磺胺類(Sulfonamides)#
磺胺類是最早用於全身性治療的合成抗菌劑。多馬克(Domagk)因發現 PRONTOSIL 的化療價值獲 1938 年諾貝爾醫學獎。雖然其臨床地位已大幅被更有效藥物取代,但磺胺甲噁唑與三甲氧苄啶(trimethoprim)的合併使用仍廣泛應用。
作用機轉#
- 磺胺類為對胺基苯甲酸(para-aminobenzoic acid, PABA)的結構類似物,競爭性抑制二氫蝶酸合成酶(dihydropteroate synthase),阻斷 PABA 併入葉酸合成路徑。
- 對必須自行合成葉酸的細菌有效;可利用現成葉酸的細菌(及哺乳類細胞)不受影響,此即選擇性毒性的基礎。
- 屬抑菌(bacteriostatic)作用,可被 PABA 競爭性逆轉。
三甲氧苄啶(trimethoprim)抑制二氫葉酸還原酶(dihydrofolate reductase)。與磺胺合併使用時,可在葉酸合成路徑中形成序列性雙重阻斷(sequential block),產生協同(synergistic)抗菌效果。
抗藥性與藥動學#
- 抗藥性源自隨機突變或質體(plasmid)轉移;機制包括二氫蝶酸合成酶親和力降低、通透性下降或主動外排、PABA 過量產生等。
- 口服吸收良好(70-100%),與血漿白蛋白結合,分布全身組織並可通過胎盤。主要經肝臟乙醯化(N4-乙醯化,無抗菌活性但保留毒性)、經腎排泄。
個別磺胺類分類#
- 快速吸收與排泄:磺胺異噁唑(sulfisoxazole)、磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole)、磺胺嘧啶(sulfadiazine)。
- 腸道局部作用(吸收差):柳氮磺吡啶(sulfasalazine),用於潰瘍性結腸炎與局部性腸炎。
- 局部外用:磺胺醋醯(sulfacetamide,眼科用)、磺胺嘧啶銀(silver sulfadiazine,預防燒傷感染首選)、磺胺米隆(mafenide)。
- 長效:磺胺多辛(sulfadoxine),與乙胺嘧啶合用治療抗藥性瘧疾。
臨床用途與不良反應#
主要用途包括泌尿道感染(非首選)、奴卡菌病(nocardiosis)、弓形蟲病(toxoplasmosis,與乙胺嘧啶合用)。
不良反應總發生率約 5%,包括:較不溶磺胺的結晶尿(crystalluria)與尿路阻塞、急性溶血性貧血(G6PD 缺乏者)、顆粒性白血球缺乏症、再生不良性貧血、過敏反應(含 Stevens-Johnson 症候群)。新生兒可因膽紅素被置換而導致核黃疸(kernicterus),故足月孕婦禁用。
三甲氧苄啶-磺胺甲噁唑(Trimethoprim-Sulfamethoxazole)#
此合併製劑(國際上稱 cotrimoxazole)是臨床上的重要進展,體現「兩藥作用於同一酵素路徑連續步驟」的協同理論。
- 機轉:磺胺甲噁唑抑制 PABA 併入葉酸;三甲氧苄啶阻斷二氫葉酸還原為四氫葉酸。三甲氧苄啶對細菌二氫葉酸還原酶的選擇性極高(抑制人類酵素所需濃度約為細菌的 10 萬倍)。
- 最佳比例:體內以磺胺甲噁唑:三甲氧苄啶 = 20:1 對最多種微生物協同效果最佳。
- 臨床用途:泌尿道感染、慢性支氣管炎急性發作、中耳炎、鼻竇炎、志賀桿菌病、傷寒(二線)、以及 AIDS 患者肺囊蟲(Pneumocystis jiroveci)肺炎的治療與預防。
