四环素类药物非抗菌作用及新制剂研究概述

四环素类药物非抗菌作用及新制剂研究概述 四环素类药物是一类广谱抗生素，对革兰氏阳性菌、阴性菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等均有抑制作用。由于安全廉价而广泛应用于细菌感染性疾病，但是四环素类抗生素易产生耐药性，并引起幼童骨色素沉淀，形成四环素牙，使其应用受到限制。近年来，对四环素类药物的非抗菌作用的研究有了较大的发展，并将其制成新的剂型，为这一老药的应用开辟了广阔的的前景。 1. 四环素类药物非抗菌作用 1.1四环素对类风湿关节炎的作用 近年国外临床实验证实，半合成四环素类抗生素米诺环素治疗类风湿性关节 炎有效且安全耐受性良好。四环素类抗生素的抗风湿作用主要是免疫调节与抗炎活性，而抗菌活性并非治疗类风湿性关节炎的主要机制。四环素能抑制血清中白细胞的趋化性,影响中性粒细胞的吞噬功能及淋巴细胞的增殖反应，四环素同时可通过破坏线粒体蛋白质的合成,阻止鼠胸腺细胞的增殖。米诺环素抑制从RA 滑膜中分离的T 细胞分泌干扰素,亦存在类似的剂量依存关系。因此米诺环素可 3 能通过CD复合物有效抑制T 细胞活化及功能,且显著降低复发性RA 患者T 细胞活化抗原表达。 在血清中的风湿因子部分来源于关节, 米诺环素可能抑制类风湿因子来抑制滑膜炎症。基质金属蛋白酶是最可能导致不可逆性关节结构损伤的重要因素， 其中基质金属蛋白酶I( 胶原酶)沿着类风湿血管靠近关节损伤 直接参与关节组织的破坏，米诺环素能处分布， 通过引起软骨基质大分子降解, 够抑制机体产生的胶原酶，其对胶原酶的抑制作用可能与其螯合二价金属离子 2+2+[1](如Ca， Zn)有关。 1.2四环素类药物对骨质疏松症的作用 骨质疏松症是一种全身性骨量及骨组织结构改变、 伴有骨脆性增加及易致骨折的代谢性疾病，其骨量减少表现为骨矿成分和骨基质成分等比例减少，骨结构改变则表现为显微结构改变、骨皮质变薄、骨小梁数量及大小减少。由于四环素类能与钙离子螯合，容易沉积于骨组织的活性部位, 故具有良好的骨定向性。用人工的方法将四环素类与治疗骨质疏松的药物连接成复合物后可将药物选择性的浓集定位于靶部位于骨再建部位, 提高骨激活频率，促进骨形成,使钙沉积在矿化骨和类骨质之间的矿化前沿,这样可以有效地提高局部药物浓度,起到预防和治疗骨质疏松症的作用,还可以减少用药量且降低毒副作用。骨代谢平衡的维持有赖于成骨细胞形成新骨和破骨细胞吸收旧骨。成骨细胞活性受到抑制导致骨形成减少,破骨细胞活性增强造成骨吸收增加,这种骨代谢的失调最终导致骨质疏松,四环素类抑制骨吸收和促进骨形成的独特性质使此类药物在骨质疏松症方 [2]面具有潜在的治疗价值。 1.3 四环素四环素在神经系统疾病中的保护作用 米诺环素是一种半合成的四环素衍生物,除能抗炎，还具有抗凋亡、 抗氧化等特性，对急慢性神经退行性模型有神经保护作用。MC较其它四环素类药物具有较高亲脂性，容易透过血脑屏障到达中枢神经系统，动物模型研究表明 MC在脑中可以达 50 % 的血药峰浓度，因而在神经系统疾病治疗中发挥重要作用。米诺环素在神经系统疾病中的作用主要有脑缺血、脊髓损伤、实验性变态型脑脊髓炎、帕金森氏病、阿尔茨海默病、肌萎缩性(脊髓)侧索硬化、亨廷顿氏病等。米诺环素在神经系统疾病中的保护作用机制主要包括抑制基质金属蛋白酶(MMPs)保护神经元，抑制小神经胶质细胞的活化保护神经元，抑制细胞凋亡保 [3]护神经元等。 