氨基糖苷类抗生素耳毒性研究

维普资讯 http://www.cqvip.com Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｍｌｏｇｙ　Ｖｏ１．５，Ｎｏ．２，２００７　・１２６・　ｕｍ—ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎａｓｅ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｐ１ａｙ　ａ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ＡｍＡｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌ　ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ　ｂｙ　ｃａｌｐａｉｎ　ｉｎｈｉｂ　ｒｓ．Ａｃｕｔｅ　ＡｍＡｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌ　ｄｅａｔｈ　ｏｃｃｕｒｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｂｙ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ，ｗｈｉｃｈ　ｂｉｎｄ　ａｎｄ　ｄａｍａｇｅ　ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ，ｌｅａｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅａｓｅ　ｏｆ　ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　ｃ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｃｙｔｏｐｌａｓｍ，ｔｈｅｎ　ｔｕｒｎ　ｏｎ　ａｃｔｉｖａｔｅｓ　ｉｎｉｔｉａｔｏｒ　ｃａｓｐａｓｅ－９　ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｅｘｅｃｕｔｉｏｎｅｒ　ｃａｓｐａｓｅ一　３．Ｉｎ　ｃｏｎｔｒａｓｔ．１ｏｎｇ　ｔｅｒｍ　ｓｙｓｔｅｍｉｃ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＡｍＡｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｃｏｃｈｌｅａｒ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌ　ｌｅｓｉｏｎ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｅｉｔｈｅｒ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｏｒ　ｎｅｃｍｓｉｓ．Ｉｎ　ＡｍＡｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌ　ｎｅｃｒｏｓｉｓ，ｔｈｅ　ｏｖｅｒｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｕｐｔｕｒｅ　ｏｆ　ｌｙｓｏｓｏｍｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎ　ｃｅｌｌ　ａｕｔｏｌｙｓｉｓ．ＡｍＡｎ　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ｄａｍａｇｅ　ｓｐｉｒａｌ　ｇａｎｇｌｉｏｎ　ｎｅｕｒｏｎｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ．ｂｕｔ　ａ　ｄｅｌａｙｅｄ　ｎｅｕｒｏｎ　ｄｅａｔｈ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　ＯＣＣＵｒｓ　ａｆｔｅｒ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌ　ｍｉｓｓｉｎｇ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｌａｃｋｉｎｇ　ｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｎｓ．Ｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｃ　ｇｅｎｅ　ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｅｆｆｉｃａｃｉｏｕｓｌｙ　ｆｏｒ　ｓｐｉｒａｌ　ｇａｎｇｌｉｏｎ　ｓｕｒｖｉｖａ１．　【Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ】Ａｍｉｎｏｇｌｙｃｏｓｉｄｅ　ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ；Ｏｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ　

