非抗生素物质抗菌治疗研究范文

《临床儿科杂志》2015年第六期

1金属及金属鳌合剂

许多金属离子是细菌合成生物膜、蛋白质、核酸等物质的重要组成成分。例如，铁离子是细菌许多代谢过程中的重要辅助因子，所以铁螯合剂或铁的竞争抑制剂可对细菌代谢过程产生影响。Thompson等评估了常见铁鳌合剂去铁胺、去铁酮、Apo6619、VK28盐酸盐、2,2-联吡啶对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、大肠杆菌的抗菌活性。在CAMHB(cation-adjustedMueller-Hintonbroth)培养基中，去铁胺对所测细菌均无抑制作用，而所测铁螯合剂均对鲍曼不动杆菌有一定的抑制作用，2,2-联吡啶与VK28对金黄色葡萄球菌有抑菌作用，2,2-联吡啶、去铁酮对肺炎克雷伯菌及某些铜绿假单胞菌菌株有抑菌作用，2,2-联吡啶、去铁酮及Apo6619对大肠杆菌有抑制作用；而在RPMI(RoswellParkMemorialInstitute)1640组织培养基中，VK28、去铁酮和Apo6619的抗菌活性更强。由此可见，不同铁鳌合剂对不同的菌株抗菌活性强弱不同。某些金属离子本身的抑菌作用早已被大家认同，如富含某些金属离子的材料在制作植入性器械或者抑菌涂层方面起到了预防感染的作用。其中，铜盐涂层在医疗植入器械和高危病房的器械、环境涂料方面可能具有广阔的应用前景。镓(Ga+3)是一种与铁原子半径、化合价类似的过渡金属，能竞争抑制三价铁离子结合至含铁酶(iron-requiringenzymes)、蛋白质、微生物的铁载体，从而达到抗菌目的。硝酸镓对鲍曼不动杆菌有抑制作用，并可以降低经鼻感染鲍曼不动杆菌的肺部细菌负荷。研究表明，低浓度的镓能够抑制鲍曼不动杆菌菌株在人类血清中的生长，并且能够降低大蜡螟感染模型中的死亡率。此外，在乳牛小腿感染鸟分枝杆菌模型中也验证了硝酸镓的抗菌作用。近年，我国学者在体外实验中发现，硝酸镓对细菌生物膜也具有抑制作用。然而，这些金属化学物质具有一定的不良反应，如硝酸镓可能造成骨髓抑制、消化道反应、肾功能损害等，故需谨慎应用。

2免疫治疗

对于感染性疾病，疫苗的应用在疾病预防与控制传播中起到了非常大的作用，而对于感染性疾病的免疫治疗，抗毒素疗效确定，应用最广，如破伤风抗毒素、肉毒抗毒素等。抗毒素是一类富含特异性抗体的免疫血清制品，通过中和细菌产生的外毒素而发挥作用。但抗毒素是免疫动物后的血清制品，对人体而言是一种异型蛋白，易产生超敏反应，而高效价的人免疫球蛋白系同种性蛋白，可避免此不良反应，通常用于对抗毒素过敏的患者，如抗破伤风免疫球蛋白、抗狂犬病免疫球蛋白等，不仅可中和病原体产生的毒素，对细菌本身具有一定的破坏作用。然而，由于来源稀少和制备上的困难，对于大多数病原体感染的疾病，没有现存的特异性抗体可供使用。单克隆抗体，尤其是具有高亲和力、高特异性、不良反应小的人源化和全人抗体，在肿瘤、自身免疫性疾病、移植排异反应的治疗方面已经有了广泛应用，在感染性疾病的治疗中也显示了强大的疗效，如治疗呼吸道合胞病毒感染的单克隆抗体Palivizumab。而针对细菌的单克隆抗体近年来也取得了较大的进展。Eculizumab对出血性大肠杆菌引起的溶血性尿毒综合征有效，治疗铜绿假单胞菌感染的KB001(HumaneeredTM)已经入Ⅱ期临床实验阶段，治疗艰难梭菌单克隆抗体也在临床实验阶段。单克隆抗体将是一种高效的抗菌治疗手段，但其研发周期较长，目前寄希望于21世纪能得到发展。

