呋喃妥因作用機(jī)制與臨床應(yīng)用研究進(jìn)展及聯(lián)合用藥策略

李瑋瑋　郭偉鴻?張雪?張昕陽(yáng)?朱偉偉?薛云新?王岱?趙西林

摘要：細(xì)菌耐藥性的持續(xù)攀升及新型抗菌藥物研發(fā)進(jìn)展緩慢，使得臨床抗感染治療面臨巨大挑戰(zhàn)。早期抗生素呋喃妥因具有較強(qiáng)的抗菌活性和較低的臨床耐藥率，被重新考慮作為治療尿路感染的一線藥物，但其確切的分子作用靶點(diǎn)仍不清楚。本文回顧了呋喃妥因的抗菌和耐藥機(jī)制、臨床應(yīng)用現(xiàn)狀及聯(lián)合用藥研究，以期為呋喃妥因的合理使用及抗菌策略制定提供參考。

關(guān)鍵詞：呋喃妥因，抗菌機(jī)制，臨床應(yīng)用，耐藥機(jī)制，聯(lián)合用藥

中圖分類(lèi)號(hào)：R978.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Advancement of clinical application， molecular mechanism， and drug combination strategy of nitrofurantoin

Li Weiwei， Guo Weihong， Zhang Xue， Zhang Xinyang， Zhu Weiwei， Xue Yunxin， Wang Dai， and Zhao Xilin

（State Key Laboratory of Molecular Vaccinology and Molecular Diagnostics， School of Public Health， Xiamen University， Xiamen 361102）

Abstract Continuous surge of bacterial drug resistance in combination with slow progress in development of new antimicrobial drugs， poses a grave threat to effective anti-infective therapy in the clinic. The early antibiotic nitrofurantoin， due to its strong antimicrobial activity and low clinical resistance rate， has been reconsidered as a first-line drug for the treatment of urinary tract infections. However， the exact molecular target of nitrofurantoin action is still unclear. This article reviews the antimicrobial and drug resistance mechanism of nitrofurantoin， its current clinical application， and strategies of drug combination therapy involving this drug. Such work is expected to provide a reference for the rational use of nitrofurantoin and to guide the formulation of antimicrobial treatment strategies involving nitrofurantoin.

Key words Nitrofurantoin; Antimicrobial mechanism; Clinical application; Drug resistance mechanism; Combination drug therapy

病原菌耐藥性的不斷發(fā)展使新型抗生素的開(kāi)發(fā)變得刻不容緩。然而，全新藥物的研發(fā)需要大量經(jīng)費(fèi)作為支撐，且抗生素開(kāi)發(fā)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及耐藥菌的進(jìn)化速度?，F(xiàn)階段，細(xì)菌耐藥性的快速蔓延對(duì)整個(gè)公共衛(wèi)生體系構(gòu)成嚴(yán)重威脅，在全球范圍內(nèi)造成巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而老藥的復(fù)興有可能緩解當(dāng)前藥物開(kāi)發(fā)的困境[1-2]。

呋喃妥因用于治療和預(yù)防尿路感染已經(jīng)有60多年的歷史[3]。然而，由于其他抗生素（比如，β-內(nèi)酰胺類(lèi)和喹諾酮類(lèi)等）的不斷涌現(xiàn)，該藥逐漸被忽視，直到近年來(lái)由于抗生素濫用導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的數(shù)量激增，才重新調(diào)整了呋喃妥因的用藥地位[4]。2010年，美國(guó)感染病學(xué)會(huì)和歐洲微生物與感染病學(xué)會(huì)重新將呋喃妥因列為治療急性非復(fù)雜性尿路感染的一線抗菌藥物[5]，然而人們對(duì)這種抗生素仍缺乏系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。因此，本文綜述了呋喃妥因的化學(xué)及抗菌特性、臨床應(yīng)用及耐藥率、耐藥機(jī)制，同時(shí)還對(duì)其藥物聯(lián)合抗菌策略進(jìn)行闡述，以期為呋喃妥因的合理使用提供依據(jù)與指導(dǎo)。

