(三)抗菌作用機(jī)制
喹諾酮類通過抑制DNA螺旋酶作用,阻礙DNA合成而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。大腸桿菌的DNA螺旋酶是四疊體結(jié)構(gòu)的蛋白,由2個(gè)A亞單位與2個(gè)B亞單位組成,分子量分別為105kD與95kD(見圖42-1)。細(xì)菌在合成DNA過程中,DNA螺旋酶的A亞單位將染色體DNA正超螺旋的一條單鏈(后鏈)切開,接著B亞單位使DNA的前鏈后移,A亞單位再將切口封住,形成了負(fù)超螺旋。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究,氟喹諾酮類藥并不是直接與DNA螺旋酶結(jié)合,而是與DNA雙鏈中非配對堿基結(jié)合,抑制DNA抑螺旋酶的A亞單位,使DNA超螺旋結(jié)構(gòu)不能封口,這樣DNA單鏈暴露,導(dǎo)致mRNA與蛋白合成失控,最后細(xì)菌死亡。
本類藥體外對DNA螺旋酶的半抑制濃度(IC50)與其對細(xì)菌的MIC呈一定的平行關(guān)系。哺乳動物的細(xì)胞內(nèi)也含有生物活性與細(xì)菌DNA螺旋酶相似的酶,稱為拓樸異構(gòu)酶Ⅱ(topoisomerase Ⅱ)。氟喹諾酮類藥對人體細(xì)胞拓樸異構(gòu)酶Ⅱ影響較小(見表42-1)。從該表可見氧氟沙星與環(huán)丙沙星對動物細(xì)胞內(nèi)拓樸異構(gòu)酶Ⅱ的作用明顯比依諾沙星與萘啶酸小,IC50很高,選擇指數(shù)很大。這可能是氧氟沙星與環(huán)丙沙星不良反應(yīng)較少的原因。
圖42-1 喹諾酮類藥物-DNA結(jié)合抑制DNA螺旋酶活性的示意圖
圖中實(shí)心和斜線長方形示喹諾酮類藥物分子,A、B為DNA螺旋酶的A、B亞單位。在DNA螺旋酶作用下,DNA雙鏈打開,而藥物分子嵌入雙鏈。與非配對堿基結(jié)合,阻礙DNA雙鏈封口
。ㄋ)細(xì)菌耐藥機(jī)制
氟喹諾酮類藥物廣泛應(yīng)用后,已出現(xiàn)細(xì)菌耐藥性。耐藥機(jī)理研究證實(shí)主要是染色體突變,不存在質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥性。耐藥機(jī)制有二:①細(xì)菌DNA螺旋酶的改變,與細(xì)菌高濃度耐藥有關(guān);②細(xì)菌細(xì)胞膜孔蛋白通道的改變或缺失與低濃度耐藥有關(guān)。耐藥菌株DNA螺旋酶的活性改變主要由于gyrA基因突變所致。