1.4 四环素的抗肿瘤作用 血管生成是内皮细胞增殖和迁移形成新血管的过程，是许多生理和病理过程, 如: 胚胎发生、伤口愈合、 肿瘤形成等的一个基本因素。 实体瘤的形成和指数生长过程中需丰富的血管以保证必需的营养供应, 所以抑制血管生成，就有可能控制肿瘤的生长和转移过程。胶原是构成血管组织的重要成分, 如干扰胶原代谢过程即有可能干扰血管生成。四环素具有抑制胶原酶的活性, 进而抑制血管生成。实验证明肿瘤血管生成可以被控释的四环素有效抑制, 与其他常规癌症治疗[4]手段合用,可能有助于延长实体瘤实验动物的存活时间 。赵新等研究了四环素对实验性大鼠腹主动脉瘤形成的作用，建立大鼠腹主动脉瘤灌注模型的基础上，皮下注射盐酸四环素，同时基质金属蛋白酶及 mRNA在动脉组织中的表达,实验结果表明四环素能够防止动脉壁弹力纤维的破坏并阻碍实验性动脉瘤的形成。四环素可以通过对MMPs的直接抑制作用或者抑制细胞酶的产生从而阻止动脉瘤的形成。通过建立大鼠腹主动脉瘤灌注模型研究观察了四环素对MMP22和MMP29的作用，但是不能排除在腹主动脉瘤发病过程中四环素对其他 MMPs成员的作用可能与对MMP22、9的作用同样重要。 1.5 四环素对牙周病的作用 近年来发现四环素具有抑制骨胶原酶活性，抑制骨吸收、促进骨形成以及促进成纤维细胞附着和扩展等非抗菌性质，为其在治疗骨代谢疾病开辟了新的应用前景。主要作用是阻止炎症所致的牙周组织降解，胶原是牙周组织的主要结构蛋白，胶原纤维破坏和丢失是牙周袋形成的关键环节, 而间质胶原酶是牙周疾病时胶原降解的关键因素。TCS一方面通过抑菌作用使亚洲部位菌落控制在一定范围内，另一方面还可通过抑制宿主产生的组织破坏酶如基质金属蛋白酶的活性, 阻止炎症所致的牙周组织降解，有效缓解炎症造成的牙周结缔组织损害和牙槽骨丢失，TCS还能促进成纤维细胞和牙齿结构结合，加快感染过程中受损牙周组织的 [5]修复与再生。 1.6 四环素非抗菌作用在其他方面的应用 米诺环素对糖尿病并发症中的视网膜病变有一定的抑制作用，起作用机制是抗炎、抗凋亡以及自由基清除等作用的综合结果，此外四环素能够对抗脂多糖诱导的致死性休克，并能减轻脂多糖诱导的炎症性创伤的临床表现，且这种保护性 [6]作用与其降低血浆中脂多糖诱导的NTF的水平有关 。二甲胺四环素可减少HIV引起的脑炎的发病率以及病症的严重程度。研究发现在培养的巨噬细胞和淋巴细胞中，MC可抑制HIV和SIV的复制。MC并非直接发挥抗病毒作用，而是调整细胞内外环境使之不适合HIV或SIV的复制。 2、四环素新型制剂研究进展 在制剂研发方面，四环素的缓释定位制剂成为热点，如四环素脂质体、微球、漂浮剂、凝胶及新型材料等制剂都具有良好的缓释和定向作用，进一步研发四环素类药物新型制剂为开辟这一类老药的新用途有着重要的意义。 2.1 脂质体 脂质体(或称类脂小球，液晶微囊)是一种类似微型胶襄的新剂型，它是磷 脂双分子层构成的具有体内降解、无毒性和无免疫原性等特点的闭合囊泡。脂质体是将药物包封于类脂质双分子，包裹的药物，通过渗透或被巨噬细胞吞噬后， [7]载体被酶类分解而释放药物，从而发挥作用。Sangare等分别以四环素和多西环素为模型药物，采用超声法制备阴离子、中性、阳离子脂质体，发现多西环素 在不同脂质体中包封率为20%-56%，其中在阴性离子脂质体中包封率最高，达到49.17+6.75%，远高于四环素在阴离子、中性、阳离子脂质体中的包封率(分别为3.53+0.38%、2.23+0.66%，阳离子脂质体内未检测到四环素药物)，同事多西环素脂质体在在4?