1 呋喃妥因藥物性質(zhì)

呋喃妥因?qū)儆诤铣尚拖趸?lèi)化合物，常見(jiàn)的硝基類(lèi)化合物主要包括硝基呋喃類(lèi)和硝基咪唑類(lèi)化合物。1959年，甲硝唑首次合成并在抗原蟲(chóng)和抗滴蟲(chóng)中取得很好的效果，從此硝基咪唑類(lèi)藥物便開(kāi)始逐漸發(fā)展[6]。整體而言，硝基咪唑類(lèi)藥物基本都具有抗結(jié)核、抗病毒、抗原蟲(chóng)功效；它們的作用方式主要是通過(guò)破壞病原體的DNA來(lái)發(fā)揮抗菌作用[6]。

比較常見(jiàn)的硝基呋喃類(lèi)化合物主要包括3種（圖1）：（1）呋喃西林（nitrofurazone， NFZ）是一種含5-硝基呋喃的鹽酸氨基脲[7]，對(duì)各種泌尿道、生殖道感染的預(yù)防和治療有明顯效果，常用于局部感染的治療和臨床導(dǎo)尿管涂層，食品防腐劑中也有添加[8]；（2）呋喃唑酮（furazolidone， FZ）是一種含2-惡唑烷酮的5-硝基呋喃[7]，用于治療細(xì)菌性腹瀉，賈第蟲(chóng)病以及作為幽門(mén)螺桿菌感染進(jìn)行組合治療的一部分[9]；（3）呋喃妥因（nitrofurantoin， NFT）是一種含有5-硝基呋喃的環(huán)酰胺，主要用于治療非復(fù)雜性尿路感染（urinary tract infections， UTIs），且尿液中的酸性pH環(huán)境對(duì)呋喃妥因的抗菌活性有明顯的增強(qiáng)作用[10]。

2 呋喃妥因抗菌機(jī)制

呋喃妥因由于具有多種抗菌機(jī)制而很早就受到了研究者們的關(guān)注[11]。根據(jù)報(bào)道，呋喃妥因的抗菌機(jī)制整體可以概括為：通過(guò)抑制細(xì)菌能量代謝中的生化過(guò)程而非特異性地影響細(xì)菌中蛋白質(zhì)、DNA、RNA的正常合成[12]，但確切的作用機(jī)制還有待深入探究。

研究顯示，細(xì)菌外在生存環(huán)境中氧氣的改變會(huì)影響呋喃妥因的抗菌活性，有氧與厭氧條件下呋喃妥因發(fā)揮不同的作用[13]，這主要是因?yàn)檫秽滓蛐枰趸€原酶活化才能發(fā)揮抗菌作用，而細(xì)菌所含硝基還原酶的種類(lèi)對(duì)氧氣的敏感度有所不同。根據(jù)對(duì)氧氣敏感度的差異，細(xì)菌中硝基還原酶大致可以分為兩類(lèi)：I型硝基還原酶（氧不敏感型）、II型硝基還原酶（氧敏感型）[14]。I型硝基還原酶中比較有代表性的是大腸埃希菌中的nfsA、nfsB基因產(chǎn)物，在對(duì)藥物中的硝基進(jìn)行電子還原時(shí)，前者（NfsA）只能依賴(lài)NADPH，而后者（NfsB）可以依賴(lài)兩種輔酶NADPH和NADH[15]。呋喃妥因中的硝基在被還原的過(guò)程中速率較快，采用的是雙電子還原機(jī)制（即乒乓機(jī)制），最后的還原產(chǎn)物有亞硝基、羥胺和氨基基團(tuán)等[16]，而起關(guān)鍵催化作用的通常為羥胺類(lèi)化合物[17]。呋喃妥因在尿路感染治療中經(jīng)歷此還原過(guò)程，一系列的還原產(chǎn)物會(huì)破壞三羧酸循環(huán)，抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成，從而殺死病原體[7]。II型硝基還原酶只能通過(guò)單電子還原機(jī)制來(lái)還原硝基[18]。

