糖肽類抗生素.PPT

1、1第八章第八章 糖肽類抗生素的作用機制和細菌耐藥性糖肽類抗生素的作用機制和細菌耐藥性第一節(jié)第一節(jié) 糖肽類抗生素的結構特征和臨床應用糖肽類抗生素的結構特征和臨床應用 一、糖肽類抗生素的結構特征一、糖肽類抗生素的結構特征3VM BVM B：萬古霉素；：萬古霉素；MDCV 1MDCV 1、2 2：單脫氯萬古霉素；：單脫氯萬古霉素；DDCVDDCV：雙脫氯：雙脫氯萬古霉素；萬古霉素；DESVDESV：單糖萬古霉素；：單糖萬古霉素；AGLUVAGLUV：無糖萬古霉素；：無糖萬古霉素；CDPMCDPM、CDPmCDPm：萬古霉素結晶型降解物異構體：萬古霉素結晶型降解物異構體替考拉寧的化學結構替考拉寧的化學

2、結構 其他一些糖肽類抗生素的化學結構其他一些糖肽類抗生素的化學結構 微生物來源的其他一些糖肽類抗生素的化學結構微生物來源的其他一些糖肽類抗生素的化學結構 微生物來源的其他一些糖肽類抗生素的化學結構微生物來源的其他一些糖肽類抗生素的化學結構7二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗生素的臨床應用n萬古霉素是由萬古霉素是由MicormickMicormick等于等于19561956年從一株東年從一株東方擬無枝酸菌的發(fā)酵液中分離得到的一種糖肽方擬無枝酸菌的發(fā)酵液中分離得到的一種糖肽類抗生素。萬古霉素問世后的前類抗生素。萬古霉素問世后的前2020年，由于青年，由于青霉素和頭孢菌素類抗生素的上市使用，萬古

3、霉霉素和頭孢菌素類抗生素的上市使用，萬古霉素僅作為保留藥物，治療由少數(shù)金黃色葡萄球素僅作為保留藥物，治療由少數(shù)金黃色葡萄球菌引起的嚴重感染性疾病，臨床使用很少菌引起的嚴重感染性疾病，臨床使用很少。8二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗生素的臨床應用n后來隨著后來隨著-內酰胺類抗生素的大量使用，內酰胺類抗生素的大量使用，由甲氧西林耐藥金葡菌（由甲氧西林耐藥金葡菌（MRSAMRSA）所引起的）所引起的感染逐漸流行，耐甲氧西林金黃色葡萄球感染逐漸流行，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌目前被認為是最頑固的耐藥菌，它對幾菌目前被認為是最頑固的耐藥菌，它對幾乎所有的乎所有的-內酰胺類抗生素包括第三代頭內酰胺類抗

4、生素包括第三代頭孢菌素具有耐藥性；對大部分四環(huán)類抗生孢菌素具有耐藥性；對大部分四環(huán)類抗生素和氨基糖苷類等其它抗生素也產生耐藥素和氨基糖苷類等其它抗生素也產生耐藥性。性。9二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗生素的臨床應用n至至19821982年，有報道稱在美國大醫(yī)院中，年，有報道稱在美國大醫(yī)院中，MRSAMRSA引起的感染已由原來的引起的感染已由原來的2%2%上升到上升到20%20%。國內的研究表明，國內的研究表明，1998199820002000年耐甲氧西年耐甲氧西林金葡菌和敏感金葡菌的比例高達林金葡菌和敏感金葡菌的比例高達30%30%以上。以上。10二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗

5、生素的臨床應用n在這種情況下，萬古霉素愈來愈引起人們在這種情況下，萬古霉素愈來愈引起人們的重視，是目前臨床上用于治療由的重視，是目前臨床上用于治療由MRSAMRSA引引起的嚴重感染疾病的首選藥物，并被國際起的嚴重感染疾病的首選藥物，并被國際抗生素專家譽為抗生素專家譽為“人類對付頑固性耐藥菌人類對付頑固性耐藥菌株的最后一道防線株的最后一道防線”和和“王牌抗生素王牌抗生素”。 11二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗生素的臨床應用n萬古霉素（結構如圖所示，國內生產的為萬古霉素（結構如圖所示，國內生產的為N-N-去甲去甲基萬古霉素）是一個極為重要的糖肽類抗生素，基萬古霉素）是一個極為重要的糖肽類抗

6、生素，其抗菌譜很窄，基本上局限于很小一部分的革蘭其抗菌譜很窄，基本上局限于很小一部分的革蘭氏陽性菌和一些螺旋體。在萬古霉素發(fā)現(xiàn)的前氏陽性菌和一些螺旋體。在萬古霉素發(fā)現(xiàn)的前2020年，并未引起人們的重視，因為當時新出現(xiàn)的年，并未引起人們的重視，因為當時新出現(xiàn)的 內酰胺類抗生素基本上能夠控制臨床出現(xiàn)的各種內酰胺類抗生素基本上能夠控制臨床出現(xiàn)的各種感染。感染。12二、糖肽類抗生素的臨床應用二、糖肽類抗生素的臨床應用n隨著近年來多重耐藥腸球菌如糞腸球菌的出現(xiàn)，隨著近年來多重耐藥腸球菌如糞腸球菌的出現(xiàn)，恢復了人們對萬古霉素的強烈興趣，一度被打入恢復了人們對萬古霉素的強烈興趣，一度被打入冷宮的萬古霉素重見

