抗真菌药物研究进展

抗真菌药物研究进展

张庆柱

第一部分概述

一、真菌类型与致病性

真菌（fungus）是一种真核生物, 在自然界分布广泛，对人类致病的真菌分为浅部真菌和深部真菌，因此, 一般将真菌感染（fungal infections）分为浅部真菌感染和深部真菌感染两大类。

1．浅部真菌感染常由各种皮肤癣菌引起，主要侵犯皮肤、毛发、指（趾）甲等，引起手足癣、体癣、股癣、叠瓦癣、甲癣、头癣等。浅部真菌感染发病率高，治疗药物主要为抗浅部真菌感染药和外用（局部应用）抗真菌药。

2．深部真菌感染是由真菌引起的深部组织和内脏器官感染, 如肺、胃肠道、泌尿道等感染, 严重者可引起心内膜炎、脑膜炎和败血症等。深部真菌感染多由白假丝酵母菌（白色念珠菌）、新型隐球菌、粗球孢子菌、荚膜组织胞浆菌和皮炎芽生菌等引起。条件致病性真菌感染多为内源性，如假丝酵母菌病和曲霉病等。

近年来，深部真菌感染的发病率呈持续上升趋势，且病情严重，病死率高。尤其在严重全身性疾病（如糖尿病、恶性肿瘤、获得性免疫缺陷疾病等）时，机体免疫功能明显下降，或长期应用广谱抗生素、免疫抑制剂、肾上腺皮质激素等药物时更易发生。治疗药物主要有两性霉素B、氟胞嘧啶及唑类等抗深部真菌感染药。

二、真菌结构与药物作用机制

真菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞核、内质网、线粒体等。根据作用机制抗真菌药物可以分为如下四类。

（一）作用于真菌细胞壁

细胞壁作为真菌与周围环境的分界面，起着保护和定型的作用，其主要成分包括几丁质、β-(1,3)-D-葡聚糖和甘露糖蛋白。抑制细胞壁组分的合成或破坏其结构，可以达到抑制、杀灭真菌的目的。由于哺乳动物无细胞壁，因此真菌细胞壁抑制剂具有选择性，对机体影响较小。根据作用靶位，又可分为：①β-(1,3)-D-葡聚糖合酶抑制剂：脂环肽类是结构上含有环肽和脂溶性侧链的天然抗生素大家族，以棘白霉素类（echinocandins）为代表，可以非竞争性抑制β-(1,3)-D-葡聚糖合成酶, 抑制许多丝状真菌和酵母菌细胞壁的一种基体成分β(1,3)-D-葡聚糖的合成, 从而破坏真菌细胞壁，导致细胞内容物渗漏。②几丁质合酶抑制剂。③甘露糖蛋白抑制剂。

（二）作用于真菌细胞膜

真菌细胞膜与哺乳动物细胞膜比较相似，含有磷脂、鞘脂、固醇和蛋白质。

1．作用于麦角固醇麦角固醇是真菌细胞质膜的重要成分，与哺乳动物细胞的胆固醇类似，能稳定细胞膜结构，减小流动性。细菌的细胞质膜上无类固醇，故作用于麦角固醇的抗真菌药物对细菌无效。

（1）唑类（azoles）：包括咪唑类（imidazoles）和三唑类（triazoles），通过咪唑环上未被取代的氮原子与血红素卟啉基上的Fe络合，抑制14α-去甲基酶（14α-demythyelase，14-DM），造成固醇前体的积累和麦角固醇的耗尽，导致真菌质膜结构和功能的改变。

（2）多烯类（polyenes）：如制霉菌素、两性霉素B、那他霉素和美帕曲星，分子的疏水部分（即大环内酯的多烯）与麦角固醇结合，形成中空圆柱状固醇-多烯复合物，破坏了细胞质膜的渗透性。分子的亲水部分（即大环内酯的多醇部分）则在膜上形成水孔，导致真菌细胞因电解质和基质外漏而死亡。除了在质膜上形成孔道以外，两性霉素B还抑制质膜上的酶（如白色念珠菌的质子A TP酶）并且通过质膜的脂质过氧化作用导致细胞的氧化损坏。

（3）烯丙胺类（allylamines）：是另一类麦角固醇合成抑制剂，代表药物有萘替芬（naftifine）、特比萘芬（terbinafine）、布替萘芬（butenafine）等，它们是真菌角鲨烯环氧化酶（squalene epoxidase，SE）的可逆、非竞争性抑制剂，是哺乳动物细胞SE的竞争性抑制剂。真菌与哺乳动物中SE氨基酸序列的差异可能是其选择性的分子基础。药物的萘环部分和酶的角鲨烯结合位点作用，侧链部分和酶的亲脂性位点结合，造成酶构象改变而失活，引起角鲨烯的积累和麦角固醇的缺乏。由于角鲨烯积累使细胞膜渗透性增加，导致真菌细胞死亡。

2．作用于鞘脂鞘脂在真菌细胞膜中的比例很少，但对于细胞功能是必不可少的。虽然真菌的鞘脂生物合成途径与人类有很多相似之处，但某些酶是真菌所特有的，如肌醇磷酰神经酰胺（inositol phosphatidyl ceramide，IPC）合成酶。天然化合物金担子素（aureobasidins）、鲁司米星（rustmicin）和Khafrefungin能够抑制IPC合酶，造成生长期真菌细胞内神经酰胺积累，最终导致质膜和微管结构破坏。

（三）抑制真菌蛋白质合成

1．粪壳菌素类通过稳定真菌的非核糖体蛋白的延长因子（elongation factor 2,，EF2）-核糖体复合物，阻断移位，进而抑制蛋白质合成。

2．Cispentacin类Cispentacin及其衍生物是不常见的环状β-氨基酸，具有双重作用机制：①通过主动转运，在真菌细胞内迅速积累，干扰氨基酸转运和代谢；②同时还是异亮氨酸-tRNA合成酶的低亲和抑制剂，干扰蛋白质合成。

3．Azoxybacilin 是带有氮化偶氮基侧链的脂肪族氨基酸，不直接改变蛋白质合成，而影响SO42

2一同化途径对于真菌自身合成含硫氨基酸是必需的，而且该途径还一同化途径中真菌独有的酶。SO

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包含了SO42一至H2S的转化过程，而H2S是合成半胱氨酸和蛋氨酸所必备。

（四）抑制真菌核酸代谢

5-氟胞嘧啶（5-f lucytosine，5-FC）在渗透酶的辅助下进入真菌细胞，细胞内胞嘧啶脱氨基酶将其转化为5-氟尿嘧啶(5-FU)。5-FU在尿嘧啶磷酸核糖基转移酶（URTase）的作用下转化为氟尿苷酸（FUND），氟尿苷酸被进一步磷酸化并结合到RNA上，使蛋白质合成中断。5-FU还可以转化为5-氟脱氧尿嘧啶单磷酸，它是参与DNA合成和核酸分裂的胸苷酸合成酶（thymidylate synthetase）的强力抑制剂。因此，5-FC通过干扰真菌细胞的嘧啶代谢，即阻断RNA、DNA和蛋白质合成而发挥作用。哺乳动物的细胞不能进行此种转化，故本药对真菌有选择性作用。

三、真菌的耐药机制

（一）对唑类的耐药机制

1．降低胞内唑类的浓度通过改变细胞膜组成阻止药物进入，降低胞内唑类的浓度。更主要的原因是外排泵作用增强而产生耐药。

2．增加靶位水平通过基因扩增或相应基因的正调节来增加14α-去甲基酶的浓度，并经常伴随