劉慶，朱海，荀順義

（博瑞生物醫(yī)藥泰興市有限公司，江蘇泰興 225400）

奧利萬星是新型糖肽類抗生素，和萬古霉素的結(jié)構(gòu)接近，是由東方擬無枝酸菌以及擬孢囊菌經(jīng)過發(fā)酵后形成A82846B中間體并進一步通過化學(xué)合成獲得的。目前，奧利萬星被用于治療細菌性皮膚感染等疾病。現(xiàn)就糖肽類抗生素奧利萬星及其中間體生物的研究進展，進行如下綜述。

1 奧利萬星作用機制

奧利萬星主要用于治療革蘭氏陽性菌感染，是臨床上第一個經(jīng)過美國食品和藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)用于治療急性細菌性皮膚以及皮膚結(jié)構(gòu)感染（ABSSSI）的抗生素藥物。

1.1 分子結(jié)構(gòu)

奧利萬星屬于糖肽類抗生素，和萬古霉素結(jié)構(gòu)接近，由七肽骨架以及糖基側(cè)鏈構(gòu)成，七肽骨架包含7個氨基酸，其腔體結(jié)構(gòu)存在疏水性。奧利萬星和萬古霉素的糖基側(cè)鏈存在很大差異。

1.2 作用機制

奧利萬星在人體內(nèi)是通過二聚體的形式發(fā)揮作用，形成二聚體會讓七肽母核達到更穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，有助于結(jié)合靶點，細菌細胞膜能夠側(cè)鏈鎖定，讓藥物聚集在作用區(qū)域，讓人體藥物濃度保持在較高水平。奧利萬星最大特征在于七肽母核能夠和丙氨酸末端結(jié)合，具有更高的菌株敏感性，提高藥物的抗菌活性。奧利萬星引入疏水烴基側(cè)鏈，藥物可獲得類似于表面活性劑的優(yōu)點，破壞細胞膜，有效殺傷靜止期細菌。奧利萬星能夠直接作用于細胞膜，通過造成膜電位變化，提高細胞膜通透性，破壞屏障功能，造成細胞死亡。奧利萬星起效速度快，具有良好的抗菌能力，出現(xiàn)耐藥性的概率較低。

1.3 耐藥機制

奧利萬星耐藥機制來源于基因突變，目前已發(fā)現(xiàn)對萬古霉素耐藥的腸球菌，主要包括VanA～E、VanG等基因型，其中很大比例為獲得性耐藥基因。耐藥的原因在于細胞壁上的丙氨酸會轉(zhuǎn)變?yōu)閷μ请念愃幬锇悬c親和力更低的D-丙氨酰-D-乳酸等。但是VanA基因型對于奧利萬星具有較高敏感度。奧利萬星耐藥性較好，在臨床療效上具有突出優(yōu)勢。出現(xiàn)耐藥性最根本的原因在于細胞壁增厚，造成肽聚糖出現(xiàn)交聯(lián)顯著減少，藥物親和力降低，影響藥物接近于作用位點，從而出現(xiàn)耐藥性表現(xiàn)。有研究指出，對于金黃色葡萄球菌、鏈球菌以及表皮葡萄球菌，奧利萬星均具有較高的耐藥性。

1.4 藥代動力學(xué)

奧利萬星由于口服無法吸收，主要通過靜脈給藥，一般劑量為0.02～10 mg/kg，其峰濃度、AUC（藥時曲線下面積，表示藥物生物利用度）和用藥劑量存在線性關(guān)系，滿足藥代動力學(xué)特點。在人體的分布符合三室模型，和血漿蛋白結(jié)合率可以達到85%。在皮膚感染中，藥物濃度決定了藥效，在水泡液中，奧利萬星的血漿濃度只能達到19%。有研究通過小鼠實驗指出，奧利萬星并不會被肝粒體代謝[2]。陳佳浩等[3]的研究指出，奧利萬星在人體中清除率慢，患者用藥2周后，在尿液和糞便中可回收1%～5%的藥物。因此輕度肝腎功能異常的患者，在接受奧利萬星治療時，不需要額外調(diào)整用藥劑量。然而對于腎功能不全和肝功能不全的患者，奧利萬星藥代動力學(xué)機制尚不明確，因此并未形成規(guī)范的劑量調(diào)整建議。有研究根據(jù)臨床經(jīng)驗指出，對于患者肌酐清除率處于30～50 mL/min的，可給予7.5 mg/kg劑量，對于肌酐清除率為10～30 mL/min的患者，可給予10 mg/kg劑量。

1.5 安全性

朱珍真等[4]針對ABSSSI患者展開研究，其中479例患者接受萬古霉素治療，475例患者接受奧利萬星治療，兩組在臨床療效上沒有明顯差異。萬古霉素治療組患者出現(xiàn)不良反應(yīng)的概率達到63.8%，奧利萬星不良反應(yīng)率達到60%，兩者在用藥安全性上沒有顯著差異（P＞0.05）。有研究針對用藥劑量展開研究，對比持續(xù)給予1 200 mg和首次800 mg并后續(xù)追加400 mg，兩組臨床療效為81.5%和87.0%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。可見在給藥方式上，對用藥安全性無明顯影響。

