唑類抗真菌藥物的發(fā)展與研究現(xiàn)狀

武瑾 周有駿 呂加國 盛春泉 魏海洋 劉娜 朱駒

【摘 要】近年來由于真菌感染機率增加，感染程度加深，抗真菌藥物的研究發(fā)展迫在眉睫，唑類抗真菌藥物作為臨床藥物治療真菌感染的主要方法之一，被廣泛的研究開發(fā)并加以利用。本文綜述了唑類抗真菌藥物的作用機制、發(fā)展歷程、新型三唑類抗真菌藥物以及新型唑類CYP51抑制劑的研究進展，以便對唑類抗真菌藥物有更為直觀系統(tǒng)的了解。

1 前言

近年來由于抗生素的濫用，糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑的過度使用，惡性腫瘤患者的放化療，器官移植手術(shù)，近幾年AIDS的發(fā)病率增高，使得真菌感染在臨床上成為越來越普遍的問題。這些原因都使得真菌感染在臨床治療中引起廣泛重視?？拐婢幬镒鳛橹委熣婢〉挠行Х椒ㄖ?，其重要性不言而喻。[1-5]

2 唑類藥物的研究進展

目前，臨床上應(yīng)用最廣泛的抗真菌藥物是唑類藥物，約占臨床抗真菌藥物治療的70%。麥角甾醇作為構(gòu)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(diào)節(jié)以及立體結(jié)構(gòu)等起著重要的作用。唑類抗真菌藥的作用機制是在麥角甾醇合成過程中，抑制14α-去甲基化酶的活性，阻斷2，4-亞甲基二氫羊毛甾醇的脫甲基化反應(yīng)，使得羊毛甾醇聚集，細胞中毒死亡而達到殺菌作用[9]。該類藥物起初以咪唑為主，如：酮康唑、咪康唑等，但因其對哺乳動物的P450酶系統(tǒng)也有較強的抑制作用，產(chǎn)生較大的肝腎毒性和抗男性生育等不良反應(yīng)，在臨床治療中不被廣泛使用。而三唑類藥物則因哺乳動物P450酶系統(tǒng)中的其他敏感異構(gòu)酶對其更敏感，從而對Cyt-P450具有保護作用，降低其毒副作用，成為唑類治療真菌感染的主要藥物，如氟康唑、伊曲康唑、泊沙康唑等。[6，7]

第一代三唑類抗真菌藥物：氟康唑和伊曲康唑

1990年氟康唑的問世，是三唑類抗真菌藥研究的一個重要里程碑。氟康唑是治療新隱球菌、全身性念珠菌感染的首選藥物，口服治療粗球孢子菌引起的腦膜炎及艾滋病患者口腔、消化道念珠菌病等[8]。具有口服易吸收、分布廣、體內(nèi)代謝少、生物利用度低，不良反應(yīng)低等優(yōu)點，但是近年來，臨床出現(xiàn)的耐氟康唑的念珠菌株逐漸增多，耐氟康唑的隱球菌和曲霉菌也相繼出現(xiàn)。伊曲康唑膠囊口服吸收差，改進后的口服液吸收效果增強，主要用于治療暗色孢子真菌，孢子絲菌，無生命威脅的組織胞漿菌和牙生菌感染的真菌病[9，10]。在免疫缺陷患者中，分離出了耐伊曲康唑的念珠菌、煙曲霉菌和新型念珠菌，并且研究發(fā)現(xiàn)有些念珠菌和煙曲霉菌對氟康唑和伊曲康唑都存在耐藥性，說明唑類抗真菌藥物存在交叉耐藥性[11]。

第二代三唑類抗真菌藥物：伏立康唑 泊沙康唑和福司氟康唑

伏立康唑（voriconazole）是由美國輝瑞公司開發(fā)的廣譜型的三唑類抗真菌藥，其體內(nèi)、體外的抗菌活性都很高，屬于第2代合成的氟康唑衍生物 [12]。它對致病性酵母、絲狀真菌、二形真菌、曲霉菌等有很強的活性，對耐氟康唑的菌株如克柔念珠菌、近平滑念珠菌，對氟康唑固有耐藥的菌株光滑假絲酵母菌、對氟康唑獲得性耐藥的菌株白色念珠菌等深部致病真菌有效。臨床上主要用于念珠菌屬、耐氟康唑的白色念珠菌以及病原性酵母菌的治療，常用于代替兩性霉素B治療侵入性曲霉菌引起的肺部曲霉菌病，效果遠遠高于兩性霉素B[13-15]。目前相關(guān)報道中，該藥引起肝功能損害的病例較多，這主要與血藥濃度高或在合并用藥時，藥物間相互作用提高了伏立康唑的血藥濃度有關(guān)，如大環(huán)內(nèi)酯類藥物[16，17]。嚴重時可導(dǎo)致肝毒性反應(yīng)甚至是致死性的肝衰竭，但這類不良反應(yīng)極其罕見。此外，還可引起患者神經(jīng)功能障礙，出現(xiàn)幻覺，精神癥狀，神經(jīng)癥狀等，視覺障礙，光敏反應(yīng)、腎功能不全、心血管系統(tǒng)疾病以及低血鉀，因此在使用伏立康唑時要監(jiān)測血藥濃度，合理使用[18]。

