原创 阿奇霉素还能治疗支原体感染吗?
2024年11月01日 【健康号】 王智刚     阅读 335

        阿奇霉素还能治疗支原体感染吗?
       大环内酯类药物这个名称,可能大众不是太熟悉。提起阿奇霉素,这个大环内酯类药物的代表药物,还是有很多大众熟悉的,而且很多大众知道阿奇霉素治疗支原体感染。
       那么大环内酯类药物阿奇霉素还能治疗支原体感染吗?
        一、大环内酯类药物概述
       大环内酯类药物是由链霉菌产生的一类弱碱性抗生素。临床上常作为需氧革兰氏阳性菌、革兰氏阴性球菌、非典型病原菌和厌氧球菌等感染的一线治疗药物,或作为β﹣内酰胺类抗生素过敏患者的替代品。随着大环内酯类药物临床应用的增加,近年来细菌耐药性也有明显上升。
       1949年McGuire等从菲律宾群岛的土壤样品中提取到红色链霉菌代谢产物即红霉素,1952年第一代大环内酯类药物﹣﹣红霉素上市。之后,研究人员又以红霉素的化学母核为基础,通过化学修饰法、半合成法产生新的衍生物,如第二代大环内酯类药物克拉霉素(6﹣甲基红霉素)、阿奇霉素(红霉素的氮杂衍生物)。然而,近10年来临床常见病原菌对大环内酯类药物耐药性明显上升,针对大环内酯类药物耐药性开发第三代大环内酯类药物(泰利霉素)和第四代大环内酯类药物(索利霉素)等,但由于存在较严重的肝毒性,临床应用受限。
       1.化学结构及作用机制
       大环内酯类药物指由一个多元碳的内酯环附着一个或多个脱氧糖所构成的一类聚酮化合物。其作用机制为不可逆地结合到细菌核糖体50S亚基的靶位上,14元大环内酯类阻断肽酰基t-RNA移位,16元大环内酯类抑制肽酰基的转移反应,选择性抑制细菌蛋白质合成。此外,大环内酯类药物脂溶性强,易渗透和被吞噬进入免疫细胞内,在炎症状态下随免疫细胞移行聚集到感染部位,这种"特洛伊木马现象"使胞外菌和胞内菌暴露在高药物浓度作用下,具有较强的抗菌作用和抗生素后效应。
       2.分类临床应用的大环内酯类药物按其化学结构可分为:①14元环,如红霉素、克拉霉素、罗红霉素地红霉素等;②15元环,如阿奇霉素;③16元环,如麦迪霉素、乙酰麦迪霉素、螺旋霉素乙酰螺旋霉素、交沙霉素、吉他霉素等。某些品种如竹桃霉素、三乙酰竹桃霉素、罗沙米星等,临床较少使用。
       3.耐药机制
       细菌对大环内酯类药物的耐药方式主要有以下几种。
(1)产生灭活酶:包括酯酶、磷酸化酶、甲基化酶、葡萄糖酶、乙酰转移酶和核苷转移酶,使大环内酯类药物分解失活。
(2)改变靶位结构:细菌耐药基因激活合成一种甲基化酶,使细菌核糖体的药物结合部位甲基化而产生耐药。
(3)摄入药物减少:细菌膜成分或通路改变,减少大环内酯类药物进入菌体内的量,但药物与核糖体的亲和力不变。革兰氏阴性菌的耐药性系由细菌的脂多糖外膜屏障,使脂溶性的大环内酯类药物难以进入菌体内而导致耐药。
(4)外排药物增多:细菌通过基因编码产生外排泵,通过主动外排系统有针对性地泵出菌体内的大环内酯类药物而呈现耐药性。
        4.耐药现状
       我国很多地区大环内酯类药物对包括肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎支原体、衣原体等呼吸道病原体耐药率逐年上升。成人社区获得性肺炎中肺炎链球菌对大环内酯类药物的耐药率达75%以上,儿童感染患者的耐药率已超过80%。中国肺炎支原体对大环内酯类药物的耐药率已超过80%。目前,临床上更多的是利用大环内酯类药物的非抗菌作用。
          二、大环内酯类药物的免疫调节作用机制研究
        1979-1984年,日本首次发现红霉素治疗弥漫性泛细支气管炎(diffusepanbronchiolitis,DPB),可有效降低DPB患者的死亡率,提高生存率,由此开启了探索大环内酯类抗菌外作用的新时代。研究者发现,14元环和15元环的大环内酯类药物除抗菌作用外,还兼有免疫调节作用。
