三種喹諾酮藥物結構修飾后體外抗菌活性的變化

張?zhí)鞐?孫彩艷 婁素琴 武德珍 張其相

（河南省新鄉(xiāng)市中心醫(yī)院藥劑科，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 喹諾酮藥物的結構修飾

1.1 儀器與試劑

AVANCE 400M核磁共振譜儀（德國Bruker公司）、AVATAR360傅立葉變換紅外光譜儀（美國Nicolet公司）、Esquire LC液相色譜-質譜聯(lián)用儀（德國Bruker公司）。

氧氟沙星（工業(yè)級），左氧氟沙星（工業(yè)級），環(huán)丙沙星（工業(yè)級）；水合聯(lián)氨（80%，分析純）；無水乙醇（分析純）；冰醋酸（分析純）。

1.2 喹諾酮藥物的結構修飾

結構修飾分肼解與縮合兩步進行，以氟喹諾酮類藥物氧氟沙星、左氧氟沙星、環(huán)丙沙星為起始原料，首先經(jīng)肼解分別得到其相應的氧氟酰肼（I）1，8-(2-甲基亞乙氧基)-6-氟-7-(4-甲基哌嗪-1-基)-4-氧代-1，4-二氫-喹啉-甲酰肼、左氧氟酰肼（VI）（S）-1，8-(2-甲基亞乙氧基)-6-氟-7-(4-甲基哌嗪-1-基)-4-氧代-1，4-二氫-喹啉-甲酰肼和環(huán)丙酰肼（XI）1-環(huán)丙基-6-氟-7-哌嗪-1-基-4-氧代-1，4-二氫-喹啉-甲酰肼3個中間體；然后分別與苯甲醛、水楊醛、大茴香醛、香草醛縮合，得到相應的氧氟酰腙、左氧氟酰腙和環(huán)丙酰腙3類共12個新化合物，分別為（II）水楊醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫-4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（III）苯甲醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（IV）大茴香醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（V）香草醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（VII）（S）水楊醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（VIII）（S）苯甲醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（IX）（S）大茴香醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（X）（S）香草醛6-氟-7-（4-甲基哌嗪-1-基）-1，8-（2-甲基亞乙氧基）-1，4-二氫--4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（XII）水楊醛6-氟-7-哌嗪基-1-環(huán)丙基-1，4-二氫-4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（XIII）苯甲醛6-氟-7-哌嗪基-1-環(huán)丙基-1，4-二氫-4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（XIV）大茴香醛6-氟-7-哌嗪基-1-環(huán)丙基-1，4-二氫-4-氧代-喹啉-3-甲酰腙、（XV）香草醛6-氟-7-哌嗪基-1-環(huán)丙基-1，4-二氫-4-氧代-喹啉-3-甲酰腙。新化合物的收率均在80%以上。

得到的新化合物經(jīng)1H-NMR、MS、IR光譜對新化合物的結構進行表征。圖譜解析結果與各新化合物的結構一致。

2 喹諾酮藥物結構修飾后目標化合物的體外抗菌活性測試

2.1 材料

GNP-9270型隔水式恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗設備有限公司S.SW-CJ-1FD型凈化工作臺：上海躍進醫(yī)療器械廠。

菌株來源：金黃色葡萄球菌（S.aureus ATCC29213）、銅綠假單胞菌（P.aeruginosa ATCC2785）、大腸埃希菌（E.coli ATCC25922）新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院臨床檢驗中心提供

培養(yǎng)基：水解酪蛋白瓊脂（M-H瓊脂），杭州天和微生物試劑廠，批號080102。

目標化合物：實驗室合成。

2.2 方法

最低抑菌濃度（minimal inhibitory concentration，MIC）測定：采用瓊脂稀釋法[4]，瓊脂稀釋法和瓊脂擴散法相比，重復性好，每個平板可同時測定多個菌株，可觀察被檢菌落生長狀況，能發(fā)現(xiàn)被污染的菌落，效率高等優(yōu)點。為獲得準確的MIC測定結果，接種被檢菌數(shù)量是關鍵，必須控制在規(guī)定范圍內，即每個斑點中應含104CFU。

