青霉烯类酶抑制剂的研究进展
作者：韩红娜 刘浚
单位：中国医学科学院中国协和医科大学医药生物技术研究所,北京 100050
关键词：青霉烯；酶抑制剂；抗菌活性；抑酶活性
中国药物化学杂志000424 摘 要 细菌的耐药性迫切需要新的酶抑制剂的出现.亚甲基青霉烯是一类新的β-内酰胺酶抑制剂.本文综述了其构效与抑酶活性的关系.寻求抑酶活性更高、药理特性好及临床效果更好的青霉烯类的酶抑制剂仍为今后研究的方向.
Research Development in the β-Lactamase Inhibitor of Penem
Han Hongna，Liu Jun
(Chinese Academy of Medical Sciences,Peking Union Medical College,Institute of Medicinal Biotechnology,Beijing 100050)
, http://www.100md.com
Abstract This review offers an overview of the β-lactamase inhibitor of penem.Methylene penem is the new β-lactamase inhibitor.Its structure-activity relationship has already been studied broadly.The development challeges researchers to seek for the β-lactamase inhibitor with high inhibitory activity,good pharmacological action and clinical effects.
Key words penem;β-lactamase inhibitor;antibiotic activity
β-内酰胺类抗生素由于具有广谱抗菌活性，一直以来被广泛使用.然而，过度的使用导致细菌产生了耐药性，其耐药机制主要有四种：1)作用靶点的改变引起了细菌的耐药性.青霉素结合蛋白(PBPs)的改变降低了其与β-内酰胺抗生素的亲和力〔1〕.在许多情况下，基因的重排导致了正常的PBPs对酰化和被β-内酰胺灭活变得不敏感.2)改变了革兰氏阴性菌的外膜通透性，抑制了β-内酰胺抗生素的穿透.3)外排泵机制：许多细菌，象绿脓杆菌，通过有规律的外排机制而使抗生素分子未发挥其抗菌作用之前而被崩出细胞膜外〔2〕.4)许多革兰氏阳性菌和阴性菌通过产生β-内酰胺酶而使β-内酰胺抗生素失活，染色体或质粒上的抗性基因编码的酶蛋白使β-内酰胺环不可逆的被打开，是引起β-内酰胺抗生素失活的主要原因〔3〕.
, 百拇医药
克服这种主要耐药机制的手段有两个：1)使用对β-内酰胺酶水解作用稳定的β-内酰胺类抗生素.2)设计β-内酰胺酶的特异性抑制剂，与β-内酰胺抗生素联合用药，使β-内酰胺抗生素免遭酶的水解，发挥其应有的抗菌活性.
β-内酰胺酶抑制剂的研究已取得了一定成果.克拉维酸、舒巴坦及他唑巴坦已成功应用于临床.然而，新的细菌的出现，使其产生的新的β-内酰胺酶〔4〕不断出现，包括质粒介导和染色体变异所产生的新的类型进一步威胁着β-内酰胺抗生素的抗菌活性.因此，探求新的β-内酰胺酶抑制剂引起了许多化学家的兴趣〔5〕.