3光动力疗法

光动力疗法(photodynamictherapy，PDT)在我国用于临床治疗已30余年，在肿瘤和皮肤血管瘤的治疗方面有广泛的应用，其作用原理为：在光敏剂参与下，光的作用使有机体细胞或生物分子发生机能或形态变化，严重时导致细胞损伤和坏死。在体外进行的光敏剂活性实验中，四吡咯化合物类光敏剂、没食子酸丙酯、卟啉–纳米微晶纤维素对MRD鲍曼不动杆菌均有活性。光敏剂也可以结合其他分子，以增加其杀菌活性。研究显示，聚阳离子生物高分子壳聚糖可增加血卟啉和甲苯胺蓝对革兰阳性细菌(包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、化脓性链球菌、MRSA)以及革兰阴性菌(包括铜绿假单孢杆菌、鲍曼不动杆菌)的作用。有研究发现，PDT还可明显提高抗生素对临床铜绿假单胞菌耐药株和金黄色葡萄球菌的敏感性。对烧伤小鼠模型的研究表明，伤口局部使用四吡咯胆碱(E6)后暴露于红光下可使感染组织的细菌数量减少1000倍。Ragas等使用相同的动物模型发现新亚甲基蓝是PDT治疗烧伤感染MRD鲍曼不动杆菌感染的有效光敏剂。虽然PDT可能出现光敏药物过敏、皮肤光毒性反应等不良反应，并且也存在细菌可能耐光敏剂的问题，但该方法在治疗烧伤患者继发感染、手术切口感染等有开放性皮肤软组织感染方面仍有一定的应用价值。PDT的关键在于光敏药物，理想的光敏药物应该具备低毒性、抗菌谱广的特点。我国合成的新型光敏剂PA1对革兰阳性菌和阴性菌都有较强的抗菌作用，且毒性低，具有广阔的前景。

4一氧化氮(NO)疗法

NO是一种小分子疏水性自由基，能通过自由扩散轻易地穿过细胞膜。NO进入细胞内后可引起DNA损伤，而且易被氧化成硝酰自由基，进而导致脂质过氧化和细胞膜解体。NO应用于治疗需要一个稳定的载体，故研究者使用各种载体进行验证NO抗菌作用的实验。Mihu等[48]使用小鼠伤口模型研究释放NO纳米颗粒(NO-np)对鲍曼不动杆菌伤口感染的疗效，结果提示，NO-np能显著促进感染创面愈合，减少组织的细菌负担和胶原降解。Sulemankhil等进行了使用气态NO(gNO)释放敷料防治鲍曼不动杆菌、MRSA、铜绿假单胞菌生物膜的研究，证实gNO释放辅料对生物膜比目前使用的其他抗菌药物更加有效。Hetrick等设计了在平行板流室(parallelplateflowchamber)中使用NO缓释干凝胶抑制铜绿假单胞菌黏附的实验。在流速为0.2ml/min的细菌悬液中，NO气体释放量为21pmol/(cm2•s)的实验组比对照组的铜绿假单胞菌附着量减少了近65%。并且附着在NO缓释干凝胶上的铜绿假单胞菌在7h内被杀死。Charville等对NO缓释干凝胶在体外实验中减少细菌黏附方面的作用进行评价，当NO流量从0增至30pmol/(cm2•s)时，金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌的黏附量分别减少了96%、48%、88%。NO缓释材料对细菌有明显的抑制黏附的作用，并且能够杀死附着的细菌细胞，这两个特性决定了NO缓释材料既能够治疗细菌感染，又是理想的抗感染生物材料涂层，应用于植入医疗设备(如深静脉置管、导尿管等)上能够减少感染机会。此外，NO的吸入疗法可用于治疗重症肺炎，吸入NO气体或雾化吸入NO，可以改善肺动脉压力，同时可收到抗菌、抗炎的双重效果，已在临床推广使用。

