[doc] 广谱抗生素磷霉素衍生物的抗菌活性及其构效关系

[doc] 广谱抗生素磷霉素衍生物的抗菌活性及其构效关系 广谱抗生素磷霉素衍生物的抗菌活性及其 构效关系 第二军医大学 /kadJ?Med:362 广谱抗生素磷霉素衍生物的抗菌活性及其构效关系 359 李全屠世忠(药学院中西药研究室,200433) 凌代文(长海医院检验科,2o0433) , 提要用试管稀释法{蜀4定磷霉素衍生物在351c培养24h对金黄色葡萄球菌,肠球菌,绿脓杆菌和大肠杆 菌的最低抑菌浓度.初步结果明,左旋磷霉素衍生物的抗菌活性鞍强,而右旋体的磷霉素衍生物抗菌 活性却很弱.有5个磷霉素衍生物对某些菌的抗苗活性超过参比他台物(左旋磷霉素钙).如左旋磷霉素 卜精氯酸盐对金黄色葡萄球菌的抗苗活性比参比化合物强3倍. 关键词磷霉素衍生物:最低抑菌浓度;构效关系 AntibacterialAcfi~ityofBroad-,~ct.mlAntibioticFosfomydnDetivalivesa ndTheirS~’uc- ture--a~*ityRdationship Qn,TuShrug,LingDaiwen(ResearchLaboratoryofNaturalandS~theticDrugs CollegeofPharmacy,s~anghai,200433) AbstractInaIlefforttosearchformolepotentantiMctmaldrugs,theinillil~uminhibitory concentrations(MIC)offifteenfosfomyvlnderivativesat35? for24hagainstSaurey,$.Enterococcus, P.aeru#nosaandEscherichacD『f,黼 determined,respectivdyPreliminaryantibacterialresultsshowed thatfivederivativesofthemweremo/’epotentthanreferencesubstaneeOVa)againstson’lgbacteria, Takecompotmd1Vgfor~ample,itsantibacterialactivitywasthreetimesaspotentasthatofcorn- poundIVaagainst~aureuaThest八哦u工r动 virelationshipoffosfomyeinderivativeswasinvestigated accordingtotimmechanismoffosfomydnantibaeterialactionatmolecularlevelwhichwaspointedby Smeyetseta1. Key_fosfomycinderivatives;millifflummbibitoryconcentration;structule-activitylelationship 磷霉素(Fosfomycin.Phosphonomycin) 是1969年由Stapley等【’从链霉菌发酵肉 汤中分离到的一种广谱抗生素,同年由 Christerisen等[21确定其结构并进行了人正 合成.其结构式为 (一)(12s)一1,2-Epoxypropylphosp— honicadd 磷酶素的抗菌机制是与细菌内的磷酸烯 醇丙酮酸酯盐竞争合成细胞壁转移酶上的 受体,使细菌细胞壁的合成受到抑制而导 致细菌死亡.磷霉素与其他抗生素合用无 拮抗现象,而常表现为协同作用:与氮 基糖甙类抗生素或抗癌药顺铂联用,可分 别降低其毒性吼磷霉素抗菌谱虽然广,但抗 菌活性不强.