II型硝基還原酶通過(guò)依賴(lài)于NADPH的細(xì)胞色素P450還原酶啟動(dòng)呋喃妥因的單電子硝化還原過(guò)程，被還原的硝基會(huì)重新被氧化，如此反復(fù)，形成一種無(wú)效的氧化還原循環(huán)[19]。在此循環(huán)過(guò)程中，自發(fā)產(chǎn)生的超氧陰離子自由基在超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的作用下生成過(guò)氧化氫[20]，當(dāng)鐵配合物存在時(shí)會(huì)與過(guò)氧化氫發(fā)生芬頓反應(yīng)，產(chǎn)生活性更強(qiáng)的羥基自由基[21]。

研究還發(fā)現(xiàn)對(duì)呋喃妥因耐藥的大腸埃希菌在被EDTA進(jìn)行滲透作用后會(huì)導(dǎo)致呋喃妥因?qū)ζ渥钚∫志鷿舛龋╩inimum inhibitory concentration， MIC）顯著降低，而在這些菌株中，硝基還原酶活性極其微弱甚至可以忽略不計(jì)[22]。這些報(bào)道表明呋喃妥因存在不依賴(lài)于硝基還原而發(fā)揮抗菌作用的機(jī)制，然而，這種機(jī)制尚不完全清楚，具體作用過(guò)程還有待后續(xù)的進(jìn)一步的探究[23]。

3 呋喃妥因的臨床應(yīng)用

尿路感染，即泌尿道致病性感染的統(tǒng)稱(chēng)[24]，是醫(yī)院和社區(qū)常見(jiàn)的一種疾病[25]。20世紀(jì)50年代，呋喃妥因由于其口服后吸收快，尿液中藥物濃度高（其他組織部位藥物濃度低）而主要被用于治療尿路感染[4]。尿路感染中大腸埃希菌是最常見(jiàn)的病因，在病因中的占比超過(guò)半數(shù)，甚至高達(dá)75%～95%[26]。由于呋喃妥因?qū)Υ竽c埃希菌的活性高、安全性高且對(duì)腸道菌群的影響較小，因此是治療無(wú)并發(fā)癥尿路感染的首選藥物，也是預(yù)防復(fù)發(fā)性尿路感染的首選藥物[27]。

3.1 呋喃妥因具有良好的抗感染治療效果

在一項(xiàng)對(duì)513名無(wú)并發(fā)癥、下尿路感染的婦女進(jìn)行的隨機(jī)開(kāi)放性試驗(yàn)中，用呋喃妥因和磷霉素治療2～4周后的臨床結(jié)果顯示，當(dāng)研究對(duì)象將呋喃妥因按照一天3次共100 mg的用藥量連續(xù)服用5 d，治療效果優(yōu)于磷霉素單次服用3 g劑量的效果，結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異[28]。另外，在關(guān)于呋喃妥因?qū)χ委煶扇藛渭冃阅蚵犯腥九R床療效的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)行的系統(tǒng)回顧中發(fā)現(xiàn)，呋喃妥因在單純性尿路感染的臨床和細(xì)菌學(xué)方面的治療效果至少與其它抗生素相當(dāng)，且在一些研究中被證明效果優(yōu)于復(fù)方磺胺甲惡唑[29]。

