安普霉素的研究進(jìn)展

戴青，于麗娜，張璐，韓寧寧，徐嫄，趙暉

(中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京 100081)

安普霉素的研究進(jìn)展

戴青，于麗娜，張璐，韓寧寧，徐嫄，趙暉*

(中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京 100081)

就安普霉素合成途徑、抗菌活性、含量測定方法和臨床應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為安普霉素的研究和開發(fā)提供參考。

安普霉素；合成途徑；抗菌活性；含量測定；臨床應(yīng)用

安普霉素，又名阿普拉霉素，是由美國開發(fā)成功的一種新獸用抗生素，主要以硫酸安普霉素的形式應(yīng)用于臨床，其抗菌譜廣，能防治豬大腸桿菌病以及其他敏感菌所致疾病，對雞大腸桿菌、沙門氏菌及部分支原體感染也有效，是美國FDA推薦治療大腸桿菌病的首選藥物。安普霉素作為一種藥物型飼料添加劑，可以增加畜禽體重和飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)生長發(fā)育，因而廣泛應(yīng)用于畜牧和養(yǎng)殖業(yè)。本文對安普霉素合成途徑、抗菌活性、含量測定方法和臨床應(yīng)用等方面進(jìn)行了綜述，以期為安普霉素在我國深入開展相關(guān)研究與應(yīng)用提供參考資料。

1 安普霉素的合成及代謝

安普霉素是黑暗鏈霉菌產(chǎn)生的多組分氨基糖苷類抗生素尼拉霉素復(fù)合物的一個(gè)組分[1-3]，分子式為C21H41N5O11，結(jié)構(gòu)見圖1。安普霉素結(jié)構(gòu)新穎，因其分子中含有一個(gè)稀有的辛二糖結(jié)構(gòu)單元而異于其他氨基糖苷類抗生素，研究其生物合成途徑，對增加安普霉素的產(chǎn)量以及開發(fā)含有辛二糖結(jié)構(gòu)的新抗生素具有一定參考價(jià)值。

(a)4-氨基-4-脫氧-α-吡喃型葡萄糖;(b)辛二糖胺;(c)2-脫氧鏈霉胺圖1 安普霉素的結(jié)構(gòu)

李相豐等[4]用阻斷變株將氨基葡萄糖、二脫氧鏈霉胺、巴龍霉胺、安普霉胺、八碳糖胺等前體物質(zhì)進(jìn)行了生物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，推斷得到安普霉素可能的生物合成途徑：葡萄糖首先合成2-DOS、2-氨基葡萄糖，二者連接生成巴龍霉胺，巴龍霉胺經(jīng)環(huán)合后生成安普霉胺，安普霉胺再與4-氨基-4-脫氧葡萄糖連接，最終生成了安普霉素。許銘翾等[5]向發(fā)酵培養(yǎng)基中添加不同的氨基酸以探究對安普霉素產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)添加甘氨酸對其產(chǎn)量的促進(jìn)作用明顯，并進(jìn)一步證實(shí)甘氨酸是安普霉素生物合成中的甲基供體，它供應(yīng)了安普霉素中唯一的取代甲基—辛二糖環(huán)上C7’-N的甲基。

安普霉素結(jié)構(gòu)中因包含多個(gè)氨基和羥基而表現(xiàn)出較強(qiáng)的極性，肌注或靜注安普霉素后，血清蛋白結(jié)合率低，生物利用度高，代謝快，大多以原形的形式從腎臟排出，飲水給藥主要以高濃度在腸道中發(fā)揮作用，大部分從糞便排出，而口服給藥不易吸收，這可能與氨基糖苷類抗生素較難透過動(dòng)物腸道壁有關(guān)。

胡振英等[6]給豬靜注、肌注硫酸安普霉素以探究其體內(nèi)過程和藥代動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)以劑量20 mg/kg