       既往研究表明,14元环、15元环大环内酯类药物通过抑制(炎性反应中枢)核因子κB(nuclearfactorκB,NF-κB),减少释放γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、肿瘤坏死因子﹣α(tumornecrosisfacto-αr,TNF-α)、白介素(interleukin,IL)-1、IL-6、IL-8、转化生长因子﹣β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)等炎症因子的释放,使机体免于过度炎症和细胞损伤;在抗微生物效应方面可抑制微生物黏附和迁移、阻断毒性因子、抑制细菌鞭毛蛋白表达,阻碍生物膜形成;抑制多糖合成,破坏细菌生物膜结构;降低细菌活性,使细菌恢复到浮游状,减少细菌群体感应。大环内酯类药物尚可调节气道黏液分泌和离子转运,能减少病理性黏液高分泌,但不影响黏液的正常生理分泌,保护纤毛上皮等。
      2020年(柳叶刀》(TheLancet)杂志发表综述,阐述大环内酯类药物具有显著的调节免疫反应、诱导促炎和抗炎效应、纠正危重患者免疫失衡的作用。其免疫调节机制为:①减弱细菌毒力,抑制细菌群体感应和生物膜形成;②减少细菌病原体相关分子模式(pathogen-associatedmo-lecularpattern,PAMP)分泌、抑制免疫细胞膜上Toll样受体(Toll-likereceptor,TLR)的表达与传导,增强单核细胞的吞噬作用和杀菌能力;③抑制促炎性细胞因子和趋化因子释放;④降低肺内抗菌肽(髓过氧化物酶和弹性蛋白)的水平;⑤刺激中性粒细胞调亡(高浓度下也介导单核细胞和淋巴细胞);⑥促进巨噬细胞向M2型转化,促进损伤相关分子模式(damage-associatedmolecularpattern,DAMP)释放,防止炎症延续。大环内酯类药物广泛的免疫调节特性,是通过多靶点、多机制对中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞进行免疫调节,总体效果是减少了由过度炎症引起的组织损伤,同时促进有效的免疫调节和组织修复。大环内酯类药物的免疫调节效应复杂,受环境、时间、机体等病情严重程度的影响,有可能纠正危重症感染患者的免疫失调,而不会影响关键的抗菌防御功能。
       1984年从日本筑波地区土壤链霉菌属分离出的23元环大环内酯类药物﹣﹣他克莫司(tacrolimus,FK506),是在23元环中嵌入有a、β二酮酰胺外罩的半缩醛的药物,是一种强力的新型免疫抑制剂,主要通过干扰钙依赖信号传导途径,抑制IL-2的释放,阻断T细胞激活,其免疫抑制作用较环孢素强100倍。1989年他克莫司首次作为新型免疫抑制剂应用于临床器官移植的患者。1975年从智利复活节岛上的土壤中发现的吸水链霉菌次生31元环药物﹣西罗莫司(sirolomus),为低毒性抗真菌药物,1977年发现西罗莫司抑制由抗原和细胞因子(IL-2、IL-4和IL15)激发的T细胞的活化和增殖,其作用比环孢素强50~500倍,1999年上市用于器官移植患者抗排斥反应。
       2019年,王以光教授带领的中国研发团队,以异戊酰螺旋霉素(isovalerylspiramycin,ISP)I、II和II为主组分,在遗传改造后的螺旋链霉菌中发酵产生16元环的可利霉素,是全球首个利用合成生物学技术获得的新型大环内酯类药物。现有研究表明,可利霉素对某些耐药菌(如对产β﹣内酰胺酶的革兰氏阴性菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、多重耐药的鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌等)均有效。