5小分子化学抑制剂

近年来，研究人员发现了一些小分子物质具有抗菌作用。金黄色葡萄球菌细胞膜表面有一类转肽酶叫分选酶A，当这类酶发生突变后金黄色葡萄球菌将不能导致小鼠败血症。小分子物质6e作为转肽酶抑制剂结合于转肽酶的活性部位，可影响MRSA表面蛋白的转肽反应，抑制细菌的致病及表面黏附作用。另有发现，金黄色葡萄球菌细菌中的群体感应操纵子AGR(quorumsensingoperonagr)与金黄色葡萄球菌易引起皮肤和软组织的感染有关。Sully等通过高通量筛选发现一种小分子抑制剂SAVIRIN(S.aureusvirulenceinhibitor)，其可通过抑制群体感应操纵子AGR的转录功能，抑制细菌的信号转导，促进机体固有免疫反应，清除带有AGR的细菌，而对不带有AGR的表皮葡萄球菌没有影响。小分子化学抑制剂主要作用于细菌生物活动中的各种特异性酶，如能筛选出具有高度选择性的小分子物质，则既能发挥抗菌作用，又对宿主的微生态环境影响小，作为耐药菌的治疗方案是很有潜力的，但其研究仍处于较早期阶段，要实现临床应用仍有很长的路要走。

6抗菌肽

抗菌肽广泛分布于自然界生物体内，通常是由氨基酸组成的小分子阳离子多肽，是先天性免疫的重要组成部分，具有广谱抗细菌、抗真菌、抗病毒等作用。抗菌肽主要通过破坏细胞膜的完整性而达到杀菌的目的。抗菌肽在养殖业中已有大规模的应用，其安全性和效果已得到证实。在临床上，多黏菌素B是目前唯一上市的抗菌肽，对革兰阴性菌有良好的抗菌作用。与此同时，多种抗菌肽已进入临床实验阶段，如humanlactoferrin1-11(hLF1-11)。相信随着研究的不断深入，抗菌肽将成为治疗耐药菌感染的利器。

7中药

中药作为天然来源的药物，数千年来在治疗感染中发挥了重要的作用。由于中药制剂成分复杂，一直以来其有效成分和作用机制不甚明朗，如今随着中西医结合的发展，提纯中药中单一成分，研究其抗菌作用和机制，取得了可喜的成果。目前发现的中药抗菌作用机制主要有：①抑制菌体内能量的生成，如大豆异黄酮对三羧酸循环的抑制；②抑制菌体内酶的活性，木犀草素可抑制DNA拓扑异构酶的活性，影响金黄色葡萄球菌核酸及蛋白质的合成；③改变细胞膜和离子通道的通透性，如黄连中的小檗碱作用于枯草杆菌使胞内钙离子流失；④抑制外排泵，如连翘酯苷B具有抑制肺炎克雷伯菌细胞膜上药物外排泵活性的作用，与抗生素联用可加强其抗菌活性；⑤减少内毒素的释放，如大黄甲醇提取物；⑥增强中性粒细胞吞噬功能，如穿心莲内酯化合物；⑦抑制细菌生物被膜的形成，如黄连素对MRSA生物膜的抑制。一味中药可能含有不同的抗菌成分，可以通过多个环节综合作用来发挥抗菌作用，故更加难以产生耐药性，这给予中药在治疗耐药菌感染方面非常重要的地位。

8结语

耐药菌是威胁全人类健康的重要问题，尤其是全耐药的细菌将治疗逼到几乎无路可走的境地，然而，人类总能在与自然界的不断搏斗中获得生存与发展。面对耐药菌泛滥的危机，应该针对加速耐药菌增长的各种因素加以遏制，以留下足够的时间开发新的药物和治疗方法。上述讨论的这些非抗生素疗法，虽然绝大多数仍处于早期研究阶段，尚未广泛应用于临床实践，但却能提供治疗细菌感染的新方案和思路。耐药菌的治疗任重而道远，需要进一步完善与研究。

作者：龙智 周云芳 单位：上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心感染科