青霉素类抗生素

分子中含有青霉烷,能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。对细菌的选择作用强,而对人几乎没有毒性,所以是一类高效、低毒、在临床广泛应用的重要抗生素。

青霉素类和头孢菌素类同属β-内酰胺抗生素,因此它们具有相似的杀菌机制和交叉过敏反应。至今,青霉素仍然是对敏感细菌最有效的抗生素。这类抗生素分为两大部分:一部分是由青霉菌培养液中提取的天然青霉素;另一部分是利用青霉素的基本结构,用化学方法合成的许多衍生物,称为半合成青霉素。现在半合成青霉素发展的主要成就有两个方面:一是为了解决耐药问题,合成了抗青霉素酶的青霉素;二是为了扩大抗菌谱,合成了广谱青霉素。各种青霉素(包括天然青霉素和半合成青霉素)之间都存在交叉过敏反应。患者对一种青霉素过敏时,则禁用其他种青霉素。半合成青霉素的价格比天然青霉素高得多,对多数革兰氏阳性菌的抗菌活性也不比天然青霉素强,因此不宜滥用。

化学结构

广义青霉素包括所有青霉烷类衍生物。青霉烷是由噻唑烷和β-内酰胺环骈合的杂环化合物。作为母核都有一个游离羧基和各种不同侧链。青霉素类的基本结构见图。这类抗生素的抗菌效能与 β-内酰胺环有关,此环若被细菌产生的β-内酰胺酶破坏,抗菌效能即消失。

图

理化性质

青霉素纯品为无色或微黄的结晶或粉末,不纯时其颜色较深。青霉素类与医疗有关的理化性质主要有两个方面,即溶解性和稳定性

溶解性

各种青霉素均为青霉烷酸的衍生物,其游离酸或取代酸都是有机酸,一般不溶于水,能与种种金属结合成盐,临床常用的是钾盐和钠盐。钾盐和钠盐易溶于水。本品遇湿气即分解,所以贮存瓶装粉针时,须注意避湿。本品溶解后易失效,应现配现用。必须保存时,应置冰箱中,在当天用完为宜。

稳定性

青霉烷酸系由β-内酰胺与四氢噻唑骈合成不稳定的双环母核,在有水分存在的条件下易被水解,碱、酸和温度升高均能促进水解。所以临床应用的青霉素多制成固体剂型,在室温下可保存2~3年。

口服用青霉素类是一些化学稳定性稍高而且能耐受胃酸的品种,如氨苄青霉素、羟氨苄青霉素等,多制成游离酸的片剂或胶囊。

分类

酰胺型青霉素类抗生素按抗菌作用可分类如下表。

图 主要作用于革兰氏阳性菌的窄谱青霉素

有天然青霉素和耐酶青霉素两类。

(1)天然青霉素。以青霉素为代表的天然青霉素及与其类似的青霉素 V等是一类抗革兰氏阳性菌、主要治疗化脓性球菌感染的、窄谱的、不耐酶的青霉素。它们对革兰氏阳性球菌如链球菌、肺炎链球菌一般有效。对敏感的葡萄球菌及革兰氏阴性球菌如淋球菌、脑膜炎球菌作用较强;对革兰氏阳性杆菌如破伤风杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌、气性坏疽梭形杆菌有效;对放线菌、螺旋体等也有效。临床上用于上述微生物引起的感染性疾病,如气管炎、肺炎、脑膜炎、丹毒、化脓性扁桃体炎、猩红热、败血症、心内膜炎、白喉、淋病、钩端螺旋体病、梅毒和放线菌病等。天然青霉素类易被青霉素酶所水解,因此对大多数金黄色葡萄球菌菌株无效。

(2)耐酶青霉素类。以氯唑青霉素为代表的耐酶青霉素及其类似的邻氯青霉素、甲氧青霉素等。其抗菌谱与天然青霉素相同,对天然青霉素敏感的细菌作用较弱,但对产生青霉素酶的金葡菌作用较强,是产酶金葡菌感染的首选药。

主要作用于革兰氏阴性杆菌的窄谱青霉素

有两种:

(1)羧噻吩甲氧青霉素。对革兰氏阴性杆菌的肠杆菌有较强的抗菌活性,且对β-内酰胺酶高度稳定,半衰期较长(约5小时),是青霉素类中抗革兰氏阴性杆菌的最好品种。

(2)氮脒青霉素。仅对革兰氏阴性杆菌中的肠杆菌科的某些细菌如大肠杆菌有抗菌作用,抗菌谱较窄。

抗一般革兰氏阴性杆菌的广谱青霉素

有两种:

(1)氨苄青霉素类。以氨苄青霉素为代表的氨基青霉素及其类似的羟氨苄青霉素等,保留了天然青霉素抗革兰氏阳性菌的作用,并对流感杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等有较好的作用。但本类青霉素同天然青霉素一样,易被青霉素酶水解失效。

(2)氨苄青霉素与酶抑制剂的复方。氨苄青霉素与酶抑制剂棒烷的复方(优立新)和羟氨苄与棒酸的复方(奥格门汀)能克服β-内酰胺酶水解的缺点,扩大氨苄青霉素的抗菌谱和抗菌力。