为了寻找更有效的磷霉素衍生 物,作者对磷霉素衍生物进行了抗菌活性 筛选,并探讨了构效关系. 1材料与方法 1.1抗菌药物均由作者合成.顺丙烯膦 酸环己胺盐(I).正丙基膦酸衍生物:正丙 基膦酸(?a),正丙基膦酸苯乙胺盐(?b), 正丙基膦酸L_精氮酸盐(?c1.1,2_二卤 化物丙基膦酸:l,2-二溴正丙基膦酸(?由: 1.2一二氯正丙基膦酸(?a).具有旋光性的 磷霉素衍生物和外消旋磷霉素衍生物:左 旋砖霉素钙(IVa),右旋磷霉素钙(IVb),外 消旋磷霉素苯乙胺盐(IVc),左旋磷霉 素右旋苯乙胺盐(IVd),右旋磷霉素左 旋一苯乙胺(IVe).外消旋磷霉素环己胺 盐(IV0,左旋磷霉素L-精氨酸盐(IV, 左旋磷霉素三羟甲基氨甲基甲烷二盐(IVh). 右旋磷霉素三羟甲基氨甲基甲烷二盐(IVi). 1.2试验菌株本实验所用菌为:金黄色 葡萄球菌(ATCC25923)肠球菌(来源于 病人),绿脓杆菌(ATCC27853)和大肠杆 菌(ATCC25923). l_3抗菌药物敏感度测定方法采用试管 稀释法.一 l,3,l培养基的制备称取蛋白胨3g和 氯化钠l,5g.加蒸馏水至300ml后,加热 溶解,用lmol/L氢氧化钠调溶液pH值 至7,4,得到1%蛋白胨培养基. 1.3,2抗菌药物溶液制备称取抗菌药物 10mg于无菌l0州试管中,分别加入无菌 蒸馏水5ml,得抗菌药物溶液浓度为 2mg/?l1.放入冰箱备用.取7支试管,在 第1支试管中加入l%蛋白胨1.9ml,其 余6支试管分别加lm1.然后封装,高压 第二军医大学1991;12(4 灭菌.灭菌后在第1支试管中加入0.1m1 抗菌药物溶液,混匀后从中吸出lml加入 第2管内.依次按管序进行减倍稀释.第6 管在混匀后吸出lml弃去,第7管作对照 管.至此各管液体量均为lm1. l_3_3菌液制备将各菌株接种于1%蛋 白胨培养基内,根据管比色法,使蛋 白胨含细菌数为l0s个/nd. 1.3.4最低抑菌浓度(MaC)在抗菌药物 溶液的各组试管中,每管加入菌液0.05ml, 然后各管于35?下培养24h. 1.3.5抗菌活性指标最低抑菌浓度,参 比化合物为左旋磷霉素钙(IVa). 2结果 左旋磷霉素衍生物或含有磷霉素左旋 体的外消旋磷霉素衍生物对细菌有较强的 抗菌活性,而右旋磷霉素衍生物的抗菌活 性却很弱(附表).去掉环氧桥的磷霉素衍 生物除衍生物?aN肠球菌有较强的抗菌活 性外其余衍生物的抗菌活性均较弱.有4 个磷霉素衍生物(n?IvfIVh)与参 比化合物相比于24h对4种菌的抗菌效果 较好.磷霉素衍生物?a对肠球菌的抗菌活 性超过参比化合物(IVa).衍生物IVg对金黄 色葡萄球菌的抗菌活性比参比化合物强3倍. 附表磷酶素衍生物24自最低抑菌浓度 ?coffosfomydnderiv~vesfor24h0amllmi) 第二军医太学1991:12t 3讨论 3.1培养基对药物抗菌活性的影响由于 细菌的甘油磷酸盐转运系统可促使磷霉 素进入细菌内,而这一作用可为葡萄糖和 磷酸盐所阻抑,故含有葡萄糖和磷酸盐成 分的牛肉汤,脑心培养基等均不宜采用. 为此本实验选用不含葡萄糖和磷酸盐成分 的1%蛋白胨作为培养基. 3.2抗菌作用机制1983年Smeyers等 用量子力学分子轨逋近似法CNDO/2计 算,发现磷霉素与磷酸烯醇丙酮酸酯盐的 稳定构象在局部位置呈相似的空间电荷分 布,与X衍射等方法得到的结果相一致, 它们在局部位置具有相似的空间电荷分布 而具有等排性,故磷霉素可与磷酸烯醇丙 酮酸酯盐竞争合成细菌细胞壁转移酶上的 受体,而导致细菌细胞壁的合成受到抑 制.Smeyers等16]认为转移酶上受体的活性 中心可能集中在很小的区域,由磷霉素中 Po}ol和G所组成(或磷酸烯醇丙酮酸 盐中的PO},C.