自从Woodward报道了青霉烯核的化学和生物特性以来,大多数研究都集中在对6-位为羟乙基结构的青霉烯类的抗菌活性的研究上〔6〕.近年来Smithkline*Beecham研究室致力于研究6-位羟乙基青霉烯的脱水产物，即6-位为烷基或杂环取代的亚甲基系列青霉烯类化合物.此类化合物的的抗菌活性比6-羟乙基青霉烯低，但是具有广泛的抑酶活性〔7〕，同时对青霉烯核的结构进行修饰研究，获得了一系列的6-位为烷基或杂环取代的亚甲基青霉烯化合物并对他们的抑酶活性和抗菌活性进行了研究，发现，其中(5R)-(Z)-6-(1-methyl-1,2,3-triazol-4-ylmethene)penem-3-carboxylic acid(BRL 42715)具有优异的β-内酰胺酶抑制作用，抑酶谱广，抑酶活性强〔8～10〕，不仅对质粒介导的TEM-1(最先从希腊小姑娘Temoniera大肠埃希氏菌株(E.Coli)中被发现的酶)和SHV-1(阴性菌产生的质粒介导的酶,Class Ⅲ)活性较上述三种β-内酰胺酶抑制剂强，还对克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦无效的质粒介导OXA-1(阴性菌产生的质粒介导的酶,Class Ⅰ)有极好的活性，并对染色体变异引起的的各种β-内酰胺酶，包括头孢菌素酶(Class Ⅰ)也有很强的活性，只是对PSE(一种质粒介导的阴性菌产生的酶)的活性略低.它于10-7 mol*L-1低浓度下既可抑制青霉素酶与头孢菌素酶99%以上.其与氨苄西林、哌拉西林、头孢噻吩组合的制剂对各种β-内酰胺酶产生菌株的抗菌活性都比棒酸、舒巴坦、他唑巴坦等β-内酰胺酶抑制剂与上述抗生素组合的相应制剂强，与哌拉西林1∶20的制剂正在临床实验中.
, 百拇医药
关于6-亚甲基青霉烯的抑酶活性与结构的关系已有些报道〔11，12〕，对6-亚甲基青霉烯酶抑制剂系列化合物(1)研究发现，供结构修饰的只有2位和8位.
1 C-8位R2为简单烷基的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔13〕
6-乙烯基青霉烯(2)与6-羟乙基青霉烯相比，抗菌活性下降，而抑制β-内酰胺酶的活性显著提高，其抑酶活性不受C-2有无取代以及双键构型的影响.6-乙烯基青霉烯，克拉维钾和舒巴坦的抑酶活性列于表1，由表1可以看到，E-或Z-异构体青霉烯可以抑制四种β-内酰胺酶，其中包括只能被克拉维钾微弱抑制的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)Class Ia酶.舒巴坦具有与青霉烯相似的抑酶活性，但是活性稍差.这些物质的抑酶活性也可在与β-内酰胺的协同作用中反映出来(见表2).
由表2看出，青霉烯(2a～2c,3a)和克拉维钾作用相似，相对降低了阿莫西林对抗肺炎克雷白氏菌、变形杆菌、大肠杆菌和金葡球菌的MIC浓度.另外提高了阿莫西林抵抗阴沟肠杆菌的活性，但克拉维钾没有此作用.
, 百拇医药
Tab.1 β-lactamase inhibiting 6-ethylidenepenems
Source of β-lactamase
Class
I50/μg*mL-1
2a
3a
2c
3c
Potassium
clavulanate
Sulbactam
, 百拇医药
Enterobacter cloacae
Ⅰa
0.6
0.4
1.0
0.4
>50
4.0
Escherichia coli(TEM-1)
Ⅲ
0.007
0.15
, 百拇医药
0.04
0.2
0.06
1.0
Klebsiella pneumoniae
Ⅳ
0.001
0.03
0.015
0.07
0.03
6.0
Staphylococcus aureus(RusseⅡ)
, 百拇医药
—
0.13
2.5
0.6
3.2
0.08
1.3
Tab.2 Activity(MIC/μg*mL-1)of amoxycillin alone and in combination with 6-ethylidenepenems
Organism
Class
β-Lactamase inhibitor
, http://www.100md.com
None
2a
2b
2c
3a
Potassium
clavulanate
Enterobacter
Ⅰa
500
25
50
250
, 百拇医药
12.5
500
Proteus vulgaris
Ⅰc
1 000
1.0
1.0
5.0
1.0
2.5
Pseudomonas aeruginosa
Ⅰd
, http://www.100md.com >1 000
>1 000
>1 000
>1 000
>1 000
>1 000
Proteus mirabilis