在比較呋喃妥因和環(huán)丙沙星療效和安全性的研究中，研究人員將收集的60例尿路感染患者的尿樣分為兩組，分別用呋喃妥因和環(huán)丙沙星處理，藥物干預(yù)前后均進(jìn)行微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)呋喃妥因處理組的尿樣中有5例（16.67%）在藥物干預(yù)后出現(xiàn)微生物生長(zhǎng)，環(huán)丙沙星處理組的尿樣中有14例（46.67%）在藥物干預(yù)后出現(xiàn)微生物生長(zhǎng)，研究者認(rèn)為這說(shuō)明呋喃妥因比環(huán)丙沙星抗菌效果更好，細(xì)菌對(duì)環(huán)丙沙星的耐藥率更高[30]。Spencer等[31]在對(duì)英國(guó)45個(gè)中心（包括538名患者）進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，將呋喃妥因與甲氧芐啶、復(fù)方磺胺甲惡唑療效進(jìn)行比較，證明呋喃妥因是治療急性無(wú)并發(fā)癥尿路感染的首選藥物。

3.2 呋喃妥因引起較低的耐藥率

在尿路感染的患者中，由于經(jīng)常使用抗生素治療，導(dǎo)致尿路細(xì)菌耐藥率持續(xù)上升[32]。Konar等[33]在三級(jí)護(hù)理醫(yī)院尋找引起無(wú)并發(fā)癥尿路感染最常見(jiàn)的致病菌過(guò)程中對(duì)2557例臨床疑似病例進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)最常見(jiàn)的尿路病原體是大腸埃希菌，且大多數(shù)分離的大腸埃希菌對(duì)呋喃妥因敏感，對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物耐藥。此外，研究人員在呋喃妥因和甲氧芐氨嘧啶進(jìn)行預(yù)防用藥的治療試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)隨機(jī)接受呋喃妥因治療的兒童中，7%的受試者攜帶對(duì)呋喃妥因耐藥的細(xì)菌；相比之下，接受甲氧芐氨嘧啶治療的受試者有47%攜帶對(duì)該藥物耐藥的細(xì)菌，耐藥性大幅度增加[34]。

在歐洲，2000年的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示大腸埃希菌對(duì)呋喃妥因的耐藥率很低，平均為1.2%，其中葡萄牙和西班牙的耐藥率最高，分別為5.8%和4.2%，芬蘭最低為0.5%，瑞典幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大腸埃希菌對(duì)呋喃妥因的耐藥性[35]。在亞洲，革蘭陰性菌耐藥性研究的熱點(diǎn)地區(qū)-印度的一項(xiàng)監(jiān)測(cè)研究表明，從醫(yī)院分離出來(lái)的病原體對(duì)喹諾酮類(lèi)和頭孢菌素類(lèi)抗生素的耐藥率極高，分別為76%和77%[36]；而對(duì)呋喃妥因的耐藥率才9.4%[37]。

根據(jù)2010年中國(guó)CHINET耐藥性監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)臨床尿液標(biāo)本中9301株分離株的監(jiān)測(cè)結(jié)果，革蘭陰性菌占比超過(guò)70%，其中大腸埃希菌占主要部分，且大腸埃希菌對(duì)呋喃妥因的耐藥率僅為7.9%，但對(duì)環(huán)丙沙星和復(fù)方磺胺甲惡唑的耐藥率均超過(guò)了50%，說(shuō)明呋喃妥因?qū)Υ竽c埃希菌的敏感率仍然較高[4]。

2016年報(bào)道的我國(guó)2005—2014年10年間CHINET所屬的全國(guó)19家大型醫(yī)院收集的臨床分離株中關(guān)于大腸埃希菌的耐藥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，有將近50%的大腸埃希菌分離株來(lái)源于尿液標(biāo)本，在這10年間，大腸埃希菌的檢出率不斷上升，且對(duì)常用抗生素的耐藥率也在不斷上升：對(duì)第二代和第三代頭孢菌素、氟喹諾酮類(lèi)藥物、復(fù)方磺胺甲惡唑的耐藥率均超過(guò)了50%，但對(duì)呋喃妥因的耐藥率仍然保持較低水平，總耐藥率為6.2%左右[38]。

由此可見(jiàn)，尿路細(xì)菌對(duì)呋喃妥因仍然保持著低耐藥率。同時(shí)，已知呋喃妥因的作用靶點(diǎn)并不具有唯一性[7]，因此不會(huì)與具有確切作用靶點(diǎn)部位的頭孢類(lèi)、喹諾酮類(lèi)等藥物產(chǎn)生交叉耐藥，其對(duì)治療尿路感染依然有效。

