鹽酸沙拉沙星研究進展概述

唐達 李成洪 唐發書 王建華

摘要：本文總結了鹽酸沙拉沙星近年來的研究進展，介紹了其在藥效、藥代及檢測方面的前沿研究方法，并對其臨床應用及新劑型開發進行了展望。

關鍵詞：鹽酸沙拉沙星；進展；應用

喹諾酮為一類具有4-喹諾酮環結構的廣譜抗菌藥物，是目前使用量較大的一類抗感染類藥物，占據全球抗生素17%的市場份額（2009年），從第一代藥物萘啶酸（1962），到如今第三代的氟喹諾酮類，取得了重大發展。氟喹諾酮類藥物（Fluoro-quinolones，FQs）抗菌譜較前兩代明顯擴大、抗菌活性顯著增強，同時降低了不良反應。沙拉沙星為第1個被FDA批準用于食品動物的氟喹諾酮類藥物，其藥化學性質優于鹽酸二氟沙星、鹽酸環丙沙星、恩諾沙星等，同時其與磺胺類、硝基呋喃類藥物的交叉耐藥性很低。沙拉沙星原料通常制備成鹽酸鹽，既增加了藥物穩定性及水溶性，也有效提高了工業生產效率。本文總結了鹽酸沙拉沙星近年來國內外的研究進展，并對其應用前景進行了展望。

1 鹽酸沙拉沙星性質

鹽酸沙拉沙星是在4-喹諾酮-3-羥基共同結構的基礎上，在喹啉環或萘啶環的6位上引入氟原子、7位上被哌嗪基或吡咯啉基取代而來。其化學名為：1-（對-氟苯基）-6-氟-4-氧-7（哌嗪基）一喹啉-3-羧酸單鹽酸鹽，分子式：C₂₀H₁₇F₂N₃0₃·HCI，分子量：421.83（如圖1）。作為第三代喹諾酮類衍生物中具有較強抗菌活性的藥物之一，這與其特殊結構有密切關系。3位-COOH和4位C=O為藥物提供了必需的活性，在C6引入氟原子會提高抗菌活性5-100倍，與DNA促旋酶的親和性提高2-17倍，增強了其抗革蘭氏陰性菌的效力和擴大了抗革蘭氏陽性菌譜以及增強了藥物與細菌靶位的親和力，同時氟原子帶來的電負性使其能更容易滲透在組織中；C7位引入哌嗪基提高了口服穿透力，同時使其對金葡菌和銅綠甲單胞菌等革蘭氏陽性菌的抗菌活性大大增強；N1位上常見取代基有乙基、環丙基、氟代苯基等，其中環丙基取代對抗菌活性的提高最大而氟苯基取代對穿越骨髓及血腦屏障有特效。

2 鹽酸沙拉沙星的抗菌作用機理及耐藥機制

鹽酸沙拉沙星的主要作用于細菌DNA螺旋酶（Gyrase），阻礙DNA合成而導致細菌死亡。該酶由兩個A亞基和2個B亞基組成，在ATP和Mg²⁺的作用下，將DNA一條單鏈切開，B亞基作用下使另一條鏈后移并由A亞基將其封口，DNA結構由正螺旋變為負螺旋。鹽酸沙拉沙星與DNA雙鏈中非配對堿基結合，抑制DNA螺旋酶的A亞基，使DNA超螺旋結構不能封口，不能形成負超螺旋結構，阻斷DNA復制，從而導致細菌死亡。細菌對其產生耐藥性的機理主要是由于DNA螺旋酶A亞基的突變為主，另外細菌細胞膜的通透性下降以及藥物主動外排均會導致胞內藥物濃度降低，從而使藥物療效下降，產生耐藥性。