Ⅱ
>1 000
100
100
1 000
250
, 百拇医药
10
Escherichia coli(TEM-1)
Ⅲ
>1 000
5.0
10
5.0
5.0
5.0
Klebsiella pneumoniae
Ⅳ
500
, 百拇医药 2.5
5.0
2.5
2.5
5.0
Staphylococcus aureus(RusseⅡ)
Ⅱ
100
0.5
<0.2
1.0
0.5
0.2
, 百拇医药
E.coli(Amox)
—
5.0
5.0
5.0
2.5
5.0
5.0
P.mirabilis(Amox)
—
2.5
2.5
2.5
, 百拇医药
2.5
2.5
2.5
S.aureus oxford
—
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
2 C-8位R2为噻吩或呋喃环的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔14〕
, 百拇医药
C-8位由噻吩或呋喃环替代甲基(4)后，其抑酶活性和协同作用列于表3.由表3可以看出，对于5种酶，E-异构体抑酶活性低于等量的Z-异构体，而且与阿莫西林的协同作用也差.Z-异构体协同作用虽然减弱，但是抵抗奇异变形杆菌、肺炎克雷伯氏菌和阴沟肠杆菌的活性增强.特殊化合物(4c)，其Z-异构体与E-异构体一样可具有抗菌活性，虽然他们的抑酶活性相差100倍.这种结果也反(RusseⅡ)—0.132.50.63.20.081.3Tab.2 Activity(MIC/μg*mL-1)of amoxycillin alone and in combination with 6-ethylidenepenems
Organism
Class
β-Lactamase inhibitor
None
, 百拇医药
2a
2b
2c
3a
Potassium
clavulanate
Tab.3 Synergistic and β-lactamase inhibitory activity
Class
I50(μg*mL-1)
Antibiotic MICs(μg*mL-1)in the presence of 1 μg*mL-1
, 百拇医药
E.cl.Ⅰ
P.m.Ⅱ
E.co.Ⅲ
K.p.Ⅳ
S.a.-
Cephaloridine
E.cl.Ⅰ
Amoxycillin
P.m.Ⅱ
E.co.Ⅲ
K.p.Ⅳ
S.a.-
, 百拇医药
2 or 3
1.000
NT
0.040
0.015
0.600
256
>256
4
2
1.0
4a
0.020
, 百拇医药
0.400
0.008
0.028
0.400
8
8
4
32
0.5
4b
0.003
0.090
0.002
, http://www.100md.com
0.003
0.021
16
8
2
4
0.3
4c
0.005
0.025
0.003
0.002
0.013
, 百拇医药
16
4
2
8
0.3
4d
0.005
0.012
0.001
0.003
0.045
8
16
, 百拇医药
2
16
0.5
clavulanic acid
In
0.030
0.050
0.019
0.060
>256
4
2
2
, 百拇医药
0.5
sulbactam
2.8
0.080
1.90
10.0
1.50
256
32
128
32
4.0
tazobactam
, 百拇医药
0.02
0.02
0.20
0.10
0.35
128
1
16
16
1.0
No inhibitor
—
—
, 百拇医药
—
—
—
>256
>256
>256
256
128
E.cl.-Enterobacter；P.m.-Proteus mirabilis；E.co.-Escherichia coli(TEM-1)；K.p.-Klebsiella pneumoniae；S.a.-Staphylococcus aureus;In-inactive at 10 μg/mL
3 C-8位R2为其他五员单杂环取代的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔11,15〕
, 百拇医药
在化合物(5)的基础，近年来研究较多的是一类C-8位为五员杂环取代的亚甲基青霉烯抑制剂(6).此类化合物无论在体外还是在体内与克拉维酸，舒巴坦和他唑巴坦相比，都显示出极好的活性.它们对细胞释放的β-内酰胺酶有抑制活性.具体数据列于表4.
Tab.4 β-Lactamase inhibitory activity
Compd.
I50/μg*mL-1
E.cl.Ⅰa
P.m.Ⅱ
E.co.(TEM-1)Ⅲ
K.p.Ⅳ
, 百拇医药
E.co.(OXA-1)Ⅴ
S.a.
