盐酸沙拉沙星研究进展概述

唐达 李成洪 唐发书 王建华

摘要：本文总结了盐酸沙拉沙星近年来的研究进展，介绍了其在药效、药代及检测方面的前沿研究方法，并对其临床应用及新剂型开发进行了展望。

关键词：盐酸沙拉沙星；进展；应用

喹诺酮为一类具有4-喹诺酮环结构的广谱抗菌药物，是目前使用量较大的一类抗感染类药物，占据全球抗生素17%的市场份额（2009年），从第一代药物萘啶酸（1962），到如今第三代的氟喹诺酮类，取得了重大发展。氟喹诺酮类药物（Fluoro-quinolones，FQs）抗菌谱较前两代明显扩大、抗菌活性显著增强，同时降低了不良反应。沙拉沙星为第1个被FDA批准用于食品动物的氟喹诺酮类药物，其药化学性质优于盐酸二氟沙星、盐酸环丙沙星、恩诺沙星等，同时其与磺胺类、硝基呋喃类药物的交叉耐药性很低。沙拉沙星原料通常制备成盐酸盐，既增加了药物稳定性及水溶性，也有效提高了工业生产效率。本文总结了盐酸沙拉沙星近年来国内外的研究进展，并对其应用前景进行了展望。

1 盐酸沙拉沙星性质

盐酸沙拉沙星是在4-喹诺酮-3-羟基共同结构的基础上，在喹啉环或萘啶环的6位上引入氟原子、7位上被哌嗪基或吡咯啉基取代而来。其化学名为：1-（对-氟苯基）-6-氟-4-氧-7（哌嗪基）一喹啉-3-羧酸单盐酸盐，分子式：C₂₀H₁₇F₂N₃0₃·HCI，分子量：421.83（如图1）。作为第三代喹诺酮类衍生物中具有较强抗菌活性的药物之一，这与其特殊结构有密切关系。3位-COOH和4位C=O为药物提供了必需的活性，在C6引入氟原子会提高抗菌活性5-100倍，与DNA促旋酶的亲和性提高2-17倍，增强了其抗革兰氏阴性菌的效力和扩大了抗革兰氏阳性菌谱以及增强了药物与细菌靶位的亲和力，同时氟原子带来的电负性使其能更容易渗透在组织中；C7位引入哌嗪基提高了口服穿透力，同时使其对金葡菌和铜绿甲单胞菌等革兰氏阳性菌的抗菌活性大大增强；N1位上常见取代基有乙基、环丙基、氟代苯基等，其中环丙基取代对抗菌活性的提高最大而氟苯基取代对穿越骨髓及血脑屏障有特效。

2 盐酸沙拉沙星的抗菌作用机理及耐药机制

盐酸沙拉沙星的主要作用于细菌DNA螺旋酶（Gyrase），阻碍DNA合成而导致细菌死亡。该酶由两个A亚基和2个B亚基组成，在ATP和Mg²⁺的作用下，将DNA一条单链切开，B亚基作用下使另一条链后移并由A亚基将其封口，DNA结构由正螺旋变为负螺旋。盐酸沙拉沙星与DNA双链中非配对碱基结合，抑制DNA螺旋酶的A亚基，使DNA超螺旋结构不能封口，不能形成负超螺旋结构，阻断DNA复制，从而导致细菌死亡。细菌对其产生耐药性的机理主要是由于DNA螺旋酶A亚基的突变为主，另外细菌细胞膜的通透性下降以及药物主动外排均会导致胞内药物浓度降低，从而使药物疗效下降，产生耐药性。