4 呋喃妥因耐藥機(jī)制

呋喃妥因的抗菌作用靶點(diǎn)具有多樣性，因此其耐藥性相較于已知有確切靶點(diǎn)的藥物發(fā)展緩慢[7]。根據(jù)目前臨床及體外培養(yǎng)分離得到的少數(shù)呋喃妥因耐藥菌株，其已知的耐藥機(jī)制主要?dú)w納為以下3方面：

4.1 基因突變

根據(jù)現(xiàn)有的報(bào)道，呋喃妥因耐藥比較常見(jiàn)的原因是編碼細(xì)菌硝基還原酶的基因發(fā)生突變。呋喃妥因的還原由硝基還原酶系統(tǒng)介導(dǎo)，進(jìn)而產(chǎn)生藥物活性。在大腸埃希菌中nfsA、nfsB兩個(gè)基因編碼氧不敏感的硝基還原酶，這兩個(gè)基因突變的情況大部分是插入突變，也有少數(shù)的缺失和錯(cuò)義突變[39]?；蛲蛔儗?dǎo)致氨基酸發(fā)生相應(yīng)的突變，硝基還原酶的合成受到影響，使呋喃妥因不能被還原為有活性的中間代謝產(chǎn)物而發(fā)揮抗菌作用，從而導(dǎo)致耐藥性細(xì)菌的出現(xiàn)[40]。

除此之外，有研究表明ribE基因突變也與耐藥有關(guān)。ribE基因是二氧四氫喋啶合酶亞基 [41]，二氧四氫喋啶合酶是核黃素生產(chǎn)所必需的，核黃素本身不具有任何生物活性，但它是黃素腺嘌呤單核苷酸（FMN）的前體物質(zhì)[42]。這種輔助因子大多是以非共價(jià)結(jié)合的方式來(lái)發(fā)揮作用，不僅與NfsA和NfsB結(jié)合，還可以與其它黃素蛋白結(jié)合，這些黃素蛋白涉及電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中的氧化還原反應(yīng)，并催化代謝物的脫氫，氧化和去羥化反應(yīng)[43]，這使其成為細(xì)胞代謝中的必要成分[44]。ribE發(fā)生突變，F(xiàn)MN的合成受到影響后使兩種硝基還原酶的還原過(guò)程也受到影響，從而影響藥物發(fā)揮抗菌作用，這雖然未使細(xì)菌生存受到明顯影響，但卻加速了耐藥的出現(xiàn)。

4.2 遺傳毒性誘導(dǎo)的SOS反應(yīng)

細(xì)菌在呋喃妥因的刺激下，會(huì)做出應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)SOS反應(yīng)的發(fā)生，該反應(yīng)涉及在LexA和RecA蛋白控制下的一組基因的表達(dá)對(duì)DNA損傷的修復(fù)過(guò)程[45]。在呋喃妥因作用下，細(xì)菌DNA發(fā)生損傷，此時(shí)RecA蛋白激活，充當(dāng)傳感器的角色，與暴露的DNA單鏈一起形成核蛋白絲[46]；與此同時(shí)，LexA發(fā)生自裂解，激活與SOS反應(yīng)通路相關(guān)的基因表達(dá)，例如抑制細(xì)胞分裂的sulA、促進(jìn)DNA修復(fù)的uvrA等基因[47]。呋喃妥因造成細(xì)菌DNA損傷后，在其修復(fù)過(guò)程中會(huì)保留適應(yīng)抗生素脅迫而生存下來(lái)的菌株，從而促進(jìn)細(xì)菌耐藥性、致病性的獲得[46]。