5
0.005
0.025
0.003
0.002
0.002
0.013
6a
0.001
0.005
0.002
, 百拇医药
0.001
0.002
0.015
6b
0.003
0.016
0.003
0.002
0.004
0.026
6c
0.004
0.32
, http://www.100md.com
0.003
0.009
0.002
0.6
6d
0.5
0.011
0.004
0.002
0.003
0.033
6e
0.002
, 百拇医药
0.03
0.005
0.004
0.03
0.02
6f
NT
0.001
0.003
0.004
0.001
0.014
6g
, 百拇医药
0.01
0.009
0.014
0.01
0.065
0.059
6h
0.002
1.0
0.06
0.003
0.001
0.3
, 百拇医药
6I
0.007
0.015
0.001
0.001
0.003
0.035
6j
0.12
0.16
0.013
0.065
0.005
, 百拇医药
0.1
6k
0.0013
0.017
0.003
0.002
0.002
0.04
6l
0.053
0.013
0.002
0.002
, 百拇医药
0.003
0.03
6m
0.001
0.005
0.003
0.001
0.001
0.005
6n
NT
NT
NT
, 百拇医药
NT
NT
NT
6o
0.017
0.007
0.02
0.008
0.013
0.024
6p
0.007
0.008
, 百拇医药
0.05
0.025
0.009
0.07
6q
0.001
0.006
0.005
0.047
0.002
0.025
clavulanic acid
>50.0
, http://www.100md.com
0.03
0.05
0.019
0.6
0.06
sulbactam
2.8
0.08
1.9
10.0
3.2
1.5
tazobactam
, 百拇医药
0.02
0.02
0.02
0.1
1.15
0.35
NT:Not tested 杂环衍生物(6a～6m,6o～6q)显示出与化合物(5)相同高的抑酶活性.但比克拉维酸与舒巴坦强.系列化合物(6)与阿莫西林的协同作用具有很好的抑酶活性，被认为能进入细菌内部组织，并且具有好的β-内酰胺酶抑制活性.这6种化合物显示出比克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦更广泛的活性.在对抗机体产生的Class Ia和Vβ-内酰胺酶方面，显示出引人注目的活性.其中BRL-42715(6m)能显著增强阿莫西林、哌拉西林、头孢噻吩抗β-内酰胺酶产生菌活性.与阿莫西林协同在小鼠实验中作CD50测试,BRL-42715表现出较好的抗感染能力.研究发现BRL-42715使β-内酰胺酶失活而产生了不可逆转的乙酰酶络合物(7)〔16〕.然而，此类化合物由于化学不稳性和体内半衰期较短而发现不适合药物发展.但是对此类化合物的类似物进行研究也许是可行的.因此1997年Maiti等制备了BRL-42715的类似物SYN-1012(8)〔12〕.并与可拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦和的抑酶活性作了比较，发现其与BRL-42715一样可以抵抗TEM-1(大肠杆菌)、TEM-3(肺炎克雷伯氏菌)、OXA-1(大肠埃希氏菌)及Ampc(阴沟肠杆菌)酶，与哌拉西林、头孢噻吩和头孢噻肟联合用药，体外协同作用相当或稍稍低于BRL-42715.能抵抗所有受试的革兰氏阳性菌(金葡球菌)和革兰氏阴性菌(阴沟肠杆菌、粪肠球菌和绿脓杆菌).6-(Z)乙酰亚甲基青霉烯(9)发现能抑制所有革兰氏阳性和革兰氏菌细胞产生的β-内酰胺酶〔17〕.
, 百拇医药
同时，从结构上可以发现，杂环结构与生物活性之间存在一定关系，用一般结构(10)作为青霉烯的模板.
活性最好的衍生物是在α位有氧或最好为氮原子，在δ位为C—H原子.例如吡唑(6b)和三唑(6m)具有比吡唑(6c)更大的活性.在噻二唑系列中，(6j,α=S)的活性比他的异构体(6k,6l)(α=N)弱.在δ位置增加一个额外的杂原子只能使活性降低.δ位若被甲基取代，则使活性降低.