3 鹽酸沙拉沙星的藥效學及毒理學

3.1 藥效學

鹽酸沙拉沙星殺菌力強，對不同生長期（包括靜止期）的細菌均有作用；滲透性高，除能進入皮膚、體液、淋巴系統及深入其他組織器官，還能穿過骨髓和透過血腦屏障；抗菌譜廣，其敏感菌有大腸桿菌、肺炎克雷伯氏菌、沙雷氏菌、耶爾森氏菌、腸炎沙門氏菌、陰溝腸桿菌、產氣腸桿菌和志賀氏菌等，特別對家禽的慢性呼吸道病、大腸桿菌病、沙門氏菌病、禽霍亂、傳染性鼻炎以及豬的紅白痢、牛的布氏桿菌病等有顯著療效。體內外抑菌實驗發現，鹽酸沙拉沙星的最低抑菌濃度（MIC）低，對常見致病菌的MIC僅為0.0313～16μg/mL，對大腸桿菌的MIC為0.0625μg/mL。胡功政等研究發現沙拉沙星對雞白痢沙門氏菌、雞大腸桿菌、雞多殺巴氏桿菌的MIC分別為0.078、0.039、0.312μg/mL，明顯優于同類治療藥物。與喹諾酮類的其它抗生素相比，鹽酸沙拉沙星對許多敏感菌具有明顯優勢，如對大多數需氧的G一菌，包括許多腸桿菌和綠膿桿菌的抗菌活性是諾氟沙星的2倍，對葡球菌和鏈球菌的作用效力是諾氟沙星的2-4倍，對厭氧菌的作用強于環丙沙星，其MIC90僅為0.03-16μg/mL。綜上，說明沙拉沙星是一個對需氧菌、厭氧菌均具有高度活性的強效喹諾酮類藥物。

3.2 毒理學

鹽酸沙拉沙星作為一種專用于食品動物的抗菌藥物，其安全性研究以及毒理學的評價尤為重要，沈建忠等通過對Wistar小鼠灌服沙拉沙星發現在抑菌劑量之下對鼠傷寒沙門氏菌不產生致突變作用，不引起小鼠骨髓有微核多染紅細胞率增加，顯性致死試驗中，沙拉沙星試驗結果為陰性；胡功政等通過內服與注射兩種染毒途徑，其LDo分別為6020.44 mg/（bw·kg）、1487.59mg/（bw·kg），小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗及精子畸形試驗結果均呈陰性等。綜上均表明鹽酸沙拉沙星無明顯的致突變型和致畸性。

4 鹽酸沙拉沙星的藥動學特點

沙拉沙星在內服和注射給藥后吸收迅速，血藥濃度和組織中藥物濃度的峰值均遠高于大多數敏感菌的MIC值，消除緩慢，分布廣泛，生物利用度較高等特點，目前國內外對其藥動學研究發現其在不同動物體內的藥動學特征有所不同。李艷華等通過對雞喂食鹽酸沙拉沙星分析其藥代動力學特征，其吸收快（Ka l.6025h-l、tmax l.5807h）血藥峰濃度（Cmax 0.7429μg/mL）遠高于大多數致病菌的MIC，消除較慢，能長時間維持有效血藥濃度（tl/2β 7.765h、Kel 0.1827h-l）。蔣志惠等在鵝體內比較了內服和靜注鹽酸沙拉沙星的藥動學特征，靜注lOmg/kg的藥時曲線下面積AMC（O-t） 12.46±0.93μg/（mL·h），半衰期（tl/2）0.75±0.027h；單劑量口服10mg/（bw·kg），藥時曲線下面積AMC （O-t）10.20±1.97μg/（mL·h），達峰時間（Tmax）29±022h，達峰濃度（Cmax）202±046mg/L，半衰期（tl/2）3.15±1.05h，生物利用度（F）99.06%±2.23%。目前，沙拉沙星在水產動物體內的藥動學研究逐日增多，王翔凌通過研究鹽酸沙拉沙星在鯽魚體內的藥動學發現其分布半衰期（tl/2α）、吸收半衰期（tl/2kα）、消除半衰期（tl/2β）分別為2.72h、0.16h、67.97h，藥時曲線下面積（AMC）、達峰時間（Tmax）、達峰濃度（Cmax）分別為35.25μg/mL·h、0.72h、1.31μg/mL；彭家紅等通過單劑量灌服中華絨螯蟹，探明了鹽酸沙拉沙星在其體內的代謝和消除規律，tl/2α 3.OlOh、Tmax 4h證明其吸收較慢，30mg/ （bw·kg）的給藥條件下Cmax達5.619±1.192mg/L表明其吸收效率高，同時其在體內的分布廣泛[（表觀分布容積（Vd）為3.801L/kg，曲線下面積（AMC）為209.1mg/（L·h），血藥濃度長時間穩定（消除半衰期（tl/2β）為51.982h，總體清除率（CLs）為0.138L/（kg·h）]。鹽酸沙拉沙星在不同動物體內以及不同的給藥方式決定了其藥動學特征有明顯的差異性，因此在臨床給藥時應根據實際情況分析。