抗绿脓杆菌的广谱青霉素

有两种:

(1)羧苄青霉素类的抗绿脓杆菌的广谱青霉素。羧苄青霉素以及类似的磺苄青霉素,羧噻吩青霉素等对绿脓杆菌和吲哚阳性变形杆菌等感染有效,对革兰氏阳性菌的活力较氨苄青霉素低。已逐渐被氧哌嗪青霉素所取代。

(2)脲基青霉素类。以氧哌嗪青霉素为代表的脲基青霉素及类似的苯咪唑青霉素及硫苯咪唑青霉素等,以氧哌嗪青霉素的抗菌谱最广,除具有氨苄青霉素的抗一般革兰氏阴性杆菌的作用外,对绿脓杆菌与肠杆菌属革兰氏阴性杆菌都有较强的作用。所以在抗革兰氏阴性杆菌的抗菌谱方面氧哌嗪青霉素具有氨苄青霉素和羧苄青霉素的双重特性且作用较强。

作用机理

青霉素类抗生素为破坏细菌细胞壁的繁殖期杀菌剂。其作用原理为抑制细菌细胞壁合成过程中的转肽酶,阻止细胞壁粘肽合成中的交叉连接步骤,使正处于繁殖分裂期的细菌细胞壁合成发生障碍,致菌体细胞壁损坏,终因细菌因渗透压等原因而发生溶解死亡。粘肽结构是细菌细胞壁的特有成分,人和动物的细胞无细胞壁,所以青霉素类抗生素有高度的抗菌选择作用。

给药途径

绝大多数青霉素类抗生素主要以注射途径给药(肌注、静滴),口服容易被胃酸破坏,疗效不肯定。只有部分品种由于耐酸可供口服又可注射,还有的则只制成口服剂型。

药物代谢动力学

青霉素类吸收后可广泛分布于全身,在组织和某些分泌液如关节液、胸膜液、心包液和胆汁中皆易达到治疗浓度。然而,前列腺分泌液、脑组织及眼内液中的含量很少。青霉素类基本不能进入活的吞噬细胞内。青霉素在脑脊液中的浓度不恒定,脑脊膜正常时不到血浆浓度的1%,而脑脊膜发炎时脑脊液中浓度可高达血浆浓度的5%,青霉素类能迅速排泄。主要通过肾小球滤过和肾小管分泌,因此体内半衰期较短,通常为30~60分钟。该类药物在尿中浓度很高。

不良反应及使用注意事项

青霉素类抗生素的毒性很小,是化疗指数最大的抗生素。但其过敏反应在各种药物中居首位,发生率最高可达5~10%。常见者为皮肤反应,表现皮疹、血管性水肿,最严重者为过敏性休克,多在注射后数分钟内发生,症状为呼吸困难、发绀、血压下降、昏迷、肢体强直,最后惊厥,抢救不及时可造成死亡。各种给药途径或应用各种制剂都能引起过敏性休克,但以注射用药的发生率最高。过敏反应的发生与药物剂量大小无关。对本品高度过敏者,虽极微量亦能引起休克。注入鞘内可致癫痫样发作。大剂量长时间注射对中枢神经系统有毒性(如引起抽搐、昏迷等),停药或降低剂量可以恢复。

使用本品必须先做皮内试验。青霉素过敏试验包括皮肤试验方法(简称青霉素皮试)及体外试验方法,前者优于后者。在皮肤试验方法中有皮肤贴药法、划痕法以及皮内注射法等,其中以皮内注射较准确。一般用含本品0.02~0.05ml生理氯化钠溶液(每ml含青霉素G钠盐500单位)注入前臂掌侧皮内,于20分钟后观察结果,若注射处隆起无变化,周围不红的为阴性,可以用药;丘疹不大,周围红晕直径在1cm以内的为弱阳性,最好不用;丘疹变大,有红肿,肿块直径超过1cm者,不能用药。有时局部皮试阴性,但患者有胸闷、头晕、其他部位发痒等全身症状时,亦应判为阳性反应而不给予药物。由于皮内注射主要检测IgE(免疫球蛋白E),所以皮内试验只对I型变态反应有一定价值,特别是过敏性休克。但应指出,皮试阴性仍有过敏性休克发生的可能。因此注射后应注意观察15~20分钟,一旦发生过敏性休克,立即抢救。对有过敏史的病人,最好改用其他药物治疗,不宜作过敏试验。因皮试本身也有一定的危险性,约有25%的过敏性休克死亡的病人死于皮试。所以皮试或注射给药时都应作好充分的抢救准备。在应用青霉素以前,应查明病人在3~7日内曾否用过青霉素,若未用过,又无过敏病史,一律作过敏试验。在换用不同批号青霉素时,也需重作皮试。注射液、皮试液均不稳定,以新鲜配制为佳。而且由于自肾排泄,肾功能不良者,剂量应适当调整。此外,局部应用致敏机会多,且细菌易产生耐药性,故不提倡。

参考文章