和G所组成).只有与磷 酸烯醇丙酮酸酯盐局部活性位置具有相 似的空问电荷分布的磷霉素衍生物,才可 能有较强的抗菌活性. 3.3构效关系的探讨 3.3.1去掉环氧桥对抗菌活性的影响磷 霉素环氧桥打开后变成不饱和双键和饱和 单键的磷霉素衍生物(I和?类),其总体抗 菌活性减弱.磷霉素环氧桥打开后换成溴或 氯的磷霉素衍生物佃类),其抗菌活性也降 低.根据Smeyerg*l假说,活性中心由磷霉 素中心的Poi一,G和o所组成,而I? 和?类磷霉素衍生物与磷霉素活性中心的电 荷分布差异较大,因此其抗菌活性较差.衍 生物?a虽然对4种苗的总体抗菌效果较差, 但对肠球菌的抗菌效果却较好,其机理尚不 清楚. 3_32磷霉素的立体异构对抗菌活性的影响 磷霉素左旋体衍生物(IVa.IVd,IVg. IVh)抗菌活性较强,而其磷霉素右旋体衍生 物(IVb,IVe,IVi)的抗菌活性却很弱,说明 磷霉素衍生物与转移酶上受体结合具有高度 361 的立体特异性.局部位置相似的空间电荷分 布并不包括磷霉素的甲基和磷酸烯醇丙酮酸 盐的羧基,这两个基团可能未直接参与与受 体结合.然而对于甲基,磷霉素又显示出高 度的立体特异性,这可能归结于甲基的空问 效应(假定与受体结合反应分为二步,磷霉 素先由一基团横向吸引在受体上,其次 巯基加成反应发生在环氧桥对面的自由面 上)对于左旋磷霉素衍生物来说,由于甲 基没有对其与受体加成反应产生空间障碍, 能形成稳定的结合物,故左旋磷霉素衍生物 有较强的抗菌活性.对于右旋磷霉素衍生物 来说,由于其甲基对其与受体加成反应产生 空问障碍,不能形成稳定的结合物,故右旋 磷霉素衍生物有较差的抗菌活性.而外消旋 磷霉素衍生物(IVc,IVf’)因含有磷霉素左旋 体,其具有较强的抗菌活性道理也就很显然 了. 3.3.3成盐后对抗菌活性的影响根据 Smeyers~假说既然膦酸根也是活性基因之 一 ,通过合成一些盐以影响膦酸根的电荷分 布来寻找更有效的化合物.而国外合成磷霉 素盐只是考察其对生物利用度的影响.磷霉 素衍生物IVd,rvf,IVg,IVh与参比化合物 相比抗菌活性较好,井在某些菌方面超过 参比化合物.说明通过合成不同磷霉素盐类 可以得到抗菌活性较强的化台物,这为寻找 更有效的磷霉素衍生物提供了新路.此外本 实验结果也是对Smeyers提出的磷霉素分 子作用机制的初步验证. (本文得到中西药研究室和检验料诸 同志的支持和帮助,在此表示衷的谢 意, 参考文献 1.StaplcyEO,HendlinD,iartinezM.eta1. PhosphonomycinI,discoveryandvitr~biol0c characterization.In:HobNGLed.Antinlcrobiol agentsandchemotherapy1969.MarylIand:Amea-lcml SocietyforMicrobiology,1970:284 2stensenBG,LeanzaWJ,Benttleet Phosphonomy~n,structureandsynthesis.Science, 1969;166:123 362第二军医大学1991;12(4 急性心肌梗塞合并室间隔穿孔一例报告 胡寅官宋维(长征医院心内科,2OOO03) 刘会敏(长征医院病理科,20(~003) 1临床资料患者,男性,83岁.于1989年11月29日突靠!l无明显诱因 感后背部持续性疼痛,向两肩部放 射.伴气急心悸,但尚能平卧.约30min后疼痛缓解片刻又有发作,并渐 渐加重,伴头昏四肢发冷,未服 任何药物.心电图示急性心肌梗塞(AMI),遂即住院.起病来屎量减少. 