7、天日，并愈發(fā)體現(xiàn)了它的作冷宮的萬古霉素重見天日，并愈發(fā)體現(xiàn)了它的作用。用。n萬古霉素是一個非常有價值的抗生素。不過在臨萬古霉素是一個非常有價值的抗生素。不過在臨床上通常被用作經床上通常被用作經 內酰胺類抗生素或其它抗菌內酰胺類抗生素或其它抗菌藥物治療失敗后才使用的最后手段，故也常被認藥物治療失敗后才使用的最后手段，故也常被認為是抗菌藥物的為是抗菌藥物的最后一道防線最后一道防線。13第二節(jié)第二節(jié) 糖肽類抗生素的作用機制糖肽類抗生素的作用機制14糖肽類抗生素的作用機制糖肽類抗生素的作用機制n糖肽類抗生素的抗菌作用雖與糖肽類抗生素的抗菌作用雖與 內酰胺類抗生素內酰胺類抗生素的相同，都是通過干擾細菌細

8、胞壁肽聚糖的鉸鏈，的相同，都是通過干擾細菌細胞壁肽聚糖的鉸鏈，從而使細菌細胞發(fā)生溶解。從而使細菌細胞發(fā)生溶解。n革蘭陽性菌的細胞壁是由一厚厚的肽聚糖層構成，革蘭陽性菌的細胞壁是由一厚厚的肽聚糖層構成，其位于細胞質膜（內膜的外側）；而革蘭陰性菌其位于細胞質膜（內膜的外側）；而革蘭陰性菌在一薄薄的肽聚糖層外面還有一完整的細胞外膜，在一薄薄的肽聚糖層外面還有一完整的細胞外膜，其阻止萬古霉素和替考拉寧等糖肽類抗生素滲透其阻止萬古霉素和替考拉寧等糖肽類抗生素滲透到肽聚糖。到肽聚糖。n因此，這類抗生素僅對革蘭氏陽性菌有效。因此，這類抗生素僅對革蘭氏陽性菌有效。革蘭陰性菌和革蘭陽性菌的細胞表面結構革蘭陰性菌

9、和革蘭陽性菌的細胞表面結構 肽聚糖的生物合成過程肽聚糖的生物合成過程 17萬古霉素的作用機制萬古霉素的作用機制n就細胞水平就細胞水平而言萬古霉素通過干擾細菌細胞壁的而言萬古霉素通過干擾細菌細胞壁的合成最終使細菌細胞發(fā)生溶解。合成最終使細菌細胞發(fā)生溶解。n從分子水平上從分子水平上講，萬古霉素抑制細胞壁合成第二講，萬古霉素抑制細胞壁合成第二階段階段( (類脂結合類脂結合) )中一個關鍵的轉化反應，即具有中一個關鍵的轉化反應，即具有剛性交叉連接的剛性交叉連接的7 7肽骨架識別未交叉連接肽聚糖鏈肽骨架識別未交叉連接肽聚糖鏈中中N-N-?；；鵇-Ala4-D-Ala5D-Ala4-D-Ala5中末端中

10、末端D,D-D,D-二肽二肽，并，并在脂在脂IIII分子中通過五個氫鍵形成具有高度親和力分子中通過五個氫鍵形成具有高度親和力的復合物，這些氫鍵從糖肽類抗生素分子的下表的復合物，這些氫鍵從糖肽類抗生素分子的下表面與肽聚糖末端的酰胺基和羧基結合，如圖所示。面與肽聚糖末端的酰胺基和羧基結合，如圖所示。 18萬古霉素的作用機制萬古霉素的作用機制n同時，研究發(fā)現(xiàn)有兩種作用機制加強萬古霉素中同時，研究發(fā)現(xiàn)有兩種作用機制加強萬古霉素中肽骨架與細菌細胞壁合成過程中的肽骨架與細菌細胞壁合成過程中的D-Ala-D-Ala的的結合作用。結合作用。n（1）兩個萬古霉素分子間糖苷結構通過氫鍵的兩個萬古霉素分子間糖苷結構

11、通過氫鍵的作用形成二聚體，萬古霉素以這種聚合體形式存作用形成二聚體，萬古霉素以這種聚合體形式存在增強了結構的穩(wěn)定性，在增強了結構的穩(wěn)定性，同時鎖定了萬古霉素中同時鎖定了萬古霉素中與與D-Ala-D-Ala結合域（結合域（binding pocket）呈正）呈正確的構象（圖）確的構象（圖）；n（2）萬古霉素結構中的親脂部分使得抗生素位萬古霉素結構中的親脂部分使得抗生素位于細菌的表面上從而接近細胞壁合成前體于細菌的表面上從而接近細胞壁合成前體 。萬古霉素與萬古霉素與N-Acyl-D-Ala-D-AlaN-Acyl-D-Ala-D-Ala生交互作用時的氫鍵生交互作用時的氫鍵萬古霉素在細胞壁上作用位點

12、及細胞壁中間體發(fā)生交萬古霉素在細胞壁上作用位點及細胞壁中間體發(fā)生交互作用時的氫鍵互作用時的氫鍵 萬古霉素與萬古霉素與N2,6N2,6二（?；┒；㎜ LLys-L-Ala-D-AlaLys-L-Ala-D-Ala結合的分子結構實體模型結合的分子結構實體模型 22化合物化合物MICMIC（g/mlg/ml）敏感菌敏感菌耐藥菌耐藥菌萬古霉素萬古霉素1 120482048氯二苯基萬古霉素氯二苯基萬古霉素0.030.031616結構破壞的萬古霉結構破壞的萬古霉素素無活性無活性無活性無活性結構破壞的氯二苯結構破壞的氯二苯基萬古霉素基萬古霉素1010404023糖肽類抗生素的二種作用機制模式糖肽類抗

13、生素的二種作用機制模式 24直接抑制轉葡基酶直接抑制轉葡基酶第二種作用機制第二種作用機制nKahne等在研究萬古霉素類的作用機制時，首先等在研究萬古霉素類的作用機制時，首先將破壞萬古霉素結構類似物分子中的肽結合袋被將破壞萬古霉素結構類似物分子中的肽結合袋被（即去除甙元分子中的（即去除甙元分子中的N-甲基亮氨酸部分，其既甲基亮氨酸部分，其既能通過氫鍵與能通過氫鍵與D-Ala-D-Ala結合，也能通過靜電與結合，也能通過靜電與之接觸），讓其不能與之接觸），讓其不能與N-乙酰乙酰D-Ala-D-Ala結合，結合，然后測定這種化合物對敏感菌和萬古霉素耐藥菌然后測定這種化合物對敏感菌和萬古霉素耐藥菌的抗