靜脈注射后，豬血清中分布相半衰期為0.75 h，消除半衰期為3.2 h，體內(nèi)藥物運(yùn)轉(zhuǎn)符合二室開放模型，肌肉注射后達(dá)峰時(shí)間為0.856 h，，絕對生物利用度為88.8%；尚若峰等[7]以劑量20 mg/kg給豬口服硫酸安普霉素，試驗(yàn)測得達(dá)峰時(shí)間為5.12 h，消除半衰期為7.36 h，生物利用度為3.19%，給藥后體內(nèi)藥物運(yùn)轉(zhuǎn)適合一室開放模型。表明硫酸安普霉素在豬體內(nèi)能快速達(dá)到有效殺菌濃度，靜脈注射后能較快分布于體內(nèi)，消除較慢，肌肉注射易于被機(jī)體吸收利用，而口服給藥吸收利用較低。考察安普霉素在畜禽體內(nèi)的殘留代謝規(guī)律，可以為制定休藥期提供依據(jù)，并有助于臨床安全合理用藥。

2 安普霉素的抗菌活性

作為氨基糖苷類藥物，安普霉素可阻礙原核生物核蛋白質(zhì)合成，抑制有害菌在畜禽體內(nèi)生長。安普霉素抗菌譜廣，對多種革蘭氏陰性菌特別是大腸桿菌和沙門氏菌有強(qiáng)大的抗菌作用，對革蘭氏陽性菌和某些支原體也能表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌作用。安普霉素體外抗菌活性見表1[8]。由表1可以看出，安普霉素對金葡菌和八疊球菌的最小抑菌濃度(MIC)值較低，對白色念珠菌的MIC值較高。

表1 安普霉素的體外抗菌活性

抗生素后效應(yīng)(PAE)是評價(jià)抗菌藥物活性的重要指標(biāo)之一，PAE時(shí)間越長，其抗菌活性越強(qiáng)。孫志武等[9]考察了硫酸安普霉素對嗜水氣單胞菌的體外抑菌效果，發(fā)現(xiàn)其MIC和MBC分別為0.5 μg/mL和1 μg/mL，抑菌效果在嗜水氣單胞菌的調(diào)整期表現(xiàn)尤為明顯，是靜止期殺菌藥物，PAE較長，具有明顯的濃度依賴性，且不產(chǎn)生耐藥性，這可能是由于安普霉素以高濃度在腸道中發(fā)揮作用，可影響病原菌的黏附能力，抑制主要致病因子的分泌[10]，從而增強(qiáng)了機(jī)體抗感染的能力。黃寶明等[11]分別用2×MIC、4×MIC和8×MIC濃度的安普霉素作用于大腸桿菌，發(fā)現(xiàn)安普霉素體外PAE分別為1.15 h、2.04 h和3.27 h，體內(nèi)PAE分別為3.46 h、4.49 h和5.77 h，實(shí)驗(yàn)證明其在體內(nèi)、外對大腸桿菌均有較長的PAE，且隨藥物濃度增加PAE相應(yīng)延長，呈劑量依賴性。

研究安普霉素的抗菌活性，對優(yōu)化給藥方案以及降低藥物毒副作用也具有重要意義。β-內(nèi)酰胺類藥物對革蘭氏陰性桿菌的PAE較短，且長時(shí)間單用一種藥物易使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，王新等[12]采取安普霉素與氨芐西林、阿莫西林聯(lián)合用藥的方式，測定其對沙門氏菌、金葡菌及大腸桿菌的體內(nèi)、外PAE，實(shí)驗(yàn)證明安普霉素與氨芐西林或阿莫西林聯(lián)用對三種細(xì)菌體內(nèi)、外PAE呈現(xiàn)相加或協(xié)同作用，臨床上治療大腸桿菌引起的感染時(shí)，采用安普霉素與β-內(nèi)酰胺類藥物聯(lián)用的給藥方案，可獲得良好的治療效果。

3 安普霉素的含量測定方法

3.1 抗生素微生物檢定法 國際上采用管碟法和濁度法來測抗生素效價(jià)，而在國內(nèi)，濁度法應(yīng)用較少，多用管碟法測定?！吨袊F藥典》從2005年版開始正式收載濁度法，推進(jìn)了此法在抗生素效價(jià)測定方面的應(yīng)用。