2 奧利萬星及其中間體生物合成

2.1 A82846B生物合成途徑

A82846B主要結(jié)構(gòu)為糖基側(cè)鏈以及七肽骨架，糖肽類抗生素的七肽骨架相似，氨基酸交聯(lián)構(gòu)成3個環(huán)，形成骨架。合成抗生素過程中，經(jīng)過腺苷化結(jié)構(gòu)介導(dǎo)結(jié)合氨基酸，賦予特異性，實現(xiàn)了氨基酸轉(zhuǎn)化。有研究指出，腺苷化過程需要MbtH樣蛋白參與，該蛋白是腺苷酶激活劑以及伴侶蛋白，對腺苷化結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，促進修飾氨基酸和非核糖體肽結(jié)合，實現(xiàn)在骨架上合并氨基酸。MbtH樣基因是非核糖體肽合成酶的重要構(gòu)成，萬古霉素以及A82846B等糖肽生物合成基因簇同樣具備MbtH樣基因。在A82846B中β-羥酪氨酸發(fā)生氮化，有研究經(jīng)過對比非血紅素鹵素酶，證實鹵素酶蛋白的存在。鹵化酶具有顯著選擇性和特異性，可生成過氧化黃素，生成次氯黃素。

圖 1 A82846B合成途徑

鹵化酶VhaA能夠選擇性接受有2個β-羥基酪氨酸位點的二肽，進行雙氯化反應(yīng)。通過對體外合成產(chǎn)物的分析，未發(fā)現(xiàn)單氯化肽、六肽中間體受到鹵化酶催化影響，可以合成雙氯化產(chǎn)物。生成無環(huán)七肽后，開始進行側(cè)鏈交聯(lián)，七肽骨架利用細胞色素實現(xiàn)單加氧酶交聯(lián)，單加氧酶能夠特異性交聯(lián)線性七肽。王蕾蕾等[5]通過研究血紅素輔因子，指出交聯(lián)機制可能通過自由基完成，殘基側(cè)鏈有著豐富的電子酚環(huán)，出現(xiàn)電子氧化后，殘基按照順序通過交聯(lián)構(gòu)成了芳香醚。也有研究推測氧化酶位點上有包含電子通道的血紅素鐵元素，能夠滿足輔底物通過。在A82846B中，3個糖分子通過糖基轉(zhuǎn)移酶將糖分子轉(zhuǎn)移至七肽骨架上，形成A82846B。七肽骨架經(jīng)過氧化交聯(lián)后具有糖基化作用，糖基位置、數(shù)量以及特點能夠提高溶解性，經(jīng)過介導(dǎo)作用對藥物生物活性產(chǎn)生影響[6]。抗生素糖基側(cè)鏈有著不同的結(jié)構(gòu)，但都在第4位氨基酸結(jié)合，替考拉寧是在第4、第6位氨基酸上結(jié)合酰葡糖胺，第7位氨基酸上和甘露糖基相結(jié)合。萬古霉素同樣在第4位氨基酸和雙糖鏈結(jié)合。

2.2 奧利萬星合成途徑

A82846B是生物合成的產(chǎn)物，經(jīng)過化學(xué)處理后，得到奧利萬星。在NaBH3CN條件下，混合A82846B以及氯代聯(lián)苯甲醛進行還原胺化，獲得奧利萬星，其結(jié)構(gòu)為二糖基附著在環(huán)四氨基酸上，糖基上附著對氯苯芐基取代基，該結(jié)構(gòu)可和肽聚糖層結(jié)合[7]。A82846B是奧利萬星合成的關(guān)鍵部分，由于奧利萬星有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，化學(xué)合成步驟多、成本高，目前合成方法主要是微生物發(fā)酵，如東方擬無枝酸菌作為生長放線菌，可合成A82846B，具有重要作用[8]。為了提高發(fā)酵的單位產(chǎn)量，可使用應(yīng)變篩選，如使用常壓室溫條件下等離子體誘變，對東方諾卡菌進行誘變選育菌株，再加上A82846B和酪氨酸，能夠培養(yǎng)出菌株，進一步培養(yǎng)發(fā)酵，能夠達到理想的發(fā)酵產(chǎn)量。有研究使用初始菌進行A82846B的表達，對鹵化酶基因進行編碼，可有效減少副產(chǎn)物在合成物中的比例，讓目標(biāo)產(chǎn)物以及產(chǎn)量得到提高，最終發(fā)酵產(chǎn)量能夠達到2.2 g/L。目前奧利萬星最大合成效率可達到98.5%以上,滿足生產(chǎn)需要。

3 結(jié)語

奧利萬星是和萬古霉素結(jié)構(gòu)相似的抗生素藥物，具有理想的半衰期和抗菌活性，了解其中間體合成研究進展，有助于不斷優(yōu)化發(fā)酵過程，降低副產(chǎn)物生成量，提高發(fā)酵水平，在臨床上推廣應(yīng)用有著重要價值。未來需要不斷改造發(fā)酵工藝，提高發(fā)酵產(chǎn)量，為奧利萬星臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。