氨基糖苷类抗生素是一类广泛应用于临床的抗菌药物,由美国微生物学家瓦克斯曼在1943年发现的链霉素开启了这一领域的研究,并为此获得了1952年的诺贝尔奖。这类抗生素主要针对革兰氏阴性杆菌,尤其是对结核杆菌具有显著的治疗效果。
在化学结构上,氨基糖苷类抗生素由氨基糖、氨基环醇通过苷键连接组成。常见的氨基糖苷类药物包括天然和半合成两类,如链霉素、卡那霉素、妥布霉素、新霉素、大观霉素、庆大霉素、小诺米星以及阿米卡星、奈替米星等。这些药物具有相似的抗菌作用和机制,但也有各自的特性和适应症。
氨基糖苷类抗生素的抗菌谱涵盖了各种需氧革兰氏阴性杆菌,例如大肠杆菌、克雷伯菌、变形杆菌等,以及少数革兰氏阳性球菌如MRSA和MRSE。它们对静止期的细菌有快速杀菌作用,其抗菌效果与药物浓度和作用时间直接相关。在碱性环境中,其抗菌活性可进一步增强。
抗菌机制主要是通过干扰细菌的蛋白质合成,影响起始、延伸和终止三个阶段。它们可以阻止70S亚基始动复合物的形成,导致mRNA错译,防止移位,同时阻止终止密码子与A位结合,阻碍70S亚基的解离,以及增加细胞膜的通透性。
然而,细菌可以通过产生钝化酶(如磷酸转移酶、核苷转移酶、乙酰转移酶)来抵抗氨基糖苷类抗生素的作用,或者降低外膜的通透性,甚至修改靶蛋白来产生耐药性。因此,针对不同类型的耐药菌株,选择不同的药物组合或调整剂量是必要的。
在体内,氨基糖苷类药物主要通过肌内注射吸收,口服吸收较差,适用于肠道术前准备或肠道感染。药物分布广泛,尤其在肾脏和内耳淋巴液中浓度较高,主要通过肾脏以原形排出。因此,肾功能不全和听力障碍的患者应谨慎使用。
临床应用方面,氨基糖苷类抗生素主要用于治疗由敏感的革兰氏阴性杆菌引起的全身感染,如脑膜炎、呼吸道感染、泌尿道感染等。也可口服用于消化道感染,或制成局部制剂用于皮肤软组织感染和眼部感染。链霉素和卡那霉素可用于抗结核病治疗。
然而,氨基糖苷类抗生素的使用也伴随着明显的不良反应,尤其是耳毒性(前庭神经和耳蜗神经损伤)、肾毒性(可能导致肾功能衰竭)、神经肌肉接头阻滞(可能影响呼吸功能)和过敏反应。因此,用药过程中应密切监测患者的听力变化,避免与其它耳毒性药物合用,并对高风险人群(如儿童、老年人、孕妇)采取更加谨慎的用药策略。