4 C-8位R2为双杂环取代的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔18〕
此类化合物(11)的血清半衰期较长，与抗生素的血清半衰期比较匹配，从而克服了以前酶抑制剂与抗菌素半衰期不匹配问题，显著提高了细菌对合剂的敏感度.此类化合物的研究正在进行.目前为止，(11a～11d)4种化合物研究较多,此类化合物与阿莫西林的协同作用强.(11a，11c)对于肾脱氢肽酶(RDHP)具有好的稳定性.然而，此类双环化合物对于人体血清具有高的结合力.将此四种化合物进行小鼠体内感染实验，发现体内活性降低.
, 百拇医药
综上所述，6-亚甲基青霉烯显示出一定抑制β-内酰胺酶的活性.其抑酶活性和协同作用优于克拉维酸、舒巴坦及他唑巴坦.特别是1989年Smithkline*Beecham研究室报道的BRL-42715具有优异的对β-内酰胺酶的抑制作用，且抑酶谱广，抑酶活性强.但亦发现多年来，关于其药理特性和临床效果报道极少，有必要继续对其C-8位取代基进行修饰，进一步提高其对β-内酰胺酶的抑制活性和药理特性.
参 考 文 献
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收稿日期:2000-05-29, http://www.100md.com
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Key words penem;β-lactamase inhibitor;antibiotic activity
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克服这种主要耐药机制的手段有两个：1)使用对β-内酰胺酶水解作用稳定的β-内酰胺类抗生素.2)设计β-内酰胺酶的特异性抑制剂，与β-内酰胺抗生素联合用药，使β-内酰胺抗生素免遭酶的水解，发挥其应有的抗菌活性.
β-内酰胺酶抑制剂的研究已取得了一定成果.克拉维酸、舒巴坦及他唑巴坦已成功应用于临床.然而，新的细菌的出现，使其产生的新的β-内酰胺酶〔4〕不断出现，包括质粒介导和染色体变异所产生的新的类型进一步威胁着β-内酰胺抗生素的抗菌活性.因此，探求新的β-内酰胺酶抑制剂引起了许多化学家的兴趣〔5〕.
自从Woodward报道了青霉烯核的化学和生物特性以来,大多数研究都集中在对6-位为羟乙基结构的青霉烯类的抗菌活性的研究上〔6〕.近年来Smithkline*Beecham研究室致力于研究6-位羟乙基青霉烯的脱水产物，即6-位为烷基或杂环取代的亚甲基系列青霉烯类化合物.此类化合物的的抗菌活性比6-羟乙基青霉烯低，但是具有广泛的抑酶活性〔7〕，同时对青霉烯核的结构进行修饰研究，获得了一系列的6-位为烷基或杂环取代的亚甲基青霉烯化合物并对他们的抑酶活性和抗菌活性进行了研究，发现，其中(5R)-(Z)-6-(1-methyl-1,2,3-triazol-4-ylmethene)penem-3-carboxylic acid(BRL 42715)具有优异的β-内酰胺酶抑制作用，抑酶谱广，抑酶活性强〔8～10〕，不仅对质粒介导的TEM-1(最先从希腊小姑娘Temoniera大肠埃希氏菌株(E.Coli)中被发现的酶)和SHV-1(阴性菌产生的质粒介导的酶,Class Ⅲ)活性较上述三种β-内酰胺酶抑制剂强，还对克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦无效的质粒介导OXA-1(阴性菌产生的质粒介导的酶,Class Ⅰ)有极好的活性，并对染色体变异引起的的各种β-内酰胺酶，包括头孢菌素酶(Class Ⅰ)也有很强的活性，只是对PSE(一种质粒介导的阴性菌产生的酶)的活性略低.它于10-7 mol*L-1低浓度下既可抑制青霉素酶与头孢菌素酶99%以上.其与氨苄西林、哌拉西林、头孢噻吩组合的制剂对各种β-内酰胺酶产生菌株的抗菌活性都比棒酸、舒巴坦、他唑巴坦等β-内酰胺酶抑制剂与上述抗生素组合的相应制剂强，与哌拉西林1∶20的制剂正在临床实验中.