5 鹽酸沙拉沙星的分析檢測方法

目前，國內外對鹽酸沙拉沙星的分析測定方法眾多，但各有優劣。微生物法主要用于大量樣品的快速篩選，但精密度不高；儀器分析法（HPIC、LC-MS、CE）靈敏度高，但所用儀器昂貴且樣品前處理較繁瑣，不適合大量樣品的快速檢測；免疫分析法（標記、擴散、電泳）靈敏度高且特異性強，但大部分屬于固相免疫分析，操作中需要分離結合的和未結合的抗原（抗體）或酶標記物，耗時較長；因此發展高效簡便快速的分析方法迫在眉睫。近年來，一些較新的檢測方法也運用于鹽酸沙拉沙星，如宋佩等以異硫氰酸熒光素（FITC）標記沙拉沙星合成熒光標記物，采用薄層色譜法提純，優化了反應時間、標記物和抗體的工作濃度，建立了沙拉沙星的快速熒光偏振免疫分析法（FPIA），整個檢測過程只需5min、而且靈敏度較高、特異性強，適用于動物性食品中沙拉沙星殘留的快速篩選檢測；劉儒彪等研制的沙拉沙星ELISA快速檢測試劑盒，具有特異性高（與其它藥物的交叉反應率（CR%）均低于1%）、準確度及精密度高（變異系數均小于l5%）、平均回收率在85%以上等優點；賈濤運用MPLC對飼料中的沙拉沙星進行檢測，其相關系數r≥0.99982，出峰時間約2.4min，平均回收率為80.1%～95.0%，批內變異系數≤4.5%，批間變異系數≤6.5%，各項參數均優于常規的HPLC檢測。

6 鹽酸沙拉沙星的新劑型開發

目前，鹽酸沙拉沙星主要以口服及注射為主。口服劑型多以可溶性粉伴水飲用及飼料添加劑的拌料服用；注射劑以低濃度（1%）為主（高濃度溶液pH值較高，肌肉刺激性大），這是由于鹽酸沙拉沙星溶解度小，化學穩定性差，遇光、熱顏色會加深等因素。李振通過研制鹽酸沙拉沙星混懸乳劑，有效克服了溶液劑的難溶性，其沉降體積比為100%，分散性好，粒徑小，分布均勻，不僅有效降低了注射液的刺激性，同時起到緩釋長效的作用。除口服、注射用劑型外，新劑型的研發將對鹽酸沙拉沙星的前景具有重要影響。目前國內外對氟喹諾酮類藥物制劑的開發取得一系列進展，除常規的一些靶向制劑如栓劑、涂劑、乳膏劑等，還進一步發展了一些新型制劑，如陳穗等采用無毒易吸收的甲殼胺作為成膜材料，研制的1%諾氟沙星涂膜劑較同類乳劑有更佳的抗綠膿桿菌療效；另外，運用緩釋控釋等高新技術制備了微囊、微球、脂質體是目前研究的熱點。Rogers JA等利用聚乳酸制備的環丙沙星微囊，可有效控制藥物的釋放，較同類粉劑延時高達7h；陳新梅等報道醋酸纖維作包囊材料制備諾氟沙星微球，可維持病變部位的藥物濃度并同時避免并發癥；劉宏偉等將氧氟沙星注入卵磷脂和膽固醇的骨架中，成功制備其脂質體，有效穿透兔眼結膜組織并長時間作用于病患處；除此外，諾氟沙星緩釋片，氧氟沙星植入片等新型劑型也開始應用于臨床，并取得不俗進展。作為同類藥物的鹽酸沙拉沙星，可借鑒以上劑型制備技術，如何在簡化工藝降低成本的基礎上，達到更好的療效將是其未來研究的重點。