[发明专利]一种广谱β-内酰胺酶荧光底物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及药物合成领域，具体地说是涉及一种可用于检测广谱β内酰胺抗生素治疗的细菌耐药性的荧光底物及其制备方法和应用。

背景技术

自从人类在上世纪20年代首次发现以青霉素为代表的β-内酰胺类抗生素以来，它们已经成为治疗细菌感染的一线药物，挽救了无数人的生命。同其它类别的抗生素相比，β-内酰胺类抗生素具有疗效高，毒性低的特性。但是，细菌也在不断的进化各种抗药机制。目前，抗药性细菌感染已经成为全球性的问题。特别是在中国，印度，已经其他一些国家，由于存在着滥用抗生素的现象，出现超级抗药性细菌，从而导致无药可治的可能性是不容忽视的。

细菌对抗β-内酰胺类抗生素的最主要机制是通过β-内酰胺酶实现的。它们可以有效的分解β-内酰胺类抗生素。为抵消这些酶的作用，在临床上可以采取了两种方法。第一，共同使用β-内酰胺类药物和β-内酰胺酶抑制剂。一些处方药利用这一策略，包括(氨苄青霉素+舒巴克坦)和(阿莫西林+克拉维酸钾)。第二是开发不被普通β-内酰胺酶降解的药物，比如许多第三和第四代的广谱头孢菌素。然而，抗生素的发展和抗药性细菌的出现是一个矛和盾的关系。目前，许多在临床上检测到的细菌已经具有了分解第三和第四代的头孢菌素的能力。这主要是由广谱β-内酰胺酶所造成的。

由于细菌耐药性的发展与误用/滥用抗生素是紧密相关的，为延长广谱抗生素的有效使用期，在临床上治疗细菌感染应该尽可能的做到对症下药，避免使用无必要的广谱抗生素。为了实现这一目标，快速，灵敏，和准确诊断细菌菌株对各种β-内酰胺类药物的药敏程度是必须的步骤。

在西方发达国家，抗生素的使用受到严格控制。但在中国，印度，以及发展中国家，抗生素被大大滥用和误用，其后果是抗药性细菌的不断出现。2009年在印度出现的新德里金属β-内酰胺酶，NDM-1，是一个典型的例子。这个蛋白质酶可以水解目前所有的β-内酰胺类抗生素。换句话说，含有NDM-1的细菌可以抵御任何β-内酰胺类抗生素。同时，由于全球的交通便利，在一地得到的抗药性细菌可以很容易的传播到世界各地，从而造成大规模的微生物感染。

为尽可能的延缓抗药性细菌的出现和延长现有抗生素的使用寿命，防止抗生素的滥用和误用是一个有力的手段。这要求在临床治疗细菌感染过程中，能够尽快确定细菌对不同抗生素的抗药和敏感程度，以防止过分使用，或者无效使用抗生素。另外，在治疗败血症病人时，由于及早使用正确的抗生素和病人的生存率直接挂钩，这也需要尽快确定细菌对不同抗生素的抗药和敏感程度。

β-内酰胺类抗生素被广泛应用在临床和畜牧业中用来治疗细菌感染。特别是第三四代头孢菌素是一线抗生素药物。但是，广谱β-内酰胺酶的出现使得三四代头孢菌素不再是治疗细菌感染的万能妙药。在临床上迫切需要一种快速的能够确定细菌是否对三四代头孢菌素具有抗药性的分析方法。利用β-内酰胺酶的荧光底物来检测β-内酰胺酶的存在是一个普遍的分析方法。事实上，目前许多现有的荧光β-内酰胺酶的底物可以做到高灵敏度和实时的对β-内酰胺酶进行检测。然而，所以这些分子都不具有选择性，即不可能区分普通和广谱β-内酰胺酶。

由于含有普通β-内酰胺酶的细菌对第三四代广谱头孢菌素敏感，而含有广谱β-内酰胺酶的细菌对第三四代广谱头孢菌素具有抗药性。我们希望能够有一种快捷的方法来区分这两类细菌，从而可以尽快确定临床细菌感染是否可以用第三四代广谱头孢菌素来治疗。

目前，国内外用来检测细菌抗药性的方法可以分成3大类。

第一类是基于传统的微生物培养技术，又可以分为液体培养基和固态培养基的方法。液体培养基方法可以准确测定一种抗生素的最低抑菌浓度。但是，当待测抗生素品种较多时，此方法工作量大，所以已经逐渐被固态培养基方法所取代。固态培养基方法又可以分为若干类，主要有纸片扩散法，E-test，等等。比如，在纸片扩散中，不同的抗生素药片被放置在固态培养基表面。当细菌在培养基表面生长时，如果对某种抗生素敏感，这在此药片周围形成一个清晰的环状无菌带。其大小受细菌对抗生素的敏感程度所决定。如果细菌对此抗生素有抗药性，这不会形成此无菌带。这类基于微生物培养技术的方法目前是细菌抗药性检测的主流方法。但是，由于细菌生长需要时间，此类方法至少需要48-72小时。对于生长缓慢的细菌，比如结核分支杆菌，需要的时间更长，因此对于需要尽快知道细菌抗药性的情况，例如败血症病人的治疗，这类方法无法及时提供选择抗生素的必要信息。