, 百拇医药
关于6-亚甲基青霉烯的抑酶活性与结构的关系已有些报道〔11，12〕，对6-亚甲基青霉烯酶抑制剂系列化合物(1)研究发现，供结构修饰的只有2位和8位.
1 C-8位R2为简单烷基的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔13〕
6-乙烯基青霉烯(2)与6-羟乙基青霉烯相比，抗菌活性下降，而抑制β-内酰胺酶的活性显著提高，其抑酶活性不受C-2有无取代以及双键构型的影响.6-乙烯基青霉烯，克拉维钾和舒巴坦的抑酶活性列于表1，由表1可以看到，E-或Z-异构体青霉烯可以抑制四种β-内酰胺酶，其中包括只能被克拉维钾微弱抑制的阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)Class Ia酶.舒巴坦具有与青霉烯相似的抑酶活性，但是活性稍差.这些物质的抑酶活性也可在与β-内酰胺的协同作用中反映出来(见表2).
由表2看出，青霉烯(2a～2c,3a)和克拉维钾作用相似，相对降低了阿莫西林对抗肺炎克雷白氏菌、变形杆菌、大肠杆菌和金葡球菌的MIC浓度.另外提高了阿莫西林抵抗阴沟肠杆菌的活性，但克拉维钾没有此作用.
, 百拇医药
Tab.1 β-lactamase inhibiting 6-ethylidenepenems
Source of β-lactamase
Class
I50/μg*mL-1
2a
3a
2c
3c
Potassium
clavulanate
Sulbactam
, 百拇医药
Enterobacter cloacae
Ⅰa
0.6
0.4
1.0
0.4
>50
4.0
Escherichia coli(TEM-1)
Ⅲ
0.007
0.15
, 百拇医药
0.04
0.2
0.06
1.0
Klebsiella pneumoniae
Ⅳ
0.001
0.03
0.015
0.07
0.03
6.0
Staphylococcus aureus(RusseⅡ)
, 百拇医药
—
0.13
2.5
0.6
3.2
0.08
1.3
Tab.2 Activity(MIC/μg*mL-1)of amoxycillin alone and in combination with 6-ethylidenepenems
Organism
Class
β-Lactamase inhibitor
, http://www.100md.com
None
2a
2b
2c
3a
Potassium
clavulanate
Enterobacter
Ⅰa
500
25
50
250
, 百拇医药
12.5
500
Proteus vulgaris
Ⅰc
1 000
1.0
1.0
5.0
1.0
2.5
Pseudomonas aeruginosa
Ⅰd
, http://www.100md.com >1 000
>1 000
>1 000
>1 000
>1 000
>1 000
Proteus mirabilis
Ⅱ
>1 000
100
100
1 000
250
, 百拇医药
10
Escherichia coli(TEM-1)
Ⅲ
>1 000
5.0
10
5.0
5.0
5.0
Klebsiella pneumoniae
Ⅳ
500
, 百拇医药 2.5
5.0
2.5
2.5
5.0
Staphylococcus aureus(RusseⅡ)
Ⅱ
100
0.5
<0.2
1.0
0.5
0.2
, 百拇医药
E.coli(Amox)
—
5.0
5.0
5.0
2.5
5.0
5.0
P.mirabilis(Amox)
—
2.5
2.5
2.5
, 百拇医药
2.5
2.5
2.5
S.aureus oxford
—
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
2 C-8位R2为噻吩或呋喃环的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔14〕
, 百拇医药