含梯度濃度樣品平皿的制備：分別精密稱取樣品128mg，加無菌水10mL，混勻后，取2mL加水18mL，配制成128mg/L，倍比稀釋成640、320、160、80、40、20、10、5、25、12.5、0.6mg/L的供試液。取各濃度的供試液2mL與18mL 的M-H瓊脂培養(yǎng)基（經(jīng)121℃15min滅菌、冷至70-80℃）混合均勻，然后傾注平板成樣品濃度梯度為64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.06mg/L的備用平皿。

標準菌懸液的制備：分別取各標準菌株，接種到瓊脂平板37℃培養(yǎng)24h，取瓊脂上的純菌落，用滅菌生理鹽水稀釋比濁到0.5號麥氏管濃度，再1∶10稀釋，即成含菌濃度為107CFU/mL的菌懸液。30min內使用，使用時取12μl接種M-H瓊脂平皿。

結果觀察：接種過細菌的M-H瓊脂平皿，置細菌培養(yǎng)箱內，35℃培養(yǎng)20h，觀察細菌的生長狀況，并與空白對照M-H瓊脂平皿（按規(guī)定方法制備）相比較。在前后兩個不同梯度濃度樣品的M-H瓊脂上，細菌生長數(shù)量有80%～90%的突然減少為結果終點，此濃度即為該樣品的最低抑菌濃度。

2.3 實驗結果

采用瓊脂稀釋法測定喹諾酮藥物結構修飾后所得目標化合物對S.aureus、E.coli、P.aeruginosa 的體外抑菌活性（表1）。

結果表明：多數(shù)氧氟沙星及左氧氟沙星類酰腙化合物表現(xiàn)出較弱的體外抑菌活性，其最低抑菌濃度均≥128μg/mL；多數(shù)環(huán)丙沙星類酰腙化合物，卻表現(xiàn)出較強的體外抑菌活性，尤其是香草醛環(huán)丙酰腙（XV）對S.aureus及E.coli的最低抑菌濃度≥0.5μg/mL，對P.aeruginosa的最低抑菌濃度≥1.0μg/mL，其體外抑菌活性與對照環(huán)丙沙星相當，優(yōu)于對照氧氟沙星。

3 結 論

隨著抗菌藥物的大量臨床應用，細菌的耐藥性日益嚴重。尋找開發(fā)新型結構的抗菌藥物已成為廣泛關注的課題。本文結合酰腙官能團的藥理活性，首次以酰腙替代喹諾酮藥物結構中的3-位羧基，測試了其結構修飾后抗菌活性的變化。抗菌活性測試結果表明，雖然氧氟沙星和左氧氟沙星的C-3位羧基被酰腙替代其抗菌活性消失，但環(huán)丙沙星的C-3位羧基被酰腙替代后，其酰腙衍生物仍具有良好的體外抗菌活性多數(shù)環(huán)丙沙星類酰腙化合物，卻表現(xiàn)出較強的體外抑菌活性，尤其是香草醛環(huán)丙酰腙（XV）對S.aureus及E.coli的MIC≥0.5μg/mL，對P.aeruginosa的MIC≥1.0μg/mL，與對照環(huán)丙沙星相當（MIC≥0.5μg/mL）優(yōu)于氧氟沙星（MIC≥2.0μg/mL）；研究表明，喹諾酮基本結構中的C-3位羧基并非產(chǎn)生抗菌作用所必須的基團，擴大已有氟喹諾酮藥物的結構修飾范圍，進一步對喹諾酮基本結構中的C-3位羧基進行合理的修飾，有可能產(chǎn)生新結構有抗菌活性的臨床候選化合物[1-4]。

表1 喹諾酮藥物結構修飾后目標化合物對部分標準菌株的MIC值 (mg/L)

[1] Robicsek A,Strahilevitz,Jacoby GA,et al.Fluoroquinolone-modifying nzyme a new adaptation of a common aminoglycoside acetyltransferase[J].Nat Med,2006,12(10)：83-88.

[2] 張貞發(fā),周偉澄.氟喹諾酮構效關系研究的新進展[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2003,34(1)：36-41.

[3] 麻寶成,馬興銘,閆蘭,等.4種含羧基酰腙化合物的合成表征和抑菌活性[J].應用化學,2005,22(9)：1021-1023.

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部醫(yī)政司編.全國臨床檢驗操作規(guī)程[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2006：905-910.