1．粪壳菌素类通过稳定真菌的非核糖体蛋白的延长因子（elongation factor 2,，EF2）-核糖体复合物，阻断移位，进而抑制蛋白质合成。

2．Cispentacin类Cispentacin及其衍生物是不常见的环状β-氨基酸，具有双重作用机制：①通过主动转运，在真菌细胞内迅速积累，干扰氨基酸转运和代谢；②同时还是异亮氨酸-tRNA合成酶的低亲和抑制剂，干扰蛋白质合成。

3．Azoxybacilin 是带有氮化偶氮基侧链的脂肪族氨基酸，不直接改变蛋白质合成，而影响SO422一同化途径对于真菌自身合成含硫氨基酸是必需的，而且该途径还一同化途径中真菌独有的酶。

SO4包含了SO42一至H2S的转化过程，而H2S是合成半胱氨酸和蛋氨酸所必备。

（四）抑制真菌核酸代谢5-氟胞嘧啶（5-f lucytosine，5-FC）在渗透酶的辅助下进入真菌细胞，细胞内胞嘧啶脱氨基酶将其转化为5-氟尿嘧啶(5-FU)。

5-FU在尿嘧啶磷酸核糖基转移酶（URTase）的作用下转化为氟尿苷酸（FUND），氟尿苷酸被进一步磷酸化并结合到RNA上，使蛋白质合成中断。

5-FU还可以转化为5-氟脱氧尿嘧啶单磷酸，它是参与DNA合成和核酸分裂的胸苷酸合成酶（thymidylate synthetase）的强力抑制剂。

因此，5-FC通过干扰真菌细胞的嘧啶代谢，即阻断RNA、DNA和蛋白质合成而发挥作用。

哺乳动物的细胞不能进行此种转化，故本药对真菌有选择性作用。

三、真菌的耐药机制（一）对唑类的耐药机制1．降低胞内唑类的浓度通过改变细胞膜组成阻止药物进入，降低胞内唑类的浓度。

更主要的原因是外排泵作用增强而产生耐药。

2．增加靶位水平通过基因扩增或相应基因的正调节来增加14α-去甲基酶的浓度，并经常伴随麦角固醇生物合成途径中其他酶的突变或药物外排泵的过表达。

3．改变固醇合成麦角固醇生物合成途径中其他酶的改变可以导致耐药，如erg3编码的△5, 6-去饱和酶发生突变后失去活性，引起14α-去甲基类固醇的积累，它能取代细胞膜中缺乏的麦角固醇的功能，保持细胞继续生长。

4．降低与靶位的亲和性点突变G464S发生在14-DM的血红素结合域，使得药物和血红素中的铁原子的结合发生改变。

5．其他有些病原真菌能够生成生物膜。

生物膜是由分化细胞构成的致密网状物，其上可形成一层胞外基质，成为抗真菌药物有效渗入细胞的物理屏障。

（二）对多烯类的耐药机制某些真菌的细胞膜中无麦角固醇，因此对多烯类固有耐药。

两性霉素B的耐药性可能是：①穿过真菌细胞壁是两性霉素B到达细胞膜的第一道屏障，耐药菌中这一通路发生改变；②细胞膜中脂类的数量和质量发生变化，特别是麦角固醇含量减少，降低了两性霉素B与细胞膜结合的几率；③真菌细胞对两性霉素B引起的氧化现象敏感性降低。

（三）对5-氟胞嘧啶的耐药机制渗透酶失活使进入细胞的5-FC减少，或负责将5-FC转化为FUMP的酶失活，是导致对5-FC耐药的原因。

大部分临床分离的白色念珠菌和新型隐球菌对5-FC耐药是由于发生突变，缺失了胞嘧啶脱氨基酶或URTase。

四、药物作用靶点研究真菌感染及其耐药性日益引起人们的关注，抗真菌药物的作用靶点是当前研究的热点之一。

主要包括三个方面：①真菌结构成分及代谢产物分析；②真菌成分生物合成途径及其相关酶分子的研究；③控制真菌生长和分裂的基因序列分析。

第二部分全身性抗真菌药一、抗深部真菌感染药（一）两性霉素B（amphotericin B）是一种多烯类抗生素（polyene macrolide antibiotics），由链丝菌（Streptomyces nodosus）培养液中提取得到，含A、B两种成分，因其B成分抗菌作用强而用于临床，故称两性霉素B, 国产者又名庐山霉素（fungilin）。

两性霉素B不溶于水和乙醇，临床所用制剂为两性霉素B和脱氧胆酸钠的复合物，在水中形成胶体，可用作静脉注射。

【体内过程】口服及肌内注射均难吸收，且局部刺激性大，临床常采用缓慢静脉滴注给药，单次静脉滴注，有效浓度可维持24小时以上。

进入体内后药物从脱氧胆酸钠复合物中游离出来，90％以上与血浆蛋白结合，不易透过血脑屏障。

血浆t1/2约24小时。

体内消除缓慢，停药2个月尿中仍可检出微量药物。

碱性尿中可增加药物排泄。

两性霉素B的脂质体制剂多分布于肝、脾和肺等网状内皮组织，减少了药物在肾脏的分布, 可减轻两性霉素B的毒副作用。

【抗菌作用】为广谱抗真菌药，敏感的真菌有新型隐球菌、白假丝酵母菌、皮炎芽生菌、荚膜组织胞浆菌、球孢子菌、孢子丝菌等，对细菌、立克次体、病毒等均无抗菌活性。

部分曲菌属对本药耐药，皮肤和毛发癣菌则大多呈现耐药。

【临床应用】两性霉素B是治疗深部真菌病的首选药物。

可缓慢静脉滴注或鞘内、腹膜内和胸膜内给药，用于治疗敏感真菌引起的内脏或全身感染，如曲霉菌病，新型隐球菌脑膜炎，念珠菌引起的肺部、尿路感染和败血症等。

由于本药对真菌细胞膜通透性的影响，使一些药物（如氟胞嘧啶和唑类抗真菌药）易于进入真菌细胞内，产生协同抗菌作用。

本品口服给药仅用于胃肠道真菌性感染，局部外用治疗眼科、皮肤科和妇科的真菌性感染。

两性霉素B脂质体静脉给药可用于全身性真菌感染。

【不良反应】静脉滴注较多，常见寒战、高热，多出现在静脉滴注开始后1～2小时。

寒战的产生与本药使白细胞介素1（IL-1）和肿瘤坏死因子（TNF）从单核细胞释放有关。

静脉注射过快可致惊厥、心律失常。

长期大剂量用药，可出现肾毒性，约80％患者可发生氮质血症，为剂量依赖性及一过性。

此外，还可见血压下降、眩晕、低血钾、低血镁等，偶见血小板减少、粒细胞减少。

用药期间应注意心电图、肝肾功能及血象的变化。

【药物相互作用】与其他具有肾毒性的药物（如氨基糖苷类、抗肿瘤药物、多粘菌素类、万古霉素等）合用, 可使肾脏的毒性增强；与肾上腺皮质激素合用可使低钾血症发生率增高；本药所诱发的低钾血症可增加强心苷类药物的毒性，增强神经肌肉阻断药的作用；尿液碱化药能促进本药排出，可防止或缓解肾小管酸中毒。

（二）氟胞嘧啶（flucytosine）又称5-氟胞嘧啶，为化学合成的抗深部真菌药物，其化学结构与化疗药物5-氟尿嘧啶相似。