3 盐酸沙拉沙星的药效学及毒理学

3.1 药效学

盐酸沙拉沙星杀菌力强，对不同生长期（包括静止期）的细菌均有作用；渗透性高，除能进入皮肤、体液、淋巴系统及深入其他组织器官，还能穿过骨髓和透过血脑屏障；抗菌谱广，其敏感菌有大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、沙雷氏菌、耶尔森氏菌、肠炎沙门氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌和志贺氏菌等，特别对家禽的慢性呼吸道病、大肠杆菌病、沙门氏菌病、禽霍乱、传染性鼻炎以及猪的红白痢、牛的布氏杆菌病等有显著疗效。体内外抑菌实验发现，盐酸沙拉沙星的最低抑菌浓度（MIC）低，对常见致病菌的MIC仅为0.0313～16μg/mL，对大肠杆菌的MIC为0.0625μg/mL。胡功政等研究发现沙拉沙星对鸡白痢沙门氏菌、鸡大肠杆菌、鸡多杀巴氏杆菌的MIC分别为0.078、0.039、0.312μg/mL，明显优于同类治疗药物。与喹诺酮类的其它抗生素相比，盐酸沙拉沙星对许多敏感菌具有明显优势，如对大多数需氧的G一菌，包括许多肠杆菌和绿脓杆菌的抗菌活性是诺氟沙星的2倍，对葡球菌和链球菌的作用效力是诺氟沙星的2-4倍，对厌氧菌的作用强于环丙沙星，其MIC90仅为0.03-16μg/mL。综上，说明沙拉沙星是一个对需氧菌、厌氧菌均具有高度活性的强效喹诺酮类药物。

3.2 毒理学

盐酸沙拉沙星作为一种专用于食品动物的抗菌药物，其安全性研究以及毒理学的评价尤为重要，沈建忠等通过对Wistar小鼠灌服沙拉沙星发现在抑菌剂量之下对鼠伤寒沙门氏菌不产生致突变作用，不引起小鼠骨髓有微核多染红细胞率增加，显性致死试验中，沙拉沙星试验结果为阴性；胡功政等通过内服与注射两种染毒途径，其LDo分别为6020.44 mg/（bw·kg）、1487.59mg/（bw·kg），小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验及精子畸形试验结果均呈阴性等。综上均表明盐酸沙拉沙星无明显的致突变型和致畸性。

4 盐酸沙拉沙星的药动学特点

沙拉沙星在内服和注射给药后吸收迅速，血药浓度和组织中药物浓度的峰值均远高于大多数敏感菌的MIC值，消除缓慢，分布广泛，生物利用度较高等特点，目前国内外对其药动学研究发现其在不同动物体内的药动学特征有所不同。李艳华等通过对鸡喂食盐酸沙拉沙星分析其藥代动力学特征，其吸收快（Ka l.6025h-l、tmax l.5807h）血药峰浓度（Cmax 0.7429μg/mL）远高于大多数致病菌的MIC，消除较慢，能长时间维持有效血药浓度（tl/2β 7.765h、Kel 0.1827h-l）。蒋志惠等在鹅体内比较了内服和静注盐酸沙拉沙星的药动学特征，静注lOmg/kg的药时曲线下面积AMC（O-t） 12.46±0.93μg/（mL·h），半衰期（tl/2）0.75±0.027h；单剂量口服10mg/（bw·kg），药时曲线下面积AMC （O-t）10.20±1.97μg/（mL·h），达峰时间（Tmax）29±022h，达峰浓度（Cmax）202±046mg/L，半衰期（tl/2）3.15±1.05h，生物利用度（F）99.06%±2.23%。目前，沙拉沙星在水产动物体内的药动学研究逐日增多，王翔凌通过研究盐酸沙拉沙星在鲫鱼体内的药动学发现其分布半衰期（tl/2α）、吸收半衰期（tl/2kα）、消除半衰期（tl/2β）分别为2.72h、0.16h、67.97h，药时曲线下面积（AMC）、达峰时间（Tmax）、达峰浓度（Cmax）分别为35.25μg/mL·h、0.72h、1.31μg/mL；彭家红等通过单剂量灌服中华绒螯蟹，探明了盐酸沙拉沙星在其体内的代谢和消除规律，tl/2α 3.OlOh、Tmax 4h证明其吸收较慢，30mg/ （bw·kg）的给药条件下Cmax达5.619±1.192mg/L表明其吸收效率高，同时其在体内的分布广泛[（表观分布容积（Vd）为3.801L/kg，曲线下面积（AMC）为209.1mg/（L·h），血药浓度长时间稳定（消除半衰期（tl/2β）为51.982h，总体清除率（CLs）为0.138L/（kg·h）]。盐酸沙拉沙星在不同动物体内以及不同的给药方式决定了其药动学特征有明显的差异性，因此在临床给药时应根据实际情况分析。