泊沙康唑（posaconazole）是伊曲康唑的衍生物，于2007年FDA批準上市。它的作用機制與其他唑類抗真菌藥相似，但由于泊沙康唑具有長的側(cè)鏈[12]，所以藥物分子對靶酶有著額外的作用位點。當靶酶的亞鐵血紅素結(jié)合區(qū)域附近發(fā)生結(jié)構(gòu)變異時，氟康唑和伏立康唑?qū)Π忻傅慕Y(jié)合能力降低時，而泊沙康唑的抗真菌活性受影響較小。它抗菌譜廣，生物利用度高，對于念珠菌（包括對氟康唑耐藥的白色念珠菌、光滑念珠菌）、新型隱球菌、曲霉菌、白色孢子菌和較少見的絲狀真菌（包括接合菌、鐮刀菌和部分暗色菌）以及酵母菌，有很好的抗菌活性。念珠菌和新型隱球菌對泊沙康唑與伏立康唑都很敏感，但是白色念珠菌對泊沙康唑的敏感程度最高，而光滑念珠菌對泊沙康唑最不敏感[12，19]。另一項關(guān)于泊沙康唑、兩性霉素B、伊曲康唑、伏立康唑和氟康唑?qū)εR床的結(jié)核菌病菌株的體外實驗表明，泊沙康唑的MICS50和MICS90顯著低于伏立康唑和氟康唑，略低于伊曲康唑，是治療結(jié)核菌病最有希望的抗真菌藥。此外，泊沙康唑的副作用也較少較輕，主要不良反應(yīng)為惡心、嘔吐、腹瀉、乏腸胃脹氣、眼痛、心律異常和肝功能損壞。與其他藥物相互作用較小，在服藥時，如果與食物或營養(yǎng)物同服，可增加藥物療效。因此，泊沙康唑在抗真菌藥物中應(yīng)用越加廣泛。[19，20]

福司氟康唑是輝瑞公司2003年在日本批準上市的抗真菌藥物，該藥是氟康唑的磷酸酯前體藥物，具有良好的水溶性，是氟康唑水溶性的40倍，解決了氟康唑水溶性差的問題，在靜脈給藥下在體內(nèi)酶代謝下97%水解成氟康唑，只有1%以原型的形式隨尿排出[3，12]。對念珠菌屬和隱球菌屬所致的真菌血癥、呼吸器官真菌癥，真菌性腹膜炎、消化管真菌癥，尿路真菌癥、真菌性髓膜炎等有良好療效[22]。

研究中的新型三類抗真菌藥物：拉夫康唑艾沙康唑和阿伯康唑

拉夫康唑（Ravaconazole）（BMS-207147）是由日本Eisai公司研發(fā)的新型三唑類抗真菌藥，主要由肝臟代謝，對多種真菌有抗菌活性，如對念珠菌活性高于氟康唑和伊曲康唑，對耐氟康唑的白色念珠菌、克魯斯念珠菌具有較高活性，對煙曲霉菌活性與兩性霉素B相似，但高于伊曲霉素[23]，但其水溶性差，因此繼本品之后，拉夫康唑膦?；u甲基醚衍生物（BMS-379224）在研究開發(fā)中，為水溶性注射劑，并且在動物和志愿者研究中，該藥在體內(nèi)可迅速轉(zhuǎn)為拉夫康唑[24]。

阿伯康唑（Albaconazole）是西班牙Uriach公司正在開發(fā)的用于治療外引導(dǎo)念珠菌感染的新型三唑類藥物，已進入臨床研究，對念珠菌屬、隱球菌和曲霉菌屬有較強活性。其體外抑制隱球菌的活性約為氟康唑的100倍，體外抑制酵母菌的活性明顯高于伊曲康唑和氟康唑，對鐮刀菌不敏感，但與兩性霉素B合用時療效有累加作用[25]。

艾沙康唑（isavuconazol）對念珠菌抗菌活性明顯優(yōu)于伊曲康唑及伏立康唑，對耐兩性霉素B及卡泊芬凈的曲霉菌屬敏感，但對鐮刀菌及球孢子菌不敏感[25]。

圖1 三唑類藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)