魯馬媚等[13]用微生物濁度法檢測安普霉素及制劑的含量，結(jié)果顯示安普霉素濃度在3.6～6.0單位/mL之間時(shí)，其濃度的對數(shù)值與相應(yīng)的吸光度呈直線相關(guān)，所建立的濁度法平均回收率為100.73%，平均可信限率為2.94%，RSD為0.31%?，敔柦萚14]同樣采用濁度法測定硫酸安普霉素可溶性粉的含量，實(shí)驗(yàn)證明安普霉素濃度在2.9～7.2單位/mL之間時(shí)，其濃度的對數(shù)值與相應(yīng)的吸光度呈直線相關(guān)，所建立的濁度法平均回收率為100.10%，平均可信限率為3.05%，RSD為0.23%，表明濁度法可用于安普霉素可溶性粉含量的測定。劉雅妮等[15]對比了濁度法與管碟法測定安普霉素效價(jià)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)采用濁度法，在4.0～9.5單位/mL的濃度范圍內(nèi)，安普霉素濃度的對數(shù)與吸光度值呈線性相關(guān)，平均回收率為100.53%，RSD為0.8%，與管碟法比較，結(jié)果一致。

3.2 旋光法 薛興奎等[16]采用旋光法測定硫酸安普霉素發(fā)酵過程中和提取分離精制過程中中間體的濃度，平均回收率為99.93%，且硫酸安普霉素濃度與旋光度呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，線性范圍為500～2000 μg/mL，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)得到硫酸安普霉素的濃度精密度為0.37%，結(jié)果表明用該法測硫酸安普霉素濃度所得結(jié)果準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好。史素萍等[17]用旋光法檢測硫酸安普霉素注射液中安普霉素的含量，測得安普霉素在5～40 mg/mL的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，回收率為99.6%，實(shí)驗(yàn)證明旋光法可以簡便而快速地檢測安普霉素含量，且該方法重現(xiàn)性較好。

3.3 HPLC法 氨基糖苷類抗生素分子結(jié)構(gòu)中因不含特征紫外基團(tuán)而沒有紫外吸收，傳統(tǒng)HPLC-UV法測定含量應(yīng)用受到限制。近年來，研究人員將高效液相和蒸發(fā)光散射檢測器聯(lián)用，可有效解決這一問題。宋志超等[18]采用HPLC-ELSD法測定硫酸安普霉素含量，發(fā)現(xiàn)對照品在進(jìn)樣量為0.4～10 μg范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，安普霉素回收率為99.5%～102.7%，結(jié)果表明該方法可用于硫酸安普霉素及其制劑的質(zhì)量控制，同時(shí)也提高了樣品檢測的精確度。

莫文艷等[19]采用柱前衍生化-HPLC方法檢測了三批次預(yù)混劑中硫酸安普霉素的含量，測定結(jié)果分別為24.42、24.39和24.63 mg/g，RSD分別為0.27%、0.49%和1.0%，表明該方法可以準(zhǔn)確檢測出預(yù)混劑中硫酸安普霉素的含量。

4 安普霉素的臨床應(yīng)用

安普霉素具有低殘留量，低毒的特性，臨床上廣泛用于治療由沙門氏菌、大腸桿菌引起的腹瀉腸炎、結(jié)腸炎以及由巴桿菌引起的敗血病等細(xì)菌性疾病，也可用作飼料添加劑，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，促進(jìn)動(dòng)物生長，但目前還沒有作為水產(chǎn)藥物使用[20]。多年來，研究者利用肉雞、仔豬等動(dòng)物對安普霉素進(jìn)行了大量的臨床試驗(yàn)，以探究安普霉素的臨床應(yīng)用效果。