14、菌活性。結果發(fā)現(xiàn)，結構破壞的氯二苯基萬的抗菌活性。結果發(fā)現(xiàn)，結構破壞的氯二苯基萬古霉素正如預期的那樣，對敏感菌的活性大幅下古霉素正如預期的那樣，對敏感菌的活性大幅下降（下降降（下降330多倍），但對耐藥菌的抗菌活性幾多倍），但對耐藥菌的抗菌活性幾乎沒有影響乎沒有影響. 25第三節(jié)第三節(jié) 細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制26一、萬古霉素耐藥腸球菌一、萬古霉素耐藥腸球菌和金黃色葡萄球菌的發(fā)展和金黃色葡萄球菌的發(fā)展n隨著上世紀隨著上世紀8080年代細菌耐藥性的傳播和擴散，特別年代細菌耐藥性的傳播和擴散，特別是甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌的爆發(fā)，萬古霉素是甲氧

15、西林耐藥金黃色葡萄球菌的爆發(fā)，萬古霉素被廣泛使用，成為拯救革蘭氏陽性細菌感染危重病被廣泛使用，成為拯救革蘭氏陽性細菌感染危重病人的救命藥物。人的救命藥物。n但是，隨著萬古霉素的廣泛使用，已經出現(xiàn)了萬古但是，隨著萬古霉素的廣泛使用，已經出現(xiàn)了萬古霉素耐藥的革蘭氏陽性細菌，霉素耐藥的革蘭氏陽性細菌，特別是萬古霉素耐藥特別是萬古霉素耐藥腸球菌，以及萬古霉素耐藥的金黃色葡萄球菌，使腸球菌，以及萬古霉素耐藥的金黃色葡萄球菌，使人類的生命健康又受到了嚴重的威脅。人類的生命健康又受到了嚴重的威脅。 27（一）萬古霉素耐藥腸球菌（一）萬古霉素耐藥腸球菌nVRE VRE 的發(fā)展很快，有報道數(shù)據(jù)顯示：的發(fā)展很快，

16、有報道數(shù)據(jù)顯示：19871987在醫(yī)院在醫(yī)院臨床分離株中為臨床分離株中為0.40.4，而到，而到19931993年高達年高達1616；nVREVRE能引起危及生命的感染，病死率高達能引起危及生命的感染，病死率高達30%30%。其。其之所以危險，是因為控制這種感染的措施容易失之所以危險，是因為控制這種感染的措施容易失敗，且目前臨床上尚無一種或幾種抗生素聯(lián)合使敗，且目前臨床上尚無一種或幾種抗生素聯(lián)合使用，使治療有效的辦法。用，使治療有效的辦法。 28（一）萬古霉素耐藥腸球菌（一）萬古霉素耐藥腸球菌nVREVRE逐漸增加的原因除了耐萬古霉素的遺傳逐漸增加的原因除了耐萬古霉素的遺傳因子可以傳播外；因子

17、可以傳播外；n另一個重要的因素是將糖肽類抗生素作為另一個重要的因素是將糖肽類抗生素作為動物生長促進劑用于食源性動物，提供動物生長促進劑用于食源性動物，提供VREVRE出現(xiàn)的選擇壓力。出現(xiàn)的選擇壓力。 29特征特征耐藥表型耐藥表型VanAVanAVanBVanBVanCVanCVanDVanDVanEVanE* *遺傳特征遺傳特征獲得性（獲得性（Tn1546Tn1546）獲得性獲得性（Tn1547Tn1547）固有性（染色固有性（染色體編碼）體編碼）獲得性獲得性獲得性獲得性肽聚糖前體肽聚糖前體末端末端D-Ala-LacD-Ala-LacD-Ala-LacD-Ala-LacD-Ala-SerD-A

18、la-SerD-Ala-SerD-Ala-SerD-Ala-SerD-Ala-Ser最低抑菌濃最低抑菌濃度度（g/mLg/mL）萬古霉素萬古霉素替考拉寧替考拉寧646410010016165125124 41001000.50.532322 232320.50.51 1161664642 24 416160.50.5連接基因連接基因vanAvanAvanBvanBvanC-1vanC-1和和vanC-vanC-2/vanC-32/vanC-3vanDvanDvanEvanE含有這些含有這些基因的菌株基因的菌株屎腸球菌、糞腸球菌、耐久屎腸球菌、糞腸球菌、耐久腸球菌、蒙氏腸球菌、腸球菌、蒙氏腸球菌

19、、鳥腸球菌、醇雞腸球菌、鳥腸球菌、醇雞腸球菌、鉛黃腸球菌、鉛黃腸球菌、Bacissuls cirulansBacissuls cirulans、解沒子酸鏈球菌、棒桿解沒子酸鏈球菌、棒桿菌、隱秘桿菌、乳球菌、菌、隱秘桿菌、乳球菌、纖微單胞菌纖微單胞菌屎腸球菌、糞屎腸球菌、糞腸球菌、腸球菌、牛鏈球菌、牛鏈球菌、解沒子酸解沒子酸鏈球菌鏈球菌醇雞腸球菌、醇雞腸球菌、鉛黃腸球鉛黃腸球菌菌/ /黃色腸黃色腸球菌球菌屎腸球菌屎腸球菌糞腸球菌糞腸球菌從實驗室轉移從實驗室轉移獲得萬古獲得萬古霉素耐藥霉素耐藥的菌株的菌株血鏈球菌、釀膿鏈球菌、李血鏈球菌、釀膿鏈球菌、李斯特菌和金黃色葡萄球斯特菌和金黃色葡萄球菌菌屎