体检:T362’C,P78次/rain,R 24次/min,BP14/8.66kPa.颈静脉充盈,肝颈静脉征(+),两肺呼吸音粗 糙.心界向左下扩大,胸骨左缘第 3,4肋间可触及收缩期细震颤,心率78次/min,S.减弱,可闻及s早搏2-3谀/min,胸骨左缘第3,4 肋间可闻?级垒收缩期吹风样杂音,较粗糙.肝肋F刚及.肠鸣音括跃.两侧桡动脉较硬.化验检查:Hb l19L,,WBCl_65~10/L.Nn81,L0.16.心肌酶 谱:CK625IU/LCK-MM499ILCK-MB126 IU/LSGOT320IU:L,SGOTS3001U/L,SGOTM20IU/L.LDH634IU/LLD Hl/LDH2>l.人院后予以 吸氧,心电监护,口服消心痛潘生丁及对症处理.人院当呆即有气急I:1唇发绀,血压偏低(10.7/8Ida), 经片j多巴酚丁胺和多巴胺静脉滴注后血压维持在16/10.7,l4.7/773kPa,次日心搏呼吸骤停约1mill,经 胸外心脏按压后恢复.临床诊断AMI合并室间隔破裂穿孔,心源性休克.第5天束旁超声心动图检查左 心室前壁有矛盾运动,二尖瓣无明显返流,病人气急呼吸困难尿少等症状加重,两侧肺底部有湿性音,胸 骨左缘第3,4肋间粗糙的垒收缩期杂音及收缩期细震颤仍存在,心尖部有舒张期奔马律.第7天在翻身 后突然气急,呼吸困难加重,不久意识丧失,心搏呼吸停止.死亡. 2尸检资料心畦重460各瓣膜无特殊病变,左心室壁显着增厚,迭2clll,右心室壁厚1.5-cm,乳头肌 明显增粗.室间隔有一穿孔,直径1era,穿孔边缘不规则.左心室前壁心 尖区有淡黄色的梗塞灶.主动 脉.冠状动脉内膜有大小不等金黄色斑块隆起.前降枝内有血栓.镜下示主动脉及冠状动脉内膜表面纤 维化,内映深层有胆周醇结晶.死亡原因:AMI合并室间隔破裂穿孔引起心力衰竭. 3讨论AMI合并室间隔穿孔约占心肌梗塞急性期死亡的1%-2%.多发生在发病后2周内.穿 孔部位多在近心尖部.本例患者系老年人,虽无严重胸痛,但有后背部持续性疼痛伴气急等症状,晟主要 是胸骨左缘第4,5肋问有收缩期绷震颤及垒收缩期杂音,提示有室间隔穿孔.患者病情凶险,晟终死于心 力衰竭及心源性休克.本病的确诊靠心导管检查,右心室和肺动脉压力升高,右室血氧含量增加.多普勒 超声心动图对诊断也有较大价值,并可鉴别乳头肌断裂和乳头肌功能失调.手术修补是抢救的有效办 法,如情况兜许可同时做室壁瘤切除和主动脉一冠状动脉旁路手术. 关键词急性心肌梗塞:室问隔穿孔 (199o_僻15收稿;1991甘2l謦回) 3.KahanFM.KahanJS.Casm曲PJ.eta1.Mechanism ofactionoffosfomycinAnnNYAcadSci,1974; 235:354 4BomwskiJ,LindaHCombinedactionoffosfomycin withbeta-lactamandamino~yeosideantibiotics (~mnotherapy,1977;23:82 5OhtaniLOlatsuldKAikavaT.eta1.Protective effectoffosfomycinagainstaminoglyeoside ototoxicity.ORL,1985:470):42 6.snfsYG,Hemandez--LagunaCarstetm-Lieht- effeldeCV,eta1.Quantummechanicalcalculations usefulfordetenmni帜themedlanisa~lofactionof fo~fom:nJPharmSci,1983;72(9]:1011 1990-06-09收稿:l99l—0l6位回)