条件下放置4周性质稳定，优于四环素阴离子和中性脂质体。在37?正常人血清体外释放介质中，多西环素阳离子脂质体72h积累释放 [8]接近40%，四环素中性脂质体72h释放略高于40%。Shafaa等以新西兰白兔为实验动物研究四环素对干眼模型的治疗作用，分别以四环素脂质体眼药水、四环素眼药水和空白脂质体处理实验动物，发现四环素脂质体对干眼症状有显著的改善。 2.2 微球、微囊 微球是指将药物溶解或分散在高分子中形成微型小球状实体骨架物;利用天然或合成的高分子材料为囊材，将固体或液体药物作为囊心包裹而成的药库型微型小囊称为微囊。微球、微囊技术是微粒工程给药系统重要组成部分，可以调节和控制释药速度来实现长效目的，通过调节微球微囊粒径大小、材料可以集中于 [9]靶向组织逐步释放药物。李莉等采用复乳-溶剂蒸发法制备盐酸四环素聚乳酸 - 聚羟基乙酸共聚物(PLGA)微球，微球粒径为16.72?0.33um，载药量为0.52%?0.01%，包封率为75.56%?1.05%，盐酸四环素微球在体外第一天突释量约为 [10]20%，11天内释药速度缓慢而均匀，符合Higuichi方程(r=0.9986)。张钰等研究了盐酸四环素缓释微球对大鼠成骨细胞活性的影响，将盐酸四环素聚乳酸 PLGA)微球、盐酸四环素分别与成骨细胞共培养，采用四,聚羟基乙酸共聚物( 甲基偶氮唑盐(MTT)法检测各实验组成骨细胞的增殖情况;通过碱性磷酸酶活性测定法检测各实验组成骨细胞中ALP的活性，免疫组化I型胶原蛋白(Col I type)染色观察各实验组成骨细胞中I型胶原的表达情况;结果表明盐酸四环素,PLGA 微球具有缓释促进成骨细胞的增殖和增强ALP活性的作用，在骨创伤的修复重建治疗中具有潜在的治疗价值。 2(3 片剂 胃内漂浮片能够持续的漂浮于胃物表面，延长胃内滞留时间饼不影响胃的排空，因而有着良好的局部治疗作用，但是若病人睡前服药，则药到达胃部后由于人体躺卧而使胃呈横位，药物可能在幽门附近而提前排除，因而胃漂浮片 [11]不适合睡前给药。Hamdani等以山榆酸甘油酯和甘油棕榈酸硬脂酸酯为脂质粘合剂, 碳酸氢钠为产气成分。药物的释放机制主要是通过药物的扩散控制释放速度, 因此药物的溶解度影响药物的溶出速率，由于盐酸四环素易溶于水，溶出 速率快,但因漂浮性能和脂质粘合剂的联合作用, 盐酸四环素漂浮片体外溶出实验结果表现出很好的缓慢释放特性。口腔粘膜粘附片( Buccoadhesive tablets) 是一种固定于口腔粘膜的缓慢释药系统，它可延长药物在口腔粘膜的滞留时间,达到定位持续释放药物的目的， 同时粘贴片不经过消化道系统, 用药剂量小, 不影响肠道菌群和微生物平衡，减少了全身用药的不良反应，是局部缓释抗菌药物治 [12]疗牙周炎较理想的给药方法。王军等采用粘膜粘附缓释技术，干法压片工艺研制多西环素口腔贴片，口感好，粘附性强,口腔粘膜粘附时间达4h左右，质量稳定，缓释性好，在体外1~ 8h的释放度呈零级释放趋势。 2.4 凝胶剂 凝胶剂是指药物与能形成凝胶剂的辅料制成的均一、 混悬或乳剂型的乳胶稠厚液体或半固体制剂。凝胶剂作为新型的药物制剂, 广泛用于缓释、控释及脉[13]冲释放等新型给药系统。王荣等制备的盐酸米诺环素明胶微球凝胶 微载药量 达11%以上,粒径在5-60um之间,溶液在37?下8 min内形成稳定的凝胶,缓释时间达一周以上。