4.3 外排泵OqxAB

由質(zhì)粒攜帶OqxAB外排泵介導(dǎo)耐藥性，具有廣泛的底物特異性，常見(jiàn)的包括喹乙醇、氯霉素、環(huán)丙沙星、萘啶酸、甲氧芐氨嘧啶和消毒劑（如苯扎溴銨、溴棕三甲銨和氯己定）[48]。在來(lái)自中國(guó)動(dòng)物或肉類(lèi)中的大腸埃希菌和沙門(mén)菌分離株中，OqxAB外排泵有較高的流行率[49]。但外排泵介導(dǎo)呋喃妥因耐藥的研究較少，就目前已有的報(bào)道，可以大致概括為oqxAB基因的過(guò)表達(dá)量與呋喃妥因的耐藥性增強(qiáng)相關(guān)[40，50]。

5 呋喃妥因的聯(lián)合用藥

藥物的單獨(dú)使用會(huì)加快細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)，研究者提出聯(lián)合用藥方案來(lái)緩解這一問(wèn)題[51]。解決呋喃妥因耐藥現(xiàn)象出現(xiàn)的情況也不例外，也可選用聯(lián)合用藥。當(dāng)前呋喃妥因的聯(lián)合用藥方向主要集中在與植物性化合物以及與其它常見(jiàn)的抗生素聯(lián)用來(lái)預(yù)防、治療尿路感染，藥物的聯(lián)合用藥可以增強(qiáng)呋喃妥因?qū)γ谀蛑虏⌒源竽c埃希菌的抗菌作用，很大程度上減少呋喃妥因抗性細(xì)菌的產(chǎn)生。

5.1 呋喃妥因與植物性化合物聯(lián)用

泌尿致病性大腸埃希菌（uropathogenic Escherichia coli， UPEC）在復(fù)雜性和非復(fù)雜性尿路感染的病因中占絕大多數(shù)[52]。UPEC主要是通過(guò)對(duì)尿路上皮細(xì)胞的黏附、侵襲導(dǎo)致尿路感染的發(fā)生，所黏附上皮細(xì)胞表面細(xì)菌生物膜的形成，會(huì)促進(jìn)UPEC在宿主尿道中的黏附定植，且生存能力強(qiáng)，在極端的pH環(huán)境變化下仍然可以生存并進(jìn)行毒素分泌的過(guò)程[53]。有研究揭示多酚類(lèi)化合物對(duì)抗生素有協(xié)同抗菌的作用[52]。多酚類(lèi)化合物具有結(jié)構(gòu)多樣性、生物利用度高、無(wú)毒的特點(diǎn)，從而被廣泛用于UTIs的治療[52]。呋喃妥因與植物類(lèi)化合物聯(lián)用主要是通過(guò)植物化合物多酚類(lèi)降低UPEC的黏附性來(lái)發(fā)揮抗生物膜活性從而增強(qiáng)呋喃妥因的抗菌效果。

A型原花青素（type A procyanidin， TAP）可以增強(qiáng)呋喃妥因的抗菌效果[52]。從肉桂皮中提取的TAP本身有抗病毒活性的功能[54]。UPEC發(fā)揮毒力作用主要與其形成的生物膜有關(guān)，而TAP三聚體用于治療尿路感染時(shí)是通過(guò)附著在UPEC的P型菌毛上，從而阻止UPEC與尿路上皮細(xì)胞的黏附，導(dǎo)致黏附素下調(diào)，此時(shí)的TAP會(huì)通過(guò)發(fā)揮抗生物膜的活性而與呋喃妥因協(xié)同作用[55]。已有研究表明，呋喃妥因發(fā)揮抗UPEC的功效與pH有關(guān)[10]。在呋喃妥因治療尿路感染的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)抗生素耐藥性隨尿液pH變化的現(xiàn)象，而TAP與呋喃妥因在不同的pH條件下具有協(xié)同作用，且在pH值為5.8時(shí)，可對(duì)UPEC達(dá)到最大的抑制效果[52]。在兩者聯(lián)合作用時(shí)，TAP有助于增強(qiáng)呋喃妥因的抗菌活性，很大程度上減少耐藥性的出現(xiàn)。