AIDS 患者對此合併製劑有較高過敏反應發生率(皮疹、嗜中性球減少、Stevens-Johnson 症候群、肺浸潤)。約 75% 不良反應與皮膚有關。腎功能不全者可能出現可逆性肌酸酐清除率下降。
喹諾酮類(Quinolones)#
首個喹諾酮為萘啶酸(nalidixic acid)。氟化的 4-喹諾酮(fluoroquinolones)如環丙沙星(ciprofloxacin)、莫西沙星(moxifloxacin)具廣譜活性且口服有效,是重要進展。
化學與作用機轉#
- 結構含 3 位羧酸基;許多新藥於 6 位有氟取代、7 位有哌嗪基。
- 作用標的為細菌 DNA 旋轉酶(DNA gyrase)與拓樸異構酶 IV(topoisomerase IV)。
- 多數革蘭氏陰性菌(如 E. coli)主要標的為 DNA gyrase。
- 多數革蘭氏陽性菌(如 S. aureus)主要標的為 topoisomerase IV。
- 真核細胞無 DNA gyrase,喹諾酮對真核第 II 型拓樸異構酶的抑制需高出甚多的濃度,故具選擇性。
氟喹諾酮屬**濃度與時間雙重依賴(concentration- and time-dependent)**藥物,當未結合血清 AUC/MIC 比值超過 25-30 時可達細菌清除。
抗菌譜與藥動學#
- 對 E. coli、沙門氏菌、志賀桿菌、腸桿菌、彎曲桿菌、奈瑟氏菌等革蘭氏陰性菌具強力殺菌力;環丙沙星對綠膿桿菌活性較佳。
- 對鏈球菌活性僅限部分藥物(左氧氟沙星 levofloxacin、加替沙星 gatifloxacin、莫西沙星);新藥對肺炎鏈球菌活性佳。
- 對結核分枝桿菌等胞內菌亦有效。
- 口服吸收良好、組織分布廣(尿液、腎、肺、攝護腺濃度高於血清);多數經腎清除(培氟沙星、莫西沙星經肝代謝)。
臨床用途與不良反應#
用途涵蓋泌尿道感染、攝護腺炎、部分性傳染病、胃腸道與腹腔感染(旅行者腹瀉、志賀桿菌病、傷寒)、呼吸道感染(社區型肺炎、軍團菌)、骨關節與軟組織感染、炭疽預防、結核與分枝桿菌感染等。
多項氟喹諾酮因罕見致命副作用退出美國市場:洛美沙星/司帕沙星(光毒性、QTc 延長)、加替沙星(血糖異常)、替馬沙星(免疫性溶血)、曲伐沙星(肝毒性)、格帕沙星(心毒性)。
常見不良反應為胃腸道症狀與 CNS 副作用(頭痛、暈眩,罕見幻覺、癲癇,尤其併用茶鹼或 NSAID 者)。阿基里斯腱(Achilles tendon)斷裂或肌腱炎為已知風險,尤其 >60 歲、使用類固醇或器官移植者。可引起未成熟動物關節病變,孕婦禁用,傳統上兒童禁用。
泌尿道感染的防腐與止痛藥#
泌尿道防腐劑濃縮於腎小管與膀胱,僅作為局部治療,無法達到全身治療濃度。
- 烏洛托品(methenamine):前驅藥,於酸性尿中分解產生甲醛(formaldehyde)發揮抗菌作用;細菌不會產生抗藥性。用於慢性抑制性治療而非急性感染。肝功能不全者禁用;不可與磺胺合用(相互拮抗)。
- 呋喃妥因(nitrofurantoin):合成硝基呋喃,經細菌還原為活性中間物破壞 DNA。對 E. coli 與腸球菌有效;變形桿菌與綠膿桿菌多具抗藥性。目前為泌尿道感染二線藥。可引起急性肺炎、慢性肺間質纖維化(尤其老年人)、周邊神經病變。孕婦、腎功能不全者(CrCl <40)、未滿 1 個月嬰兒禁用。
- 非那吡啶(phenazopyridine):非防腐劑,為偶氮染料,對泌尿道有止痛作用,緩解排尿困難症狀;使尿液呈橙紅色,過量可致變性血紅素血症(methemoglobinemia)。