3 新型唑類CYP51抑制劑的研究進展

CYP51作為經(jīng)典的抗真菌藥物作用靶點，目前，尋找新的唑類CYP51抑制劑依然是該領(lǐng)域的研究熱點。盛春泉等為了提高優(yōu)化唑類的效率，在CYP51的活性位點基礎(chǔ)上建立一個藥效學(xué)模型（如圖2），并且根據(jù)這個模型，設(shè)計、合成了一系列的唑類化合物（1-5）（如圖3），他們展示了很強的抗真菌活性，對于白假絲酵母菌和新型隱球菌，他們的抗真菌活性優(yōu)于氟康唑，伊曲康唑和酮康唑。另外，基于該藥效團模型，化學(xué)家們合成了一系列的1-芐氨基-2-苯基-3-（1H-1，2，4-三唑-1-基）丙基-2-最小2醇（6，7）類化合物，這些化合物對白假絲酵母菌顯示出良好的抗真菌活性。Chai等設(shè)計合成了唑類化合物（8-10），該類化合物除了煙曲霉菌外，對于其它測試真菌株均展示了很好的抗真菌活性，對接結(jié)果與藥效團模型吻合。一系列的聯(lián)芳基唑類衍生物被合成（11，12），他們對假絲酵母菌有很好的抑菌活性。為了延伸藥效學(xué)模型，用烷基取代苯基，合成的化合物也顯示了很好的廣譜抗菌活性。分子對接技術(shù)顯示，在烷基中氫鍵和范德華鍵的相互作用，白色念珠菌CYP51可以補償苯基缺失的π-π鍵相互作用。SAR顯示，連接子（X）在抗真菌方面有很大作用，通常，N-甲基和哌嗪基比六氫嘧啶和苯嘧啶-4-亞胺基要好，烷基的取代長度在3-4個C原子，很多替代物連接到苯基末端，像鹵素和硝基，都顯示很好的活性[26-36]。

圖2 唑類藥物的藥效團模型

圖3 新型唑類CYP51抑制劑結(jié)構(gòu)

本課題組合成并報道了一類新的三唑二氧戊環(huán)類化合物，通過驗證對受試菌株：白假絲酵母菌、熱帶假絲酵母菌、近平滑假絲酵母菌、新生隱球菌都有很強的抑菌活性，并且反式結(jié)構(gòu)比順式結(jié)構(gòu)活性好。這為研究新型唑類抗真菌抑制劑提供了一條新的研究途徑。[37]

圖4 三唑二氧戊環(huán)類化合物

4 展望

唑類藥物作為臨床上應(yīng)用最廣的抗真菌藥物，其毒副作用和耐藥性問題越來越受到關(guān)注。因此對唑類藥物進一步研究開發(fā)是抗真菌藥物研究中重要的方向，如：1、提高唑類藥物的選擇性，降低藥物的毒副作用并提高藥物在體內(nèi)的生物利用度；2、將真菌基因組學(xué)，分子模擬技術(shù)和組合化學(xué)技術(shù)等先進方法和技術(shù)應(yīng)用于唑類抗真菌藥物的研究中； 3、開發(fā)光學(xué)活性氮唑類藥物，也有很大的研究空間。此外，對于非唑類CYP51抑制劑的研究成為研究熱點，以海洋藥物、微生物活性代謝產(chǎn)物作為新型抗真菌藥物的研究方向也具有廣闊的前景。

參考文獻：

[1] 盛春泉，季海濤.新型抗真菌藥物的研究進展.國外醫(yī)學(xué)藥學(xué)分冊.2001，28（6）：347-350

[2] 劉艷.抗真菌藥物臨床應(yīng)用現(xiàn)狀.天津藥學(xué).2012，24（3）：58-61

[3] 果崇慧，吳立梅，齊國榮.氮唑類抗真菌藥物研究進展.實用預(yù)防醫(yī)學(xué).2011，18（6）：1172-1174

[4] 徐錚，曹永兵，姜遠.麥角甾醇生物合成途徑中的抗真菌藥作用靶酶.國外醫(yī)藥抗生素分冊.2001，22（5）：193-197

[5] Osborne CS，Leitner I，F(xiàn)avre B，et a1.Amino acid substitution in Trichophytonrubrum squalene epoxidase associatedwith resistance to terbinafine [J].Antimi-crob Agents Chemother，2005，49（7）：2840-2844.

[6] Lepesheva G，Waterman MR.Sterol 14α-demethylase cytochrome P450 （CYP51），a P450 in all biological kingdoms[J].BiochimBiophysActa. 2007，1770：467- 477.