5 盐酸沙拉沙星的分析检测方法

目前，国内外对盐酸沙拉沙星的分析测定方法众多，但各有优劣。微生物法主要用于大量样品的快速筛选，但精密度不高；仪器分析法（HPIC、LC-MS、CE）灵敏度高，但所用仪器昂贵且样品前处理较繁琐，不适合大量样品的快速检测；免疫分析法（标记、扩散、电泳）灵敏度高且特异性强，但大部分属于固相免疫分析，操作中需要分离结合的和未结合的抗原（抗体）或酶标记物，耗时较长；因此发展高效简便快速的分析方法迫在眉睫。近年来，一些较新的检测方法也运用于盐酸沙拉沙星，如宋佩等以异硫氰酸荧光素（FITC）标记沙拉沙星合成荧光标记物，采用薄层色谱法提纯，优化了反应时间、标记物和抗体的工作浓度，建立了沙拉沙星的快速荧光偏振免疫分析法（FPIA），整个检测过程只需5min、而且灵敏度较高、特异性强，适用于动物性食品中沙拉沙星残留的快速筛选检测；刘儒彪等研制的沙拉沙星ELISA快速检测试剂盒，具有特异性高（与其它药物的交叉反应率（CR%）均低于1%）、准确度及精密度高（变异系数均小于l5%）、平均回收率在85%以上等优点；贾涛运用MPLC对饲料中的沙拉沙星进行检测，其相关系数r≥0.99982，出峰时间约2.4min，平均回收率为80.1%～95.0%，批内变异系数≤4.5%，批间变异系数≤6.5%，各项参数均优于常规的HPLC检测。

6 盐酸沙拉沙星的新剂型开发

目前，盐酸沙拉沙星主要以口服及注射为主。口服剂型多以可溶性粉伴水饮用及饲料添加剂的拌料服用；注射剂以低浓度（1%）为主（高浓度溶液pH值较高，肌肉刺激性大），这是由于盐酸沙拉沙星溶解度小，化學稳定性差，遇光、热颜色会加深等因素。李振通过研制盐酸沙拉沙星混悬乳剂，有效克服了溶液剂的难溶性，其沉降体积比为100%，分散性好，粒径小，分布均匀，不仅有效降低了注射液的刺激性，同时起到缓释长效的作用。除口服、注射用剂型外，新剂型的研发将对盐酸沙拉沙星的前景具有重要影响。目前国内外对氟喹诺酮类药物制剂的开发取得一系列进展，除常规的一些靶向制剂如栓剂、涂剂、乳膏剂等，还进一步发展了一些新型制剂，如陈穗等采用无毒易吸收的甲壳胺作为成膜材料，研制的1%诺氟沙星涂膜剂较同类乳剂有更佳的抗绿脓杆菌疗效；另外，运用缓释控释等高新技术制备了微囊、微球、脂质体是目前研究的热点。Rogers JA等利用聚乳酸制备的环丙沙星微囊，可有效控制药物的释放，较同类粉剂延时高达7h；陈新梅等报道醋酸纤维作包囊材料制备诺氟沙星微球，可维持病变部位的药物浓度并同时避免并发症；刘宏伟等将氧氟沙星注入卵磷脂和胆固醇的骨架中，成功制备其脂质体，有效穿透兔眼结膜组织并长时间作用于病患处；除此外，诺氟沙星缓释片，氧氟沙星植入片等新型剂型也开始应用于临床，并取得不俗进展。作为同类药物的盐酸沙拉沙星，可借鉴以上剂型制备技术，如何在简化工艺降低成本的基础上，达到更好的疗效将是其未来研究的重点。