药物是预防和治疗疾病必不可少的武器，但是　药物除了有其积极的治病效应之外，难免有一定的　副作用。这些毒副作用可以导致机体组织器官发生　功能性或者器质性损害．严重者可导致终生残废甚　至危机患者的生命。因此如果不恰当的使用药物往　往会造成难以治愈的药物诱发性疾病又称药源性疾　病。许多药物都对内耳具有损害作用，氨基糖甙类　抗生素的耳毒性是其代表之一。　１　氨基糖苷类抗生素的杀菌机理　氨基糖苷类抗生素的杀菌机理主要是药物结合　在细菌的３０Ｓ核糖体亚基并阻碍氨基酸聚合从而干　扰细菌的蛋白质合成导致细菌死亡。氨基糖苷类抗　生素可被敏感细菌主动摄取并使细菌体内的抗生素　浓度比周围液体中药物浓度高２５０倍．因此氨基糖　苷类抗生素可在敏感微生物体内积聚。氨基糖苷类　抗生素进入细菌体内可选择性与３０Ｓ亚基上的ＰＩＯ　蛋白质相结合，３０Ｓ亚基是由１个１６Ｓ　ｒＲＮＡ分子　和２１种蛋白质所组成，一旦氨基糖苷类抗生素结　合于细菌１６Ｓ核糖体ＲＮＡ（ｒＲＮＡ）的阿糖腺苷　（ａｄｅｎｏｓｉｎｅ）译码区，即可阻止核糖体起始复合体　肽链形成，引起核糖体Ａ位歪曲而造成ｔＲＮＡ在翻　译ｍＲＮＡ密码时错译并将不该配对的氨基酸带人　Ａ位，以致肽链中掺人错误的氨基酸而生成无功能　的肽链，同时抑制释放因子，使７０Ｓ核糖体不能再　裂解为３０Ｓ和５０Ｓ。由此可见氨基糖苷类抗生素在　３０Ｓ核糖体亚基的结合不但抑制始动复合物的形　成，还阻碍终止因子与核糖体结合，同时阻止合成　蛋白质的释放。因此可以说氨基糖苷类抗生素抑制　细菌的生长是通过全面影响细菌“核糖体循环”的　三个阶段，最终使细菌体内核糖体库耗竭而导致细　菌死亡。　系．另一套是线粒体系。核浆系的８０Ｓ核糖体不受　氨基糖苷类抗生素影响．但是线粒体系的７０Ｓ核糖　体则与细菌的核糖体完全相同。线粒体的起源涉及　两种假说．一种是内共生学说，该学说认为线粒体　是被原始的前真核生物“捕获”的细菌，这种细菌　经过与宿主细胞的长期共生演化成为今天真核细胞　的家庭成员之一——线粒体，其主要依据是线粒　体与细菌的形状大小和质量以及分子量都很相似，　它们的核糖体都是由３０Ｓ和５０Ｓ亚基组成为７０Ｓ　型，它们的ＤＮＡ都呈环状，它们的ＤＮＡ组成中都　不包含５一甲基胞嘧啶并且ＤＮＡ都不与组蛋白结　合，它们的蛋白质合成系统亦非常相似，它们都对　７０Ｓ核糖体蛋白质合成抑制剂——氯霉素敏感，　而对８０Ｓ核浆系核糖体蛋白质合成的抑制剂——　放线菌酮不敏感，它们都是以芽生或分裂方式进行　增殖，另外线粒体的内膜和外膜在结构和功能上完　全不同．其外膜结构与滑面内质网相同说明外膜来　源于真核细胞膜，而其内膜则与细菌的质膜相似，　这一特点符合线粒体是被前真核生物所吞噬的细菌　的观点。另一种线粒体起源的假说是分化学说．认　为线粒体是在原核细胞分化为真核细胞的进化过程　中所发生的质膜内陷所形成，该假说的推断是认为　最初阶段的基因组复制并不伴有细胞分裂，仅在靠　近基因组的附着点发生细胞膜内陷而形成双层膜结　构，分化学说假设原始分化的核膜随着进化失去了　原有的光合呼吸作用，而线粒体则分化成了细胞的　呼吸器官。尽管线粒体起源的内共生学说和分化学　说孰是孰非还没有肯定的答案，但是鉴于线粒体和　细菌的核糖体循环和蛋白质合成方式相同．因此有　理由认为氨基糖苷类抗生素对线粒体的特殊破坏作　用很可能与其抑制细菌生长的机理相同．即通过阻　断７０Ｓ核糖体循环造成线粒体的损害。　