20、腸球菌、糞屎腸球菌、糞腸球菌、腸球菌、包括氨芐包括氨芐西林耐藥西林耐藥的轉移的轉移30（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌n為了解決金黃色葡萄球菌的耐藥性問題，為了解決金黃色葡萄球菌的耐藥性問題，19591959年半合成的青霉素類抗生素甲氧西林年半合成的青霉素類抗生素甲氧西林和苯唑西林投入臨床使用；和苯唑西林投入臨床使用；n然而，僅兩年之后的然而，僅兩年之后的19611961年于英國首次發(fā)年于英國首次發(fā)現(xiàn)了耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌現(xiàn)了耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌（methicillin resistant methicillin resistant Staphylo

21、coccus aureusStaphylococcus aureus，MRSAMRSA）；）；n此后，此后，MRSAMRSA遍及世界。遍及世界。31（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌nMRSAMRSA和和MRCNS(MRCNS(甲氧西林耐藥凝固酶陰性菌甲氧西林耐藥凝固酶陰性菌) )感染的治療主要局限在萬古霉素上，尤其感染的治療主要局限在萬古霉素上，尤其是對是對MRSAMRSA多重耐藥株，萬古霉素是有效治多重耐藥株，萬古霉素是有效治療的唯一選擇；療的唯一選擇；n最近，國外已有萬古霉素耐藥金黃色葡萄最近，國外已有萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌的報道，但國內尚未有類似的發(fā)現(xiàn)

22、。球菌的報道，但國內尚未有類似的發(fā)現(xiàn)。 32（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌（二）萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌n值得注意的是：國外關于萬古霉素對金黃值得注意的是：國外關于萬古霉素對金黃色葡萄球菌最低抑菌濃度增高的報道，即色葡萄球菌最低抑菌濃度增高的報道，即出現(xiàn)萬古霉素中等耐藥金黃色葡萄球菌出現(xiàn)萬古霉素中等耐藥金黃色葡萄球菌（vancomycin-intermidiate S.aureus，VISA），因此，由多重耐藥的），因此，由多重耐藥的MRSA變遷變遷為為VISA，而引起的感染就會導致任何治療，而引起的感染就會導致任何治療無效；無效；n現(xiàn)已證明，現(xiàn)已證明，VISA均來自于均來自于MRSA。萬

23、古霉。萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌的出現(xiàn)僅是時間問素耐藥金黃色葡萄球菌的出現(xiàn)僅是時間問題，這可從圖中萬古霉素對題，這可從圖中萬古霉素對MRSA的抑菌的抑菌圈變化可以清楚地看到。圈變化可以清楚地看到。 1994年萬古霉素對年萬古霉素對MRSA的抑菌圈直徑的分布的抑菌圈直徑的分布 1997年萬古霉素對年萬古霉素對MRSA的抑菌圈直徑的分布的抑菌圈直徑的分布2000年萬古霉素對年萬古霉素對MRSA的抑菌圈直徑的分布的抑菌圈直徑的分布3435二、細菌對糖肽類抗生素產生二、細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制耐藥性的作用機制n細菌對萬古霉素產生耐藥性的機制是由于細菌對萬古霉素產生耐藥性的機制是由于耐藥菌

24、能夠產生一種分子結構不同于敏感耐藥菌能夠產生一種分子結構不同于敏感菌的肽聚糖前體末端二肽，菌的肽聚糖前體末端二肽，D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-乳乳酸、酸、D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-絲氨酸，或絲氨酸，或D-D-丙氨酸，丙氨酸，使使萬古霉素分子不能與之結合，而細菌能夠萬古霉素分子不能與之結合，而細菌能夠照樣合成其細胞壁，如圖所示為照樣合成其細胞壁，如圖所示為D-D-丙氨酰丙氨酰- -D-D-乳酸與萬古霉素之間的氫鍵結合。乳酸與萬古霉素之間的氫鍵結合。與敏感菌中的與敏感菌中的D-Ala-D-AlaD-Ala-D-Ala結合結合 與耐藥菌中的與耐藥菌中的D-Ala-D-LacD-Ala-D-La

25、c結合結合A：對糖肽類抗生素產生耐藥性的腸球菌的肽聚糖前體的：對糖肽類抗生素產生耐藥性的腸球菌的肽聚糖前體的C-末端摻入有末端摻入有D-羥基丁酸和羥基丁酸和D-乳酸；乳酸；B：摻入：摻入D-氨基丁酸的改變的合成途徑；氨基丁酸的改變的合成途徑；C：對糖肽類抗生素敏感的腸球菌的：對糖肽類抗生素敏感的腸球菌的UDP-胞壁五肽的合成途徑；末端為胞壁五肽的合成途徑；末端為 D-ala-Dala； ：取代基 肽聚糖末端肽聚糖末端D-D-丙氨酰丙氨酰-D-D-乳酸的合成與萬古霉素的作用乳酸的合成與萬古霉素的作用39二、細菌對糖肽類抗生素產生二、細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制耐藥性的作用機制n對細菌產

26、生萬古霉素耐藥性的更為精細的對細菌產生萬古霉素耐藥性的更為精細的作用機制的研究發(fā)現(xiàn)作用機制的研究發(fā)現(xiàn): :vanAvanA基因存在于被稱基因存在于被稱為轉座子或跳躍基因的為轉座子或跳躍基因的Tn1546Tn1546中；中；n這一轉座子含有這一轉座子含有9 9個基因：其中二個編碼與個基因：其中二個編碼與轉座能力有關的功能；另外轉座能力有關的功能；另外7 7個通常被稱為個通常被稱為萬古霉素耐藥基因的萬古霉素耐藥基因的“vanAvanA基因簇?；虼?。 4041二、細菌對糖肽類抗生素產生二、細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制耐藥性的作用機制n由由vanA基因編碼的蛋白包括基因編碼的蛋白包括Van

