探討抗菌藥誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放作用

1、探討抗菌藥誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放作用摘要：一些實(shí)驗(yàn)研究及臨床資料證明，有些抗菌藥尤其是P-內(nèi)酰胺類抗生素 在治療革蘭氏陰性菌感染時(shí)，有誘導(dǎo)大量內(nèi)毒素釋放的副作用，在臨床上可能引 起或加重內(nèi)毒素血癥。不同類型抗菌藥誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的程度與其對不同類型青 霉素結(jié)合蛋白（PBP）的親和性有關(guān)，抗菌藥與PBP3或PBP2結(jié)合所造成的內(nèi)毒素釋 放的量較高。因此在抗菌藥的研究設(shè)計(jì)中，除了要考慮其殺菌效力外，還應(yīng)考慮可 能誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的問題。在敗血癥治療中也應(yīng)采取合理的治療方案，以防止或減輕內(nèi)毒素血癥的發(fā)生。關(guān)鍵詞：抗菌藥內(nèi)毒素青霉素結(jié)合蛋白內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外膜中的脂多糖成分，具有廣泛的生物活性。 內(nèi)毒

2、素對機(jī)體造成雙重影響：少量內(nèi)毒素刺激機(jī)體時(shí)，能增強(qiáng)特異性及非特異性 免疫力,誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素等；而大量內(nèi)毒素進(jìn)入機(jī)體循環(huán)時(shí)，可造成廣泛而強(qiáng)烈的 病理反應(yīng),如彌漫性血管內(nèi)凝血、多器官功能衰竭及休克等。內(nèi)毒素在革蘭氏陰 性桿菌引起的感染性休克中起著關(guān)鍵作用1 3。對于革蘭氏陰性菌敗血癥病人， 有些廣譜抗菌藥能有效地控制菌血癥，但是臨床資料證明病人的死亡率仍然很高， 其原因可能與抗菌藥誘導(dǎo)細(xì)菌釋放內(nèi)毒素有關(guān)4,5。由于在抗菌藥治療的過程 中，隨著細(xì)菌的裂解，內(nèi)毒素從細(xì)菌的細(xì)胞壁外膜釋放后進(jìn)入血液循環(huán)，因而可能加重內(nèi)毒素血癥，從而促進(jìn)一系列的炎癥反應(yīng)，造成機(jī)體嚴(yán)重而廣泛的病理損傷。1抗菌藥誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋

3、放在體外細(xì)菌培養(yǎng)系統(tǒng)中，已發(fā)現(xiàn)多種抗菌藥如P -內(nèi)酰胺類68、氨基糖 苷類、氟喹諾酮類藥物等均能引起不同程度的內(nèi)毒素釋放，其中P -內(nèi)酰胺類抗生素（如氨芐西林，頭抱噻肟,頭抱他啶,氨曲南等）能誘導(dǎo)多種細(xì)菌包括野生菌和 突變菌（如大腸埃希氏菌，銅綠假單胞菌68,肺炎克雷伯氏菌11,流感嗜血菌 12等）釋放大量的內(nèi)毒素，在這些抗菌藥處理的細(xì)菌培養(yǎng)上清液中能檢測到內(nèi) 毒素含量比無抗菌藥處理者高幾倍甚至幾十倍。P-內(nèi)酰胺類抗生素誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放常常與其造成的細(xì)菌溶解伴隨發(fā)生，并與細(xì)菌溶解程度有一定關(guān)系。內(nèi)毒 素-細(xì)胞因子級聯(lián)反應(yīng)所造成的全身炎癥過程是發(fā)生內(nèi)毒素休克的重要環(huán)節(jié)。抗 菌藥作用于細(xì)菌后，由于

4、細(xì)菌裂解及伴隨的內(nèi)毒素釋放到培養(yǎng)上清液中，其上清 液可刺激巨噬細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生大量的腫瘤壞死因子（TNF）和白細(xì)胞介素-6（IL-6）1315,這些炎性因子的大量產(chǎn)生可促進(jìn)內(nèi)毒素休克的發(fā)生。有些動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)可觀察到與體外實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果。給大腸埃希氏菌性腹 膜炎家兔注射慶大霉素后，動(dòng)物血液中細(xì)菌數(shù)量急劇減少，但血漿中內(nèi)毒素含量較未治療者明顯增高。用氨芐西林治療幼年大鼠流感嗜血菌性腹膜炎，造成較多的內(nèi)毒素釋放入血液循環(huán)12。燒傷后感染肺炎克雷伯氏菌的敗血癥小鼠，經(jīng)頭 抱他啶、氨曲南、亞胺培南治療后，小鼠血液中內(nèi)毒素含量明顯增高，同時(shí)內(nèi)毒素 激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生大量的IL-616。大腸埃希氏菌性