5.2 呋喃妥因與其它類(lèi)抗生素聯(lián)用

呋喃妥因除與TAP的聯(lián)合用藥外，與其它類(lèi)抗生素聯(lián)用增強(qiáng)抗菌效果也是一種重要的策略。萬(wàn)古霉素（vancomycin， Van）是一種古老的糖肽類(lèi)抗生素，臨床上用于治療革蘭陽(yáng)性細(xì)菌感染[56]。而對(duì)于革蘭陰性菌而言，由于其外膜是抗菌藥物進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)的一層屏障，大分子糖肽很難進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞而起到殺傷細(xì)菌作用，因此無(wú)法有效抵抗革蘭陰性菌的感染[57]。一項(xiàng)研究中表明，Van對(duì)脫氧胞苷脫氨酶缺陷的大腸埃希菌敏感性增加，這可能是因?yàn)闃O少量的Van進(jìn)入細(xì)胞后產(chǎn)生一些DNA損傷，這種損傷可能與脫氧胞苷脫氨酶缺陷的細(xì)菌引起的DNA損傷起到聯(lián)合作用，這預(yù)示著直接破壞細(xì)菌DNA的藥物可能與Van表現(xiàn)出強(qiáng)烈的協(xié)同作用[56]。而呋喃妥因的作用機(jī)制之一是破壞細(xì)菌DNA的合成[12]，在研究結(jié)果中顯示當(dāng)萬(wàn)古霉素與呋喃妥因聯(lián)用時(shí)大腸埃希菌的生長(zhǎng)率明顯降低，顯示較強(qiáng)的抗菌活性[56]。

有研究通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，呋喃妥因與阿米卡星聯(lián)合使用會(huì)對(duì)多重耐藥的UPEC的抗菌有顯著增強(qiáng)作用[58]。阿米卡星（amikacin， AMK）屬于氨基糖苷類(lèi)抗生素，其作用靶點(diǎn)是細(xì)菌的核糖體部位，是以引起錯(cuò)譯和阻礙易位的方式來(lái)抑制蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程[59]。而呋喃妥因的幾種抗菌作用機(jī)制中，涉及對(duì)DNA和核糖體的損傷[60]。這兩種藥物作用機(jī)制中都有以核糖體作為靶點(diǎn)的作用方式，這可能是聯(lián)合用藥發(fā)揮作用的原因[58]。同時(shí)，呋喃妥因會(huì)刺激ROS的產(chǎn)生[61]，從而促進(jìn)氨基糖苷類(lèi)抗生素進(jìn)入細(xì)胞，發(fā)揮殺菌作用[62]，這也是一種可能的機(jī)制。但兩者聯(lián)合用藥療效增強(qiáng)的具體機(jī)制尚不明確，有待進(jìn)一步的探究。

Sabnis等[63]報(bào)道，黏菌素可以通過(guò)選擇性地靶向細(xì)胞外膜的LPS從而破壞細(xì)胞外膜，但細(xì)菌具體的死亡機(jī)制尚不清楚。黏菌素（colistin， CST）與呋喃妥因聯(lián)用時(shí)，其通過(guò)破壞細(xì)胞外膜而影響細(xì)胞膜的滲透性，增加細(xì)胞對(duì)呋喃妥因的攝取從而使呋喃妥因在胞內(nèi)發(fā)揮更好的抗菌作用，達(dá)到聯(lián)合用藥的效果，增加抗菌活性[64]。