27、S和和VanR，這兩種，這兩種蛋白負責耐藥性的誘導作用。其中蛋白負責耐藥性的誘導作用。其中VanS似乎是一種似乎是一種探頭（探頭（sensor），以探測環(huán)境中是否存在有萬古霉素，），以探測環(huán)境中是否存在有萬古霉素，或更像是萬古霉素對細胞壁合成的早期影響；或更像是萬古霉素對細胞壁合成的早期影響；n當當VanS探測到環(huán)境中有萬古霉素后就將信號傳遞給探測到環(huán)境中有萬古霉素后就將信號傳遞給VanR，VanR是一種響應調節(jié)物（是一種響應調節(jié)物（response regulator），這種調節(jié)物最終導致活化或啟動其它），這種調節(jié)物最終導致活化或啟動其它有關耐藥性的蛋白的合成，如有關耐藥性的蛋白的合成，如V

28、anH、VanA、VanX等。等。42二、細菌對糖肽類抗生素產生二、細菌對糖肽類抗生素產生耐藥性的作用機制耐藥性的作用機制n當環(huán)境中存在有萬古霉素或肽古霉素時，當環(huán)境中存在有萬古霉素或肽古霉素時，VanSVanS上上的組氨酸殘基間接地產生自身磷酸化作用，然后的組氨酸殘基間接地產生自身磷酸化作用，然后該磷酸化殘基被轉移到響應調節(jié)物該磷酸化殘基被轉移到響應調節(jié)物VanRVanR的門冬氨的門冬氨酸的殘基上；酸的殘基上；n最后，磷酸化的最后，磷酸化的VanRVanR作用于啟動子（作用于啟動子（ProPro），啟動），啟動vanvan基因簇的轉錄和對糖肽類抗生素產生耐藥性的基因簇的轉錄和對糖肽類抗生素產

29、生耐藥性的表達（如圖所示）。表達（如圖所示）。 VanSVanS和和VanRVanR的調節(jié)機制的調節(jié)機制細菌對萬古霉素產生耐藥性的作用機制細菌對萬古霉素產生耐藥性的作用機制45推測的推測的VRSAVRSA的形成機制的形成機制46第四節(jié)第四節(jié) 具有抗耐藥菌作用的新的糖肽類抗生素具有抗耐藥菌作用的新的糖肽類抗生素47一、一、達托霉素達托霉素 化學結構化學結構n達托霉素由達托霉素由1313個氨基酸組成，其中十個氨基酸組成一個氨個氨基酸組成，其中十個氨基酸組成一個氨基酸環(huán)，另有基酸環(huán)，另有3 3個氨基酸排列成線狀，這三個氨基酸末端個氨基酸排列成線狀，這三個氨基酸末端的的L L色氨酸接著一個十碳癸酸。色

30、氨酸接著一個十碳癸酸。 48一、一、達托霉素達托霉素 作用機制作用機制n達托霉素的抗菌機制與糖肽類抗生素的作用機制不同，達托霉素的抗菌機制與糖肽類抗生素的作用機制不同，n它可擾亂細胞膜對氨基酸的轉運，從而阻礙細菌細胞壁肽它可擾亂細胞膜對氨基酸的轉運，從而阻礙細菌細胞壁肽聚糖的磷壁聚糖的磷壁( (酸酸) ) 脂質（脂質（LTALTA）的生物合成，改變細胞質膜）的生物合成，改變細胞質膜的性質；的性質；n另外，它還能通過破壞細菌的細胞膜，使其內容物外泄而另外，它還能通過破壞細菌的細胞膜，使其內容物外泄而達到殺滅細菌的目的；達到殺滅細菌的目的；n也有報道是其與細胞膜的結合，導致膜電位的降低，從而也有報

31、道是其與細胞膜的結合，導致膜電位的降低，從而破壞胞內破壞胞內RNARNA和和DNADNA的合成，最終抑制細菌生長。的合成，最終抑制細菌生長。 n該抗生素的抗菌活性為濃度依賴性的，并受到該抗生素的抗菌活性為濃度依賴性的，并受到pHpH和離子化和離子化鈣濃度的影響。鈣濃度的影響。 49一、一、達托霉素達托霉素 抗菌活性抗菌活性n達托霉素具有在體外抗絕大多數(shù)的臨床革達托霉素具有在體外抗絕大多數(shù)的臨床革蘭陽性菌的作用；蘭陽性菌的作用；n主要用于耐藥菌，如耐萬古霉素腸球菌主要用于耐藥菌，如耐萬古霉素腸球菌（VREVRE），耐甲氧西林金葡菌（），耐甲氧西林金葡菌（MRSAMRSA），糖），糖肽類中等敏感的

32、金葡菌（肽類中等敏感的金葡菌（GISAGISA），凝固酶），凝固酶陰性葡萄球菌（陰性葡萄球菌（CNSCNS）和耐青霉素肺炎鏈球）和耐青霉素肺炎鏈球菌（菌（PRSPPRSP）的感染，對于這些耐藥菌可選）的感染，對于這些耐藥菌可選擇的抗生素很少；擇的抗生素很少；50一、一、達托霉素達托霉素 抗菌活性抗菌活性n達托霉素的抑菌活性如下：對達托霉素的抑菌活性如下：對MRSAMRSA（MIC50=0.25MIC50=0.252 2g/mlg/ml），青霉素耐藥肺），青霉素耐藥肺炎鏈球菌（炎鏈球菌（MIC50MIC500.030.031 1g/mlg/ml）具有極）具有極好的活性；好的活性；n對甲氧西林敏感