5、腦膜炎家兔，經(jīng)美羅培南和 頭抱噻肟治療后,在腦脊液中可檢測到高含量的內(nèi)毒素,同時(shí)腦脊液中TNF濃度 也增高17。不同類型的抗菌藥所誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放水平有所不同，如拉氧頭抱對菌血癥的清除作用與慶大霉素相似，但其誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的量比慶大霉素高 20倍18。用D-半乳糖胺處理小鼠后,再造成大腸埃希氏菌性腹膜炎模型,發(fā)現(xiàn) 用頭抱他啶治療比用亞胺培南治療引起更多的小鼠死亡，推測頭抱他啶誘導(dǎo)更多的內(nèi)毒素釋放19。雖然動(dòng)物體內(nèi)的研究結(jié)果不能外推到人，但這些研究證據(jù)提示了抗菌藥促 進(jìn)內(nèi)毒素釋放，加重內(nèi)毒素血癥的可能性。有些革蘭氏陰性菌敗血癥患者在接受 抗菌藥治療后，盡管血液中細(xì)菌數(shù)減少或消失，但大部分病人呈現(xiàn)

6、血漿中游離及 總內(nèi)毒素含量增高（游離內(nèi)毒素含量升高250倍）5,20。流感嗜血菌感染的腦 膜炎患兒，在接受頭抱他啶治療后，所有患兒腦脊液中游離內(nèi)毒素含量均增高，同時(shí)腦脊液中乳酸鹽及乳酸脫氫酶增高及葡萄糖下 降，提示內(nèi)毒素增高導(dǎo)致炎癥加重21。用抗菌藥治療泌尿系感染后，尿液培養(yǎng)顯 示細(xì)菌數(shù)下降，但尿中內(nèi)毒素含量卻明顯增高。內(nèi)毒素釋放的程度與所用的抗菌 藥種類有關(guān)，其中P -內(nèi)酰胺類抗生素所造成的內(nèi)毒素增高更為明顯22。這些 臨床資料表明，革蘭氏陰性菌敗血癥患者經(jīng)有些抗菌藥治療后，病人的菌血癥減 輕,但內(nèi)毒素血癥改善不明顯或反而加重，這可能是病人高死亡率的原因之一。2青霉素結(jié)合蛋白與抗菌藥誘導(dǎo)的內(nèi)

7、毒素釋放青霉素結(jié)合蛋白（PBP）是存在于革蘭氏陰性桿菌細(xì)胞漿膜外周間隙中的一 類酶蛋白質(zhì)。有些抗菌藥如P -內(nèi)酰胺類抗生素的抑菌作用機(jī)制就在于與PBP結(jié)合,使其活性受到抑制，從而引起細(xì)胞壁肽聚糖的合成受阻及細(xì)菌內(nèi)溶解酶的激 活，因而造成菌體裂解和死亡。但與此同時(shí)，細(xì)胞壁外膜上的內(nèi)毒素可能被釋放出 來23,24。不同類型的抗菌藥誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的能力與其對不同PBP的親和力有關(guān)?？咕幣cPBP1結(jié)合可造成細(xì)菌快速溶解；而抑制PBP2則使桿菌生長成球 形體；抑制PBP3則使細(xì)菌生長成長絲狀。主要結(jié)合于PBP2和PBP的抗菌藥（如亞胺培南）作用于革蘭氏陰性桿菌后， 能很快引起內(nèi)毒素釋放（與細(xì)菌作用后1