其作用机制除牢固结合细菌核糖体50S亚基,抑制细菌蛋白合成外,还具有抗菌外作用,包括:①增加固有免疫细胞巨噬细胞、树突状细胞及中性粒细胞的数量,并促进免疫细胞向炎症部位迁移;②提高TNF-α表达,诱导M2型巨噬细胞向M1型转化,诱导M1型细胞免疫反应对抗病原体入侵,同时通过抑制IL-10的释放,避免了细菌在巨噬细胞内的生长;③抑制脂多糖(lipopo-lysaccharide.LPS)所诱导的FN-γ、IL-6和IL-12释放,能够对抗过度激活的T细胞所释放的炎症因子,并通过降低NF-κB水平,以及L-1β和TNF-α水平,具有抗炎作用;④促进病原体人侵后的免疫识别与应答:⑤快速启动树突状细胞(dendriticcell,DC细胞)介导的T细胞应答反应,诱导Th0细胞向Th1细胞方向分化,对Th2细胞有轻微诱导效果,使总T细胞(CD3⁺细胞)增加,CD4⁺和CD8⁺细胞增加,促进CD4⁺T细胞介导的杀菌作用。
        此外,可利霉素具有抗肿瘤作用,有研究者通过7种方法确定分子靶标﹣SH蛋白,观察到抑制SH蛋白诱导活性氧类(reactiveoxygenspecies,ROS)积累,激活ROS/c-Jun氨基末端激酶2(c-JunN-terminalkinase.JNK2)/TIF1A通路,使rRNA转录受到抑制,P53增加,抑制肿瘤生长和转移,诱导细胞调亡。可利霉素可靶向细胞核内硒蛋白家族中的核仁活性氧清除酶﹣硒蛋白H(selcnoproteinH.SELH),诱导SELH加速降解,导致氧化应激,破坏核糖体生物发生及促进肿瘤细胞调亡。在肿瘤脓毒症患者中,特别是经历过免疫抑制的患者,可利霉素通过增加人类白细胞抗原﹣DR(humanleucocyteantigen-DR,HLADR)和CD8*T细胞水平,有效调节免疫应答,从而发挥抗感染作用。
       综上所述,让人们重新认识大环内酯类药物的免疫调节作用。大环内酯类药物不仅有如红霉素、阿奇霉素和克拉霉素等的抗细菌和抗炎症反应免疫调节作用,还有如他克莫司、西罗莫司等极强的免疫抑制作用,甚至可以看到可利霉素具有较强的抗耐药菌作用,同时又有免疫增强作用。因此,开发免疫调节作用的大环内酯类药物具有很大的拓展空间。
        三、大环内酯类药物临床应用治疗DPB等疾病
       1970-1979年 DPB 的患者生存率约26%。1980-年 DPB 患者未应用红霉素治疗的5年生存率为62%:1985-1990年 DPB 患者长期小剂量应用红霉素治疗后,5年生存率上升至94%,有效降低了死亡率。近几十年,国内外学者相继将大环内酯类药物(如红霉素、克拉霉素、阿奇霉素等)应用于慢性气道炎症性疾病如支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、支气管扩张症、间质性肺疾病、囊性肺纤维化等的治疗,发现大环内酯类药物可能有助于危重症感染患者机体免疫系统稳态的恢复,在纠正危重症感染患者免疫失衡中具有较大的治疗潜力;体内、体外及多中心临床试验均证实,大环内酯类药物在慢性气道炎症性疾病、间质性肺疾病及危重症感染疾病中起到积极作用但证据不足,目前仍存在一些疑问:其在不同疾病表型之间是否存在差异;不同年龄人群对于大环内酯类药物的反应是否存在差异;不同疾病类型,应如何选择大环内酯类药物;如何确定起始治疗剂量、疗程及维持方案;如何判断大环内酯类药物治疗有效;长期、低剂量大环内酯类抗菌药物的使用是否合理。对于这些问题,仍需更多高质量的临床和基础研究证据。
       综合以上三方面所述,大环内酯类抗生素代表药物阿奇霉素治疗常见的临床问题支原体感染,目前基本耐药,很难获得预期的临床疗效,对于儿童、婴幼儿,尤其小于8岁的孩子如果支原体感染了,怎么办?的确面临巨大的医学挑战,中西医结合治疗可能是解决当前这个问题的一个路径,更加迫切需要高质量的临床和基础研究证据。

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王智刚
主任医师/教授
常州市第一人民医院
呼吸内科
中西医整合治疗呼吸疾病(间质性肺炎、肺纤维化、肺炎、肺结节、支气管扩张病变、支气管哮喘、慢... 更多
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