33、和耐藥金葡菌的對甲氧西林敏感和耐藥金葡菌的MIC/MBCMIC/MBC為為0.5/0.50.5/0.5g/mlg/ml，對萬古霉素中度敏感金葡，對萬古霉素中度敏感金葡菌的菌的MIC/MBCMIC/MBC為為2.0/4.02.0/4.0g/mlg/ml。 51一、一、達托霉素達托霉素 后效應（后效應（PAEPAE）n達托霉素可產生達托霉素可產生PAEPAE，在低于，在低于 MIC MIC 濃度下濃度下 , , 可表現(xiàn)出抗可表現(xiàn)出抗微生物的效應；微生物的效應；n用活細胞計數(shù)法，在暴露于用活細胞計數(shù)法，在暴露于 15 mg/L15 mg/L的達托霉素的達托霉素 12 h 12 h 后，后， 4 4種

34、金葡菌和種金葡菌和 2 2 種腸球菌所產生的種腸球菌所產生的PAEs PAEs 分別為分別為 2. 42. 45. 5. 3h 3h 和和 3. 53. 53. 9 h3. 9 h；n熒光法測得的金葡菌和腸球菌的熒光法測得的金葡菌和腸球菌的 PAE PAE 為為 6. 36. 36. 7h6. 7h；n對肺炎球菌的對肺炎球菌的PAEsPAEs持續(xù)持續(xù)1.01.02.5h2.5h，平均，平均1.7h1.7h；n在亞在亞MICMIC（ 0.40.4個個MICMIC）濃度下，對金葡菌和肺炎球菌的）濃度下，對金葡菌和肺炎球菌的PAEsPAEs時間持續(xù)分別從時間持續(xù)分別從3.0 3.0 到到 12.0

35、h 12.0 h ，以及，以及1.9 1.9 到到 12.0 h12.0 h；nPAEPAE的大小與體內達托霉素結合蛋白的量有很大的關系的大小與體內達托霉素結合蛋白的量有很大的關系 52二、雷莫拉寧 化學結構n新型糖肽類抗生素：由十七個氨基酸殘基首尾相連組成縮肽骨架，在此骨架上結合二個-甘露糖以及不同的酰氨基側鏈，不同組分側鏈不同。二、雷莫拉寧 化學結構HHHOOOOOOOOONNOClNOONOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOONNNNNOOONNNNNNNNNONNN54二、雷莫拉寧 作用機制作用機制 特異地抑制細胞壁上肽聚糖的生物合成特異地抑制細胞壁上肽聚糖的生物合成, ,研

36、究表明研究表明這種抑制方式與萬古霉素及替考拉寧的作用方式這種抑制方式與萬古霉素及替考拉寧的作用方式不同；不同；n抑菌作用發(fā)生在轉肽反應之前抑菌作用發(fā)生在轉肽反應之前, ,是一種膜上反應的是一種膜上反應的抑制物抑制物, ,抑制抑制UDP-N-UDP-N-乙酰乙酰-D-D-葡萄糖胺的摻入作用葡萄糖胺的摻入作用 ；n萬古霉素及替考拉寧的抑制作用主要發(fā)生在肽聚萬古霉素及替考拉寧的抑制作用主要發(fā)生在肽聚糖的延伸和交聯(lián)水平上，即作用于肽聚糖生物合糖的延伸和交聯(lián)水平上，即作用于肽聚糖生物合成的后期。成的后期。55二、雷莫拉寧 適應癥適應癥n由由VRE引起的血液感染引起的血液感染;n革蘭氏陽性梭狀芽胞桿菌引起

37、的痢疾革蘭氏陽性梭狀芽胞桿菌引起的痢疾;n對糖肽類抗生素敏感性下降的金黃色葡萄對糖肽類抗生素敏感性下降的金黃色葡萄球菌球菌(Glycopeptide-intermediate SA,GISA)及凝固酶陰性葡萄球菌及凝固酶陰性葡萄球菌(Glycopeptide-intermediate Coagulase-negative Staphylococci,GICNS)等耐藥菌引起的感染。引起的感染。56二、雷莫拉寧 抗菌活性抗菌活性 體外試驗發(fā)現(xiàn)體外試驗發(fā)現(xiàn):雷莫拉寧對一些具有耐藥性的病原菌雷莫拉寧對一些具有耐藥性的病原菌有顯著的抑菌效果有顯著的抑菌效果;如對甲氧西林耐藥株或是敏感株如對甲氧西林耐藥

38、株或是敏感株,以及表皮葡萄球菌，溶血葡萄球菌等以及表皮葡萄球菌，溶血葡萄球菌等MIC90值均小于值均小于0.5 ug/ ml；n雷莫拉寧具有良好的抗菌活性雷莫拉寧具有良好的抗菌活性,其最小抑菌濃度顯著其最小抑菌濃度顯著低于甲氧西林、萬古霉素和替考拉寧；低于甲氧西林、萬古霉素和替考拉寧；n大部分病原菌大部分病原菌(革蘭氏陽性革蘭氏陽性) 對雷莫拉寧敏感性均高于對雷莫拉寧敏感性均高于萬古霉素和替考拉寧，如對萬古霉素和替考拉寧，如對PRSP和和PISP的抑菌活性的抑菌活性是萬古霉素的是萬古霉素的2倍，是青霉素的倍，是青霉素的4-64倍；倍；n未發(fā)現(xiàn)雷莫拉寧與其它抗生素的交叉耐藥性。未發(fā)現(xiàn)雷莫拉寧與其

39、它抗生素的交叉耐藥性。三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素59三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素 1 1、對糖肽類抗生素中的結合域進行改造、對糖肽類抗生素中的結合域進行改造n萬古霉素等糖肽類結構中肽骨架上存在五個能與萬古霉素等糖肽類結構中肽骨架上存在五個能與D-Ala-D-AlaD-Ala-D-Ala結合的位點；結合的位點；n研究者曾試圖通過將七肽結構縮短、加長、將研究者曾試圖通過將七肽結構縮短、加長、將1, 1, 3 3位上的氨基酸進行替換等方法改變肽骨架結構，位上的氨基酸進行替換等方法改變肽骨架結構，從而產生帶有能與從而產生帶有