雷萬均[21]給50頭患黃痢病的仔豬肌肉注射硫酸安普霉素進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)治愈率為90.0%，且不產(chǎn)生副作用，說明硫酸安普霉素治療仔豬黃痢病療效顯著，具有應(yīng)用價(jià)值。葛愛民等[22]分別以單倍、3倍和5倍治療量來考察安普霉素對肉雞新城免疫的效果，同時(shí)探究其對機(jī)體免疫機(jī)能的影響，實(shí)驗(yàn)證明推薦治療劑量安普霉素對肉雞新城疫的體液免疫無顯著影響，胸腺、法氏囊和脾臟生理狀況均表現(xiàn)良好，而3～5倍治療量可降低新城疫抗體效價(jià)，同時(shí)影響疫苗的免疫效果，易對中樞免疫器官造成不可逆損傷，因此臨床使用時(shí)不可隨意加大安普霉素劑量，以免影響其免疫效果。

姚浪群等[23]在斷奶仔豬的飼料中添加90 mg/kg安普霉素，發(fā)現(xiàn)其促生長作用顯著，可增加采食量，提高飼料轉(zhuǎn)化率，還可顯著降低腹瀉發(fā)生率。李世平[24]在肉仔雞飼料中分別添加了25 mg/kg和50 mg/kg的安普霉素，發(fā)現(xiàn)日增重與飼料轉(zhuǎn)化率均顯著提高，并且在生長早期，25 mg/kg添加組肉仔雞的生產(chǎn)性能優(yōu)于50 mg/kg添加組。孫智武等[25]證實(shí)了飼料中添加適量的安普霉素可增加凡納濱對蝦的特定生長率、蛋白質(zhì)效率和血清總蛋白、甘油三酯含量，降低血清尿酸水平，且對其生長不產(chǎn)生毒性效應(yīng)。

5 展望

近些年來，隨著獸用抗生素的廣泛應(yīng)用，動(dòng)物疾病得到了較好控制，而與此同時(shí)，抗生素的濫用也導(dǎo)致了細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生，動(dòng)物腸道中的耐藥細(xì)菌隨糞便進(jìn)入土壤，通過食物鏈進(jìn)入人體后，耐藥基因則能在人類、動(dòng)物等多個(gè)群體之間相互擴(kuò)散傳播，導(dǎo)致人類細(xì)菌感染性疾病的治療難度加大，危害人體健康[26]。安普霉素作為少數(shù)幾種?？垢锾m氏陰性菌的動(dòng)物抗生素，結(jié)構(gòu)新穎，具有廣譜、高效、殘留量低的特點(diǎn)，對畜禽毒性低，并可增加畜禽體重和飼料轉(zhuǎn)換率。有研究顯示，湖南豬源大腸桿菌對安普霉素耐藥率為5.2%，新疆牛源大腸桿菌對安普霉素耐藥率為12.5%，遼寧雞源大腸桿菌對安普霉素耐藥率為0[27-28]，表明該藥不易產(chǎn)生耐藥性，是較為理想的獸用抗生素。

為了遏制抗生素耐藥問題的蔓延，未來在應(yīng)用安普霉素時(shí)仍應(yīng)對細(xì)菌的耐藥性進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)注意使用合理劑量，以指導(dǎo)臨床合理用藥，更好地防控耐藥菌感染問題。近年來，我國在安普霉素合成途徑、抗菌活性、含量測定、臨床應(yīng)用等方面的研究都取得了較大進(jìn)展，隨著基因工程、臨床醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，以及藥物濃度監(jiān)測等技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信安普霉素的研究與開發(fā)將更具應(yīng)用價(jià)值。

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(編輯：李文平)

Research Progress of Apramycin

DAI Qing，YU Li-na，ZHANG Lu，HAN Ning-ning，XU Yuan，ZHAO Hui*

(ChinaInstituteofVeterinaryDrugControl，Beijing100081，China)

In this paper, the research progress about synthetic route, antibacterial activity, content determination and clinical application of apramycin were reviewed in order to provide reference for the research and development of apramycin.

apramycin; synthetic route; antibacterial activity; content determination; clinical application

戴青，碩士，從事抗生素檢驗(yàn)檢測工作。

趙暉。E-mail: 171977364@qq.com

2015-05-13

A

1002-1280 (2016) 07-0066-04

S859.79