利福霉素的研究新进展

王延涛 李爽 夏玉朝 周淑娟 薛晓拉

利福霉素的研究新进展

王延涛 李爽 夏玉朝 周淑娟 薛晓拉

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种慢性感染性疾病，以肺结核最常见。而随着近年来耐药结核的增多，抗结核药物的研究已经越来越引起社会的关注。利福霉素作为抗结核治疗的先驱药物之一，一直在临床上发挥着重要的作用。该篇综述简述了利福霉素的生产与结构改造、耐药现状、耐药机制、新的适应症和新的剂型5个方面的研究现状，为药物开发、临床应用提供了一些参考信息。

利福霉素；结构改造；耐药性；新剂型

关于结核病的历史记载，早在晋代葛洪的《肘后备急方》中就有提及，其内容为“累年积月，渐就顿滞，以至于死，死后复传之旁人，乃至灭门”。可是关于结核病的产生原因一直无从得知，直到1882年德国微生物学家Koch, Heinrich Hermann Robert发现结核分枝杆菌，才开启了人们认识、治疗结核病的新篇章。作为结核病治疗的重要药物——利福霉素类，有关它的研究一直备受关注。

1 利福霉素的生产和结构改造

在上世纪60年代由意大利药厂从地中海拟无枝酸菌的培养液中得到利福霉素B，发现其母核结构为27个C的大环内酯酰，环中含有一个奈环，奈环上有一个脂肪链分别与C-2位和C-12位相连，构成“安莎桥”结构[1]。但是，有关利福霉素B的生产一直处在较低水平的发酵水平。随着近20年同源重组方法和基因定点编辑技术的发展，对染色体的改造越来越成熟。改造成熟后的DNA片段需要导入到拟无枝酸菌细胞内才可发挥作用，而影响外源DNA导入细胞内的因素有菌龄、氨苄西林浓度、溶菌酶用量及处理时间、孵育时间、缓冲液类型、电场强度、电阻大小等[2-4]。通过大量实验表明菌龄在对数生长后期至刚进入稳定期的菌体、氨苄西林的浓度在0.1μg/mL、溶菌酶的用量在450U/mL处理30min、孵育30min、电场强度为7.5kV/cm、电阻为750Ω时转化率最高。同时在改造完成的拟无枝酸菌发酵过程中提供优质的氮源能够大幅度促进利福霉素B的生成，目前主要的氮源有硝酸盐、豆饼、丙氨酸、蛋白胨[5-7]。可是利福霉素B的活性较差，后来发现将C-4位改为-OH得到的利福霉素SV抗菌活性好，但口服吸收差，仅能肌肉或静脉给药。随之将C-3位改为4-甲基-1-哌嗪基亚氨甲基获得利福平，其口服吸收良好，口服后1.5～4h血药浓度可达到峰值。最近发现将C-3位改为4-环戊基-1-哌嗪基亚氨甲基和C-3、C-4环合成螺哌啶基分别得到利福喷丁和利福布汀，其抗菌活性更强，而且已被FDA批准用于临床。因此，对C-3、C-4位的结构改造成为目前研究的热点[8-9]。

2 利福霉素类的耐药现状

我国作为全球第二大结核病高负担国家，结核病的防治一直被视为重点工作。据2010年全国第五次结核病流行病学抽样调查报告显示：我国一线抗结核药物总体耐药率为36.8%，其中RFP的单药耐药率初治患者为1.2%，复治患者为2.6%。分离出的363株结核分枝杆菌菌株总体耐药率为6.8%，其中RFP的单药耐药率初治患者为7.5%，复治患者为17.9%[10-11]。而根据2015年吉林地区的报道显示：分离出的22株结核分枝杆菌对RFP的耐药率为27.3%[12]。由此可见，当今利福霉素类药物的耐药现状不容乐观。

3 利福霉素的耐药产生机制

利福霉素可与DNA依赖的RNA多聚酶β亚基（rpoβ)稳定结合，从而抑制了该酶的活性，导致分支杆菌RNA合成受阻而起到抗菌作用。最近研究发现，利福霉素耐药菌株rpoβ基因发生突变，而且集中在一段81bp的区域内，其中531位点突变最为常见，突变率为68.75%[13]。突变的类型包括点突变、错义突变、插入突变、缺失突变等，突变致使氨基酸残基与利福霉素类药物分子间的非极性相互作用减弱是引起耐药的主要因素[14-15]，并且该位点的突变通过电穿孔转化RFP敏感株，发现转化后对RFP产生耐药，从而证实了该位点的突变能够导致耐药的产生。在511、516、518、522等位点的突变都是低水平的耐药，与利福布汀等其他药物间无交叉耐药。但在鸟胞内分枝杆菌复合群中没有出现rpoβ基因突变一样产生利福霉素耐药，可能与RNA聚合酶的部分氨基酸被置换或者细胞壁的通透性发生改变导致药物的摄入减少有关，具体原因可能需要进一步的研究才能确定[16-18]。另外，也有通过大量放线菌试验表明一个19元反向重复的核酸其编码的磷酸转移酶，导致利福霉素类药物磷酸化是其耐药的一个原因[19]。

4 利福霉素调节靶位基因DIF-16的转录

人们有关利福霉素的研究一直未从停歇过，最近研究发现利福霉素可以调节靶位基因DIF-16的转录，从而降低机体细胞内葡萄糖非酶促反应形成的糖基化终产物。该作用可以延迟许多老年性疾病（如II型糖尿病、动脉粥样硬化、神经退行性疾病）的发病年龄，为人类寿命的延长带来了希望。目前该研究在线虫中得到证实，可以增加线虫寿命的60%。但其衍生物利福昔明由于缺乏抗糖化活性而没有该作用[20]。

5 利福霉素的新剂型研究

由于利福霉素为钠盐结构，口服时不易通过脂质双分子层，口服吸收差。鉴于以上缺点，将其制成结肠释放的新剂型，用于治疗旅行者腹泻。根据一项264例的随机、双盲、对照实验表明，这种新剂型能够明显缩短旅行者腹泻的发病时间且耐受性良好[21]。

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Tuberculosis (TB) is a chronic infectious disease caused by mycobacterium tuberculosis(MTB), and pulmonary tuberculosis is the most common. In recent years, with the increasing of drug-resistant MTB, anti-TB drugs research has aroused more and more concern in society. As a pioneer of anti-tuberculosis treatment drug, rifamycin has been playing an important role in clinical. This review has summarized rifamycin five aspects of the research status, including the production and structure modification, current situation of drug resistance, resistance mechanism, new indications and new dosage, providing some reference in formation for drug development and clinical application.

Rifamycin; Structural modification; Antibiotic resistance; New dosage forms

10.3969/j.issn.1009-4393.2016.6.007

常州四药临床药学科研基金 （CZSYJJ13023）

郑州 450000 郑州市第六人民医院（王延涛 李爽 夏玉朝 周淑娟 薛晓拉）

王延涛 E-mail:wyt2010cool@163.com