40、能與D-Ala-D-AlaD-Ala-D-Ala以及以及D-Ala-D-Lac D-Ala-D-Lac (Ser)(Ser)有效結合的肽骨架的新化合物；有效結合的肽骨架的新化合物；n不幸的是，所有這些試驗的結果表明通過改變后不幸的是，所有這些試驗的結果表明通過改變后所得到的化合物的生物活性降低；所得到的化合物的生物活性降低；n然而通過將然而通過將3 3位上的天冬氨酸用疏水氨基酸替代結位上的天冬氨酸用疏水氨基酸替代結果增強了萬古霉素和果增強了萬古霉素和D-Ala-D-LacD-Ala-D-Lac的結合，這一結的結合，這一結果表明通過對糖肽類抗生素中七肽結構進行改造果表明通過對糖肽類抗生素中七肽結

41、構進行改造從而產生新化合物的可能性是存在的。從而產生新化合物的可能性是存在的。 60三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素 22、改造和增加功能團、改造和增加功能團n萬古霉素分子通過形成二聚體能夠增強與萬古霉素分子通過形成二聚體能夠增強與細菌中靶點的結合力：細菌中靶點的結合力：n萬古霉素肽骨架的萬古霉素肽骨架的6 6位上添加一個氨基糖、位上添加一個氨基糖、2 2位芳香族氨基酸支鏈上的處于間位上的氯位芳香族氨基酸支鏈上的處于間位上的氯都能增加萬古霉素二聚體的形成；都能增加萬古霉素二聚體的形成；n另外，對肽骨架的末端進行改造也是一種另外，對肽骨架的末端進行改造也是一種有效的方法；有效的方法；

42、n將羧基進行氨基化也能增加化合物的活性。將羧基進行氨基化也能增加化合物的活性。61三、半合成糖肽類抗生素三、半合成糖肽類抗生素 33、改變糖肽類抗生素結構中的糖、改變糖肽類抗生素結構中的糖n雖然糖肽類抗生素中的糖基位置遠離萬古霉素與其作用靶雖然糖肽類抗生素中的糖基位置遠離萬古霉素與其作用靶點的結合域，但是糖基對糖肽類抗生素的生物活性有很重點的結合域，但是糖基對糖肽類抗生素的生物活性有很重要的影響；要的影響；n實驗表明，萬古霉素和替考拉寧無糖基糖苷的生物活性明實驗表明，萬古霉素和替考拉寧無糖基糖苷的生物活性明顯降低；顯降低；n天然糖肽類化合物天然糖肽類化合物chloroeremomycinchl

43、oroeremomycin與萬古霉素相比活性與萬古霉素相比活性增加，其肽骨架的增加，其肽骨架的6 6位上添加了位上添加了 4-4-epiepi-vancosamine-vancosamine；n另外，將萬古霉素中的另外，將萬古霉素中的vancosaminevancosamine用疏水結構取代也能用疏水結構取代也能使活性明顯增加，這一變化有點模仿替考拉寧衍生物結構使活性明顯增加，這一變化有點模仿替考拉寧衍生物結構中的親脂側鏈，同時還發(fā)現(xiàn)取代結構用烷基化結構比?；械挠H脂側鏈，同時還發(fā)現(xiàn)取代結構用烷基化結構比?；Y構更為有效地增加萬古霉素活性。化結構更為有效地增加萬古霉素活性。 62Oritav

44、ancin (LY333328)Oritavancin (LY333328)n由由Eli LilyEli Lily公司合成，現(xiàn)在由公司合成，現(xiàn)在由InterMuneInterMune公公司進行開發(fā)；司進行開發(fā)；nOritavancinOritavancin是不同于萬古霉素的另一個天是不同于萬古霉素的另一個天然的糖肽類抗生素（然的糖肽類抗生素（chloroeremomycinchloroeremomycin）的的N-N-氯二苯基衍生物，其抗氯二苯基衍生物，其抗VREVRE的活性比母的活性比母體高體高808010001000倍，兩次倍，兩次IIIIII期臨床研究表明期臨床研究表明該抗生素安全有效。

45、該抗生素安全有效。 63DalbavancinDalbavancin（BI 397BI 397）n是天然糖肽類化合物是天然糖肽類化合物A40296A40296的衍生物。的衍生物。DalbavancinDalbavancin是萬古霉素族的新一代抗生素，能夠是萬古霉素族的新一代抗生素，能夠用于治療用于治療MRSA MRSA 和和MRSE (methicillin-MRSE (methicillin-resistant resistant Staphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis) )所引所引起的嚴重感染；起的嚴重感染；n體外實驗表明體

46、外實驗表明 dalbavancindalbavancin作用為殺菌而不是抑作用為殺菌而不是抑菌；菌；n該藥已經進行治療皮膚和軟組織感染的兩個該藥已經進行治療皮膚和軟組織感染的兩個IIIIII期期臨床和治療血管感染的臨床和治療血管感染的IIII期臨床研究。期臨床研究。64TelavancinTelavancin（TD 6424TD 6424）nTheravance公司研究開發(fā)。為萬古霉素半公司研究開發(fā)。為萬古霉素半合成產品，在萬古霉素糖胺上連接疏水性合成產品，在萬古霉素糖胺上連接疏水性側鏈（側鏈（decylaminoethyl）和在骨架上連接）和在骨架上連接磷酸氨基（磷酸氨基（phosphono