C-8位由噻吩或呋喃环替代甲基(4)后，其抑酶活性和协同作用列于表3.由表3可以看出，对于5种酶，E-异构体抑酶活性低于等量的Z-异构体，而且与阿莫西林的协同作用也差.Z-异构体协同作用虽然减弱，但是抵抗奇异变形杆菌、肺炎克雷伯氏菌和阴沟肠杆菌的活性增强.特殊化合物(4c)，其Z-异构体与E-异构体一样可具有抗菌活性，虽然他们的抑酶活性相差100倍.这种结果也反(RusseⅡ)—0.132.50.63.20.081.3Tab.2 Activity(MIC/μg*mL-1)of amoxycillin alone and in combination with 6-ethylidenepenems
Organism
Class
β-Lactamase inhibitor
None
, 百拇医药
2a
2b
2c
3a
Potassium
clavulanate
Tab.3 Synergistic and β-lactamase inhibitory activity
Class
I50(μg*mL-1)
Antibiotic MICs(μg*mL-1)in the presence of 1 μg*mL-1
, 百拇医药
E.cl.Ⅰ
P.m.Ⅱ
E.co.Ⅲ
K.p.Ⅳ
S.a.-
Cephaloridine
E.cl.Ⅰ
Amoxycillin
P.m.Ⅱ
E.co.Ⅲ
K.p.Ⅳ
S.a.-
, 百拇医药
2 or 3
1.000
NT
0.040
0.015
0.600
256
>256
4
2
1.0
4a
0.020
, 百拇医药
0.400
0.008
0.028
0.400
8
8
4
32
0.5
4b
0.003
0.090
0.002
, http://www.100md.com
0.003
0.021
16
8
2
4
0.3
4c
0.005
0.025
0.003
0.002
0.013
, 百拇医药
16
4
2
8
0.3
4d
0.005
0.012
0.001
0.003
0.045
8
16
, 百拇医药
2
16
0.5
clavulanic acid
In
0.030
0.050
0.019
0.060
>256
4
2
2
, 百拇医药
0.5
sulbactam
2.8
0.080
1.90
10.0
1.50
256
32
128
32
4.0
tazobactam
, 百拇医药
0.02
0.02
0.20
0.10
0.35
128
1
16
16
1.0
No inhibitor
—
—
, 百拇医药
—
—
—
>256
>256
>256
256
128
E.cl.-Enterobacter；P.m.-Proteus mirabilis；E.co.-Escherichia coli(TEM-1)；K.p.-Klebsiella pneumoniae；S.a.-Staphylococcus aureus;In-inactive at 10 μg/mL
3 C-8位R2为其他五员单杂环取代的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔11,15〕
, 百拇医药
在化合物(5)的基础，近年来研究较多的是一类C-8位为五员杂环取代的亚甲基青霉烯抑制剂(6).此类化合物无论在体外还是在体内与克拉维酸，舒巴坦和他唑巴坦相比，都显示出极好的活性.它们对细胞释放的β-内酰胺酶有抑制活性.具体数据列于表4.
Tab.4 β-Lactamase inhibitory activity
Compd.
I50/μg*mL-1
E.cl.Ⅰa
P.m.Ⅱ
E.co.(TEM-1)Ⅲ
K.p.Ⅳ
, 百拇医药
E.co.(OXA-1)Ⅴ
S.a.
5
0.005
0.025
0.003
0.002
0.002
0.013
6a
0.001
0.005
0.002
, 百拇医药
0.001
0.002
0.015
6b
0.003
0.016
0.003
0.002
0.004
0.026
6c
0.004
0.32
, http://www.100md.com
0.003
0.009
0.002
0.6
6d
0.5
0.011
0.004
0.002
0.003
0.033
6e
0.002
, 百拇医药
0.03
0.005
0.004
0.03
0.02
6f
NT
0.001
0.003
0.004
0.001
0.014
6g
, 百拇医药
0.01
0.009
0.014
0.01
0.065
0.059
6h
0.002
1.0
0.06
0.003
0.001
0.3
, 百拇医药
6I
0.007
0.015
0.001
0.001
0.003
0.035
6j
0.12
0.16
0.013