２氨基糖苷类抗生素损害线粒体的可能机制　３　真核细胞中存在两套遗传系统，一套是核浆　氨基糖苷类抗生素的药物代谢动力学　

氨基糖苷类抗生素的排泄是通过肾小球滤过排　

维普资讯 http://www.cqvip.com 中华耳科学杂志２００７年第５卷第２期　・１２７・　出到体外．也就是说肾脏是氨基糖苷类抗生素排泄　的唯一途径，因此不难理解药物最终在肾脏形成了　高浓度积聚。例如卡那霉素在肾皮质匀浆中的半衰　期可达６０小时，妥布霉素的肾脏半衰期为７４小　时．而庆大霉素的肾脏半衰期长达１０９小时。当然　药物在肾脏的积聚不仅仅是由于药物排泄的速率不　同，同时还伴有药物对肾脏的损害，一旦肾功能受　到侵害，药物的正常排泄速率则势必缓慢，由此不　难理解肾脏受到的损害也必然加重。Ｆｅｄｅｒｓｐｉｌ等发　现经手术切除双侧肾脏的豚鼠在肌肉注射庆大霉素　后ｌ８小时，外淋巴液中的庆大霉素浓度保持在５　小时的峰值浓度不发生衰减。我们早先的研究也证　实肾功能的改变早于听觉损害，如果在发现肾功能　改变的早期及时停止使用氨基糖苷类抗生素可以完　全避免听觉障碍的发生．但是如果在肾功能改变后　继续用药则耳聋不可避免。由此可见肾功能障碍可　以被看做为报警耳毒性的重要指标之一。　此外，营养和机体健康状况也会影响到氨基糖　苷类抗生素的耳毒性作用，例如在营养状况不佳或　者缺水的动物可见药物的耳毒性明显增强．但是体　内水分充足并保持健康的动物则对氨基糖苷类抗生　素耳毒性具有相对较强的抵抗力。这可能是由于健　康动物保持了正常的肾血流速度和肾小球的滤过作　用，从而使耳毒性抗生素可以正常的排泄速率被排　出到体外。　氨基糖苷类抗生素在血清中的峰值浓度一般是　发生在肌肉注射后３０～９０分钟，其血清半衰期大　约在１．５～３小时。但药物在新生儿或者早产婴儿的　血清半衰期可长达６～ｌ８小时。　氨基糖苷类抗生素透过血脑屏障进入脑脊液的　速度比较慢且量比较少，一般在肌肉注射后３小时　脑脊液中的药物浓度仅相当于血清药物浓度的十分　之一。大多数氨基糖苷类抗生素在内耳淋巴液中都　存在一个药物积聚现象，药物进入内耳淋巴液的速　度与其穿越血脑屏障的速度几乎相同。药物在外淋　巴液中的峰值浓度一般是２　５小时，但其半衰期　却因不同的氨基糖苷类抗生素而异，例如丁胺卡那　霉素在外淋巴液的半衰期为１０小时，妥布霉素的半　衰期为ｌｌ小时，庆大霉素的半衰期为ｌ２小时，卡那　霉素的半衰期为ｌ５小时，新霉素的半衰期则长达　３０小时。由此可见，氨基糖苷类抗生素在内耳淋巴　液中的半衰期越长其耳毒性也越大。但是有一个例　外发生在硫酸链霉素，硫酸链霉素在内耳淋巴液的　峰值浓度和半衰期浓度与其血清浓度基本相同，即　硫酸链霉素可以穿越血迷路屏障但并不在内耳中蓄　积．然而链霉素的耳毒作用使其成为最早被发现的　耳毒性抗生素之一。　４硫酸链霉素的神经毒性作用　我们在研究中发现．硫酸链霉素引起的耳蜗损　害与其它氨基糖苷类抗生素有所不同。在其它氨基　糖苷类抗生素，例如卡那霉素或庆大霉素等具有在　内耳液中高浓度积聚和排泄延缓特点的药物，其主　要损害部位是耳蜗外毛细胞但对听神经纤维及其末　梢不具有直接的损害作用。但是我们在实验研究中　发现，硫酸链霉素引起耳聋的早期仅发生耳蜗传人　和传出神经末梢的破坏但不发生毛细胞的损坏，说　明耳蜗外毛细胞并不是硫酸链霉素攻击的第一靶目　标。硫酸链霉素的早期耳毒性反应表现在听神经动　作电位潜伏期和听性脑干诱发电位各波之间的传导　时间延长，这种听觉传导阻滞现象显然与硫酸链霉　素的神经毒性有关。硫酸链霉素具有类似箭毒碱的　作用因此可阻断运动神经和传出神经的支配效应，　硫酸链霉素还可抑制兴奋性突触后电位说明链霉素　对传人神经末梢也具有损害作用。尽管硫酸链霉素　可引起耳聋的现象早已知晓，但其确切耳毒性机理　看来仍不十分明了　

５氨基糖苷类抗生素在毛细胞中的吸收和积聚　无论是在活体动物实验还是在耳蜗离体培养实　验，氨基糖苷类抗生素引起的耳蜗毛细胞损害模式　总是从耳蜗底回的外毛细胞开始逐渐向耳蜗顶回发　展，外毛细胞的损坏也总是优先于内毛细胞。当我　们将ｂｏｄｉｐｙ标记的庆大霉素投放到耳蜗器官培养　系统，发现荧光标记的庆大霉素在培养ｌ２小时后　首先被底回外毛细胞大量摄取，但是在同一时间同　

一培养基中培养的耳蜗顶回内外毛细胞却没有摄取　庆大霉素，随着培养时间的延长，耳蜗顶回的外毛　细胞和底回的内毛细胞才开始摄取庆大霉素，而此　时底回的外毛细胞已经发生严重破坏。因此我们可　以初步判定，不仅外毛细胞吞噬庆大霉素的能力要　比内毛细胞强，而且底回外毛细胞和顶回外毛细胞　摄取庆大霉素的能力也有所不同。至于为什么不同　部位的毛细胞具有不同的药物摄取能力，我们推测　可能与细胞膜上的药物输送结构（ｄｒｕｇ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ）　的分布和活动性有关　

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