[7] 王勝正，盛春泉，張萬年.新型抗真菌先導(dǎo)化合物的研究進展.藥學(xué)學(xué)報.2010，45（8）：966-975

[8] 姚金烽，楊文革，沈磊，趙曉磊.抗真菌藥物的研究進展.藥學(xué)專論.2009，18（20）：13-14

[9] Kauffman CA.Clin Infect Dis，1996，22（2）：148

[10] Kauffman CA.Clin Infect Dis，1995， 21：981

[11] 龐春紅.抗真菌藥物研究進展.現(xiàn)代實用醫(yī)學(xué).2011，23（12）：1419-1422

[12] 吳瑋峰，張曄.抗真菌上市新藥及其合成評述.中國藥師.2011，14（8）

[13] 尚茂林.抗真菌新藥伏立康唑.中國藥房.2007， l8（ l9）：1505-1507

[14] 伏立康唑.中國藥物化學(xué)雜志.2007，17 （3）

[15] 沈海蓉，李中東，鐘明康.新型抗真菌藥伏立康唑.中國新藥與臨床雜志，2004，23（5）：308-310

[16] 劉朋.193例伏立康唑不良反應(yīng)文獻的回顧性調(diào)查.首都醫(yī)藥.2012.02（下）

[17] 孟現(xiàn)民，張莉.伏立康唑藥物相互作用與處理對策.中國新藥與臨床雜志，2009，28（6）： 415-419

[18] 官東秀，馮祚臻，俸小平.伏立康唑藥物不良反應(yīng)文獻分析.齊魯藥事.2009，28（8）

[19] 賈晉生，王睿，李青山，張淑秋.三唑類廣譜抗真菌新藥-泊沙康唑.中國藥學(xué)雜志.2006，41（10）：798-800

[20] 泊沙康唑（posaconazole） 中國藥物化學(xué)雜志第17 卷第4期2OO7年8月總78期 266-267

[21] 國大亮，孫晉瑞，劉振國.福司氟康唑.齊魯藥事.2005，24（1）： 60-62

[22] 盛春泉，季海濤，張萬年.氮唑類抗真菌藥物研究新進展.中國新藥雜志.2002.11（4）：278-281

[23] 崔銀珠.第二代三唑類抗真菌藥物臨床評價.世界臨床藥物.2006，27 （7）： 423-430

[24] 曾琳，許紅梅.抗深部真菌感染藥物的研究進展及臨床評價.兒科藥學(xué)雜志.2009，15（3）： 52-54

[25] 胡恩澤.三唑類抗真菌藥作用特點及構(gòu)效關(guān)系.現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志.2011，20（36）

[26] 盛春泉，馬瑞，呂小偉，張萬年.三唑類抗真菌藥物構(gòu)效關(guān)系.藥學(xué)進展.2003， 27（6）

[27] 周宇，俞世沖，王保剛等.1-（1H-1，2，4-三唑-1-基）-2-（2，4-二氟苯基）-3-取代-2丙醇類化合物的合成及抗真菌活性.第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報.2011，32（7）

[28] 王保剛，鄒敏輝，李文哲.一取代三唑類抗真菌化合物的設(shè)計、合成及體外抗真菌活性.第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報.2010， 31（10）

[29] Ji H T，Zhang W N，Zhnu Y J，Zhang M ，Zhu J，Song YL，etal.A thee-dimensional model of lanosterol 1 4-demethylae ofcandida albicans and its interaction withazole antifungals[J].JMedChem，2000，43：2493-2505.

[30] Lupettl，A.；Denesl，R.；Campa，M.；Tacca，M.D.；Kelly，S. TrendsMo1.Med.2OO2.8.76

[31] Wulff.H.；Miller，M.J.；Hansel，W.；Grissmer，S.；Cahalan，M.D.；Chandy，K.G.Proc.Nat1.Acad.Sci.U.S.A.2000， 97.8151.

[32] Cupp-Vickery，J.R.；Garcia，C.；Hofacre，A.：McGee-Es-trade，K.J.Biol.2001，311，101.

[33] Zhao Q J，Hu H G，Li Y W ，Song Y，Cai I Z，W u Q Y，et a1.Synthesis，and antifungal activities of nove1 triazolederivativesbasedon the structure of lanosterol 14G—demethylase（CYP5 1）of fungi[J].ChemBiodivers，2007，4：1472 1479.

[34] Zhao Q J，Song Y，Hu H G，Sun Q Y，W u Q Y.Design，synthe—sis，and antifungal activities of novel triazole derivatives[J].Chin Chem I ett，2007，18：670—672.

[35] Chunquan S， Wannian Z.New Lead structures in antifungal drug discovery.Current Medicinal Chemistry， 2011， 18： 733-766

[36] 任曉慧，陳新，劉嘉等，新型三唑二氧戊環(huán)類化合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及抗真菌活性.藥學(xué)實踐雜志.2012，30（5）

作者簡介：

武瑾，女，第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)本科學(xué)員。

通訊作者：

劉娜，女，碩士，實驗師，研究方向：新型抗真菌藥物研究。

朱駒，男，教授，研究方向：新型抗腫瘤藥物研究。

基金資助：

國家自然科學(xué)基金（20972187）