5.3 硝基呋喃類(lèi)與脫氧膽酸鈉聯(lián)用

同時(shí)，也有關(guān)于脫氧膽酸鈉增強(qiáng)硝基呋喃類(lèi)藥物抗菌效果的報(bào)道[65]。脫氧膽酸鈉（sodium deoxychololate， DOC）是一種存在于膽汁中的化合物，它被分泌到十二指腸中，幫助脂質(zhì)的消化，并具有抗菌作用[66]。然而，大腸埃希菌和沙門(mén)菌等革蘭陰性菌通過(guò)使用多種外排泵、下調(diào)外膜孔蛋白和激活各種應(yīng)激反應(yīng)可對(duì)DOC產(chǎn)生高度耐藥性[67]。在一項(xiàng)DOC與5-硝基呋喃類(lèi)藥物聯(lián)合作用的研究中，發(fā)現(xiàn)DOC增強(qiáng)了呋喃唑酮的抗菌效果[65]。呋喃唑酮與DOC協(xié)同發(fā)揮作用主要是通過(guò)呋喃唑酮對(duì)外排泵的調(diào)節(jié)作用，即可能是通過(guò)呋喃唑酮介導(dǎo)的DOC在細(xì)胞內(nèi)的積累來(lái)發(fā)揮兩者的協(xié)同作用[65]。呋喃妥因?qū)儆?-硝基呋喃中的一種，這側(cè)面暗示了呋喃妥因與DOC聯(lián)合作用的潛能。

此外，關(guān)于5-硝基呋喃與萬(wàn)古霉素、DOC三聯(lián)協(xié)同作用的研究表明，5-硝基呋喃會(huì)破壞革蘭陰性菌對(duì)Van和DOC的耐受性，從而擴(kuò)大Van和DOC的應(yīng)用范圍，使其不止局限于革蘭陽(yáng)性細(xì)菌；同時(shí)，聯(lián)合用藥會(huì)顯著減少藥物單獨(dú)作用時(shí)的劑量，避免一些副作用的出現(xiàn)[68]。

6 展望

本文從抗菌機(jī)制、耐藥機(jī)制、臨床應(yīng)用、聯(lián)合用藥等方面對(duì)呋喃妥因進(jìn)行了一個(gè)整體的介紹（圖2），對(duì)呋喃妥因深入的了解，有助于鞏固其用藥地位，充分發(fā)揮老藥的價(jià)值，使人們對(duì)舊抗生素關(guān)注度提高，應(yīng)對(duì)新藥開(kāi)發(fā)緩慢的現(xiàn)狀。但回顧有關(guān)呋喃妥因的研究，我們不難發(fā)現(xiàn)，呋喃妥因的抗菌機(jī)制仍需要進(jìn)行深層次的探究，找到確切的作用靶點(diǎn)，這有助于防止耐藥性的進(jìn)化，延長(zhǎng)藥物的使用期限，為開(kāi)發(fā)新型抗生素爭(zhēng)取更多的時(shí)間。

此外，當(dāng)呋喃妥因長(zhǎng)期被用作非功能性纖維化治療時(shí)，會(huì)對(duì)肝、肺造成損傷，如：肺纖維化、周?chē)窠?jīng)病變，肝細(xì)胞損傷以及血液病[19]。長(zhǎng)期服用呋喃妥因，會(huì)使機(jī)體出現(xiàn)一些不良反應(yīng)，包括消化道反應(yīng)，頭痛頭暈等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[4]。這暗示了呋喃妥因臨床使用可能遇到的阻力，盡管耐藥率較低。Sasame等[69]通過(guò)體內(nèi)研究實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)呋喃妥因與維生素C共同使用時(shí)，會(huì)減少呋喃妥因?qū)Ψ谓M織的損傷，但這一機(jī)制尚不完全清楚，有待后續(xù)進(jìn)一步的探究。積極尋找呋喃妥因的增效劑或優(yōu)化呋喃妥因自身藥效，進(jìn)而減少使用藥量，可能是降低臨床副作用風(fēng)險(xiǎn)和減緩耐藥性發(fā)展的有力策略。

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收稿日期：2022-11-01

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（No. 81971905；No. 82172316）

作者簡(jiǎn)介：李瑋瑋，女，生于1997年，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣残l(wèi)生，E-mail： 2454313768@qq.com

*通信作者，E-mail： zhaox5@xmu.edu.cn