47、methyl）。）。III期臨期臨床研究表明該抗生素對醫(yī)院內獲得性肺炎床研究表明該抗生素對醫(yī)院內獲得性肺炎的治療安全有效。的治療安全有效。6566細菌名稱細菌名稱耐藥耐藥性性MICMIC9090（g/Lg/L）萬古霉素萬古霉素氯古霉氯古霉素素TelavanciTelavancin n替考拉寧替考拉寧道古霉素道古霉素金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌MSSAMSSAMRSAMRSAVISAVISAGRSAGRSA8 81281281 18 80.50.50.50.50.50.51 12 22 21 12 28 80.060.060.1250.1250.060.060.250.252 2表葡萄球菌表葡萄

48、球菌MSSEMSSEMRSEMRSE2 22 21 10.50.51 14 48 88 816160.250.250.250.25肺炎球菌肺炎球菌PenSPenSPenRPenR0.50.50.250.25* *0.50.50.0080.0080.0020.002* *0.0160.0160.060.060.1250.1250.030.03* *0.030.030.060.060.030.03腸球菌腸球菌VanSVanSVanAVanAVanBVanB1 11281282562561281280.1250.1250.50.54 48 80.50.50.30.332321281282 20.12

49、0.121281281 1三種新糖肽類抗生素與萬古霉素和替考拉寧體三種新糖肽類抗生素與萬古霉素和替考拉寧體外抗革蘭陽性菌活性的比較外抗革蘭陽性菌活性的比較 67三種新糖肽類抗生素與萬古霉素和替考拉寧三種新糖肽類抗生素與萬古霉素和替考拉寧體內藥代動力學和藥效學的比較體內藥代動力學和藥效學的比較 參數(shù)參數(shù)糖肽類抗生素和劑量糖肽類抗生素和劑量萬古霉素萬古霉素（15mg/kg15mg/kg）氯古霉素氯古霉素（3mg/kg3mg/kg）TelavacinTelavacin（7.5mg/kg7.5mg/kg）替考拉寧替考拉寧（6mg/kg6mg/kg）道古霉素道古霉素（15mg/kg15mg/kg）Cma

50、xCmax（mg/Lmg/L）313189894343312312VdVd（L/kgL/kg）0.30.30.10.10.90.91.61.60.110.11蛋白結合（蛋白結合（% %）1010555590909090939390909898最后半衰期（最后半衰期（h h）4 48 83603607 78383168168149149AUCAUC（mg.h/Lmg.h/L）2602601521526006005505502710327103基于（基于（free AUCfree AUC）/MIC/MIC的的PD PD breakpointbreakpoint2 2（每天次每（每天次每次次15mg

51、/kg15mg/kg）0.10.1（3mg/kg3mg/kg）0.30.3（10mg/kg10mg/kg）0.50.50.40.4（6mg/kg6mg/kg）0.80.8（12mg/kg12mg/kg）4 4基于（基于（free Cmaxfree Cmax）/MIC/MIC的的PD PD breakpointbreakpoint0.30.3（3mg/kg3mg/kg）1 1（10mg/kg10mg/kg）1 10.60.668四、萬古霉素耐藥基因產物抑制劑的研究四、萬古霉素耐藥基因產物抑制劑的研究n通過對通過對VREVRE臨床表型臨床表型VanAVanA和和VanBVanB耐藥分子機耐藥分子機

52、制的研究，人們利用一些合理的模型進行制的研究，人們利用一些合理的模型進行理性化設計，以期獲得能夠逆轉這些耐藥理性化設計，以期獲得能夠逆轉這些耐藥表型的新穎藥物表型的新穎藥物; ;n其中一種方法就是尋找與耐藥有關的其中一種方法就是尋找與耐藥有關的5 5種蛋種蛋白白VanSVanS、VanRVanR、VanHVanH、VanAVanA和和VanXVanX的抑制的抑制劑。劑。691 1、VanS/VanRVanS/VanR抑制劑抑制劑nVanS/VanRVanS/VanR作為萬古霉素抗性菌株的雙組分作為萬古霉素抗性菌株的雙組分調節(jié)系統(tǒng)（調節(jié)系統(tǒng)（two-component regulatory tw

53、o-component regulatory systemssystems，TCSTCS），現(xiàn)已成為人們篩選抗），現(xiàn)已成為人們篩選抗MRSAMRSA和和VREFVREF藥物新的作用靶點。藥物新的作用靶點。 VanS/VanRVanS/VanR抑制劑抑制劑NHNHOHClCH3ClOCNR1OHR1ClClONHOHOClClR2化合物化合物1-4 化合物化合物5-8R1=1-4 分別為分別為3,5-I2 3,5-Cl2 5-CF3 3-OHR1=5-8 分別為分別為3,5-Cl2 3,5-I2 3,5-(CF3)2 3-OH 化合物化合物9-10 R2=9-10 分別為分別為4-Cl;3-CF

54、3 和和4-t-Bu 712 2、D-D-丙氨酸丙氨酸-D-D-乳酸連接酶（乳酸連接酶（VanAVanA）抑制劑）抑制劑n研究發(fā)現(xiàn)所有的研究發(fā)現(xiàn)所有的D-Ala-D-X D-Ala-D-X 連接酶都具有連接酶都具有一個一個“ATPATP柄柄(grasp)”,(grasp)”,它們有一個共同的它們有一個共同的過渡中間體過渡中間體D-Ala1-PD-Ala1-P。n推測推測VanAVanA的反應機理是：酶先與的反應機理是：酶先與D-Ala1D-Ala1結結合，隨后是在合，隨后是在ATPATP的作用下自我磷酸化，然的作用下自我磷酸化，然后受到親核氨基供體的攻擊，形成四面中后受到親核氨基供體的攻擊，形成四面中間體，最后釋出間體，最后釋出PiPi。 722 2、D-D-丙氨酸丙氨酸-D-D-乳酸連接酶（乳酸連接酶（VanAVanA）抑制劑）抑制劑n根據(jù)所研究根據(jù)所研究VanAVanA的這些結構特點，為設計的這些結構特點，為設計合成有效的亞磷酸鹽抑制劑奠定基礎。