8、-2h）;而主要結(jié)合于PBP3的抗菌藥（如 頭抱噻肟,頭抱他啶,氨曲南等）誘導(dǎo)內(nèi)毒素的釋放較晚（作用后4h左右）。實(shí)驗(yàn)證 明PBP3抑制劑比PBP2抑制劑所造成的內(nèi)毒素釋放量要高得多，這是由于與PBP3 結(jié)合抑制了細(xì)菌隔膜的形成，從而使細(xì)菌生長成長絲狀，因此細(xì)菌的質(zhì)量變大及 內(nèi)毒素的合成不斷增高。一般來說，每種P-內(nèi)酰胺類抗生素不僅僅作用于一種 PBP,與何種PBP結(jié)合與所用劑量有關(guān)。例如,所謂的PBP3抑制劑（如頭抱噻肟, 頭抱他啶）在較低濃度（W最低抑菌濃度）時(shí),主要與PBP3結(jié)合,誘導(dǎo)細(xì)菌長絲形 成；而在較高濃度時(shí)，則對PBP1有較高的親和力，因而造成細(xì)菌快速溶解。主要作 用于PBP3的

9、抗菌藥在低于最低抑菌濃度時(shí)，仍能誘導(dǎo)大量的內(nèi)毒素釋放而不伴 有明顯的細(xì)菌溶解，此時(shí)內(nèi)毒素的釋放產(chǎn)生于長絲形成時(shí)非溶解性細(xì)胞壁損傷。3防止抗菌藥誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放菌血癥和內(nèi)毒素血癥是革蘭氏陰性菌敗血癥的兩大致死狀態(tài)。除了要用強(qiáng) 力、高效抗菌藥控制菌血癥外，防止治療過程中的內(nèi)毒素釋放是降低病人死亡率 的重要一環(huán)。研究表明，抗菌藥引起的細(xì)菌裂解與其誘導(dǎo)的內(nèi)毒素釋放有明顯的 關(guān)系，由于釋放出的可溶性內(nèi)毒素的活性比其固著于菌體時(shí)的活性要高得多，一旦大量的內(nèi)毒素從菌體釋放到血液或體液中，將會產(chǎn)生強(qiáng)烈的毒性反應(yīng)。有些殺 菌性抗菌藥（如P-內(nèi)酰胺類抗生素）的殺菌作用就是通過影響細(xì)菌細(xì)胞壁的合 成,從而造成細(xì)胞壁

10、缺陷，隨之導(dǎo)致細(xì)菌裂解而實(shí)現(xiàn)的。因此，對于這些抗菌藥來 說,清除菌血癥和可能誘導(dǎo)的內(nèi)毒素血癥成為治療敗血癥過程中的矛盾。只有將 這對矛盾合理地解決，才能降低病人的死亡率。內(nèi)毒素是具有多價(jià)陰離子特性的大分子物質(zhì)，有些陽離子多肽能與之結(jié)合， 并降低其毒性2527。近年的研究發(fā)現(xiàn),在傳統(tǒng)中藥中有著藥用歷史的雞蛋清中 含有一種多肽一一蛋清溶菌酶，是一種富含陽離子的白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)與P-內(nèi)酰胺類抗生素聯(lián)合應(yīng)用于大腸埃希氏菌、傷寒沙門氏菌等細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)，可明顯阻止抗菌藥誘導(dǎo)的細(xì)菌溶解，并使釋放到培養(yǎng)上清液中的內(nèi)毒素含量明顯降低 且同時(shí)對抗菌藥的殺菌效力無明顯影響。 細(xì)菌經(jīng)蛋清溶菌酶與抗菌藥共同作用后 其培養(yǎng)

11、上清液對動(dòng)物的致炎活性明顯減弱,在動(dòng)物體內(nèi)誘導(dǎo)的TNFa和IL-6生成 明顯減少。蛋清溶菌酶與抗菌藥聯(lián)合治療粒細(xì)胞減少癥合并大腸埃希氏菌J5腹膜感染的小鼠，動(dòng)物存活率較單獨(dú)用抗菌藥治療時(shí)增高26,27 0這種殺菌與溶菌 及內(nèi)毒素釋放明顯分離的作用，對于敗血癥的治療有益處。內(nèi)毒素的生物活性廣泛而強(qiáng)烈，對機(jī)體造成嚴(yán)重的損害。由于不同的抗菌藥 誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的量不同，因此在抗菌藥的研究設(shè)計(jì)中除了考慮到殺菌效力外 ， 還應(yīng)考慮到可能誘導(dǎo)內(nèi)毒素釋放的問題。對于敗血癥病人，由于菌血癥也是一個(gè) 致死因素，抗菌藥仍然是必不可少的治療手段，因此,在治療中應(yīng)采取合理的治療 方案以防止或減輕內(nèi)毒素血癥。參考文獻(xiàn)Ri

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