0.065
0.005
, 百拇医药
0.1
6k
0.0013
0.017
0.003
0.002
0.002
0.04
6l
0.053
0.013
0.002
0.002
, 百拇医药
0.003
0.03
6m
0.001
0.005
0.003
0.001
0.001
0.005
6n
NT
NT
NT
, 百拇医药
NT
NT
NT
6o
0.017
0.007
0.02
0.008
0.013
0.024
6p
0.007
0.008
, 百拇医药
0.05
0.025
0.009
0.07
6q
0.001
0.006
0.005
0.047
0.002
0.025
clavulanic acid
>50.0
, http://www.100md.com
0.03
0.05
0.019
0.6
0.06
sulbactam
2.8
0.08
1.9
10.0
3.2
1.5
tazobactam
, 百拇医药
0.02
0.02
0.02
0.1
1.15
0.35
NT:Not tested 杂环衍生物(6a～6m,6o～6q)显示出与化合物(5)相同高的抑酶活性.但比克拉维酸与舒巴坦强.系列化合物(6)与阿莫西林的协同作用具有很好的抑酶活性，被认为能进入细菌内部组织，并且具有好的β-内酰胺酶抑制活性.这6种化合物显示出比克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦更广泛的活性.在对抗机体产生的Class Ia和Vβ-内酰胺酶方面，显示出引人注目的活性.其中BRL-42715(6m)能显著增强阿莫西林、哌拉西林、头孢噻吩抗β-内酰胺酶产生菌活性.与阿莫西林协同在小鼠实验中作CD50测试,BRL-42715表现出较好的抗感染能力.研究发现BRL-42715使β-内酰胺酶失活而产生了不可逆转的乙酰酶络合物(7)〔16〕.然而，此类化合物由于化学不稳性和体内半衰期较短而发现不适合药物发展.但是对此类化合物的类似物进行研究也许是可行的.因此1997年Maiti等制备了BRL-42715的类似物SYN-1012(8)〔12〕.并与可拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦和的抑酶活性作了比较，发现其与BRL-42715一样可以抵抗TEM-1(大肠杆菌)、TEM-3(肺炎克雷伯氏菌)、OXA-1(大肠埃希氏菌)及Ampc(阴沟肠杆菌)酶，与哌拉西林、头孢噻吩和头孢噻肟联合用药，体外协同作用相当或稍稍低于BRL-42715.能抵抗所有受试的革兰氏阳性菌(金葡球菌)和革兰氏阴性菌(阴沟肠杆菌、粪肠球菌和绿脓杆菌).6-(Z)乙酰亚甲基青霉烯(9)发现能抑制所有革兰氏阳性和革兰氏菌细胞产生的β-内酰胺酶〔17〕.
, 百拇医药
同时，从结构上可以发现，杂环结构与生物活性之间存在一定关系，用一般结构(10)作为青霉烯的模板.
活性最好的衍生物是在α位有氧或最好为氮原子，在δ位为C—H原子.例如吡唑(6b)和三唑(6m)具有比吡唑(6c)更大的活性.在噻二唑系列中，(6j,α=S)的活性比他的异构体(6k,6l)(α=N)弱.在δ位置增加一个额外的杂原子只能使活性降低.δ位若被甲基取代，则使活性降低.
4 C-8位R2为双杂环取代的亚甲基青霉烯酶抑制剂〔18〕
此类化合物(11)的血清半衰期较长，与抗生素的血清半衰期比较匹配，从而克服了以前酶抑制剂与抗菌素半衰期不匹配问题，显著提高了细菌对合剂的敏感度.此类化合物的研究正在进行.目前为止，(11a～11d)4种化合物研究较多,此类化合物与阿莫西林的协同作用强.(11a，11c)对于肾脱氢肽酶(RDHP)具有好的稳定性.然而，此类双环化合物对于人体血清具有高的结合力.将此四种化合物进行小鼠体内感染实验，发现体内活性降低.
, 百拇医药
综上所述，6-亚甲基青霉烯显示出一定抑制β-内酰胺酶的活性.其抑酶活性和协同作用优于克拉维酸、舒巴坦及他唑巴坦.特别是1989年Smithkline*Beecham研究室报道的BRL-42715具有优异的对β-内酰胺酶的抑制作用，且抑酶谱广，抑酶活性强.但亦发现多年来，关于其药理特性和临床效果报道极少，有必要继续对其C-8位取代基进行修饰，进一步提高其对β-内酰胺酶的抑制活性和药理特性.
参 考 文 献
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