口服给药后,将药物选择性地运送至结肠部位释放，是治疗结肠病变的有效途径，基于多糖控制释放药物的水凝胶，利用结肠部位细菌产生的[14]特有酶系，靶向作用于胃肠道特定部位的研究引起了极大的关注。Bardajee等以紫外线照射的丙烯酸(AA)为骨架作制备运载四环素的高度膨胀的多空水凝胶，并优化了经典的合成凝胶的方法，利用电镜扫描水凝胶表面，发现水凝胶平均孔径约为350nm，药物释放结果表明，该凝胶可以顺利的将药物运送到结肠，而不会在胃中释放药物，具有良好的结肠定位性能，作为口服给药剂型在治疗结肠疾病(结肠炎、结肠癌等)结肠炎具有很大的优势。 2.5 药物--载体复合物 药物--载体复合物是一种已被熟知并且得到广泛应用的技术，应用于改善和提高多肽类、蛋白质、小分子药物或寡核苷酸的治疗特性，可延长药物半衰期，提高药物稳定性、水溶解性，降低免疫原性、抗原性，具有特殊的组织或细胞靶向性。选用局部用药运载材料，如聚甲基异丁烯酸、羟丙基异丁烯酰胺、磷酸钙/ 羟基磷灰石、胶原蛋白、多酸化合物、聚酐聚酯、聚乙二醇等，将药物吸附或 [15]结合于这些材料中，再植入体内，药物能够缓慢释放。Kim等用羟基磷灰石/ 聚己内酯合成包衣，包覆羟基磷灰石多孔骨支架作为四环素药物载体，药物释放持续时间较长，释放速度受包裹层的浓度、羟基磷灰石/聚己内酯的比率影响很大,外包层浓度越小、 羟基磷灰石/聚己内酯比率越大，初始释放就越快，在2h和7d后累积释放分别达到20%~30%和40%~60%。外科、牙科常用磷酸钙粘固剂灌注治疗骨质缺失，为预防术后感染，需同时佐以抗生素预防治疗，相比于每 [16]天的全身给药，抗生素在原位持续释放更适用于临床治疗。Luginbuehl等研发了一种治疗骨骼疏松症新型的控释系统，它由β-磷酸三钙(TCP)颗粒为骨架结合包含四环素的可生物降解的涂层组成。六种配方分别以不同比例的以聚乳酸和聚乳酸-乙醇酸共聚物为承载四环素涂层材料，并进行体内体外的药物释放试验，发现释药周期最长的可以达到67天;释药速度居中的可在20天内释放60%的药量;释药速度最快可以在4天内释放90%的药量，并且具有突释现象。并且做相关试验表明该制剂具有良好的生物相容性。 3、结语 目前，四环素缓释制剂是当前的研究热点和方向，国外已有产品上市，而国内尚属空白， 随着人们对四环素类药物的非抗菌作用及其新制剂的的进一步研究，四环素这一类老药将具有更为广阔的应用前景。 参考文献 [1] 田静.四环素类抗生素治疗类风湿性关节炎[J].国外医药抗生素分册，2002， 23(1):7-9 [2] 木拉提，高晓黎，贾晓光等.四环素类药物对骨质疏松症的作用[J].辽宁药 物与临床，2003,6(2):98-100 [3] 杨建文，胡治平.米诺环素在神经系统疾病中的保护作用[J].药学与临床研 究，2007，15(6):433-435 [4] 赵新，景在平，熊江等.四环素抑制实验性大鼠腹主动脉瘤形成的初步探讨 [J].中华普通外科杂志，2002，17(11):663-665 [5] Golub LM，Wo lff M，Rober ts S，et al.J Am Dent Asso c，1994，125-163 [6] 庞燕.米诺环素对糖尿病大鼠视网膜病变抑制作用的研究 [J].[硕士学位论 文].成都:华南农业大学图书馆，2006 [7] Sangare L，Moris set R， Omri A，et al. 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