[发明专利]外流泵抑制剂

说明书

发明领域

本发明涉及抗微生物剂领域和潜在抗微生物剂的辨别和鉴定方法。更具体地说，本发明涉及这样的抗微生物剂，其作用方式与细胞上的外流泵及外流泵的调节有关。背景

下面的背景材料并不被认为是未决权利要求的先有技术，仅仅是为读者的理解提供帮助。

在上半个世纪，抗生素是治疗感染性疾病的有效工具。由于抗生素治疗的发展，到二十世纪八十年代后期，在发达国家几乎可完全控制细菌性感染。耐药细菌的出现，尤其在二十世纪八十年代后期和九十年代前期，正在改变这一状况。在主要的医院和医疗中心，抗生素耐药性菌株的增多已尤为普遍。耐药性菌株增多的后果包括更高的发病率和死亡率，更长的患者住院时间，和医疗费用的提高。(B.Murray.1994.《新英格兰医学杂志》(New Engl.J.Med.)330卷1229-1230页)。

抗生素在医院环境下的经常使用选择出了对许多抗生素有耐药性的细菌群体。这些群体包括那些毒性可能不强，但本身对许多抗生素有耐药性的病原菌。这些细菌常常感染身体虚弱或免疫功能低下的患者。出现的耐药群体也包括那些已熟知的病原体细菌菌株，它们以前对抗生素敏感。新获得的耐药性通常源于DNA突变，或源于从其它有机体转入的耐药性质粒(R质粒)或具有耐药性的转座子。具有天然耐药性的病原体或抗生素耐药性病原细菌中任何细菌群体的感染，用目前的抗生素治疗是非常困难的，因而需要能克服耐药机制的新的抗生素分子。

细菌具有一些不同的对抗抗生素作用的机制。这些耐药机制可能对某一抗生素分子或家族是特异的，或者可能是非特异的，对不相关的抗生素耐药性均有涉及。几种耐药机制可能存在于单个菌株中且这些机制可能独立地起作用或协同作用对抗某种抗生素或一组抗生素的作用。具体的机制包括药物的降解，酶促修饰导致药物的灭活，以及药物靶分子的改变(B.G.Spratt《科学》(Science)，264卷388页，1994年)。然而，还存在着更普遍的耐药性机制，即通过降低抗生素向细胞内的运输或提高药物从细胞向胞外介质的外排而阻断或降低抗生素与靶分子的接近。两种机制均能降低药物在靶位点的浓度从而使得细菌能在一种或多种抗生素存在下存活，否则这些抗生素将抑制或杀死这些细菌细胞。一些细菌可利用上述两种机制并结合具有活跃的抗生素外排作用的细胞壁(包括膜)的低通透性(H.Nikaido，《科学》(Science)264卷382-388页，1994年)。

在某些情况下，源于低通透性的抗生素耐药性与细菌质膜的结构有关。通常，根据包裹着胞质的质膜的结构，细菌可分为两大类。革兰氏阳性(G+)细菌只有一层膜，即质膜。相形之下，革兰氏阴性(G-)细菌有两层膜，一层质膜和一层外膜。这些细菌的膜均为含蛋白质的脂双分子层并可与其它分子结合。细菌膜的通透性可影响对抗生素的敏感性/耐药性，因为尽管一些抗生素的靶分子，如青霉素结合蛋白，可从质膜外层接触到，但抗生素的大多数靶分子均位于胞质中或在质膜的内层。因而对于靶分子在质膜中的抗生素来说，在革兰氏阴性细菌中该抗生素需首先穿过外膜。若靶分子在胞质中，抗生素在革兰氏阳性细菌中需穿过质膜，在革兰氏阴性细菌中则需穿过外膜和质膜两层膜。对所有两种膜，抗生素可扩散透过膜或利用膜转运系统穿过膜。

对于革兰氏阴性细菌，其外膜的脂成分构成了一有效的通透性屏障。这个外膜的外层含有脂、脂多糖(LPS)，脂多糖只见于革兰氏阴性细菌的外膜。外膜的脂层以准晶体方式高度组织化并具有非常低的流动性。由于外膜脂层的低流动性，甚至亲脂性的抗生素也不能快速扩散透过脂层。这已为实验所证示，疏水性探针分子极少分配到LPS的疏水区，而且其透过外膜双分子层的速率仅为透过普通磷脂双分子层(如质膜双分子层)速率的五十分之一到百分之一。

一些抗生素可通过含水的孔蛋白通道或通过特异的运输系统透过膜。然而，许多孔蛋白通道直径很窄，不能让较大的抗生素分子有效地扩散。另外，许多孔蛋白通道为高度亲水性环境，不能让疏水性分子有效地通过。因此，外膜可作为小分子的分子栅栏，这可部分解释，为什么革兰氏阴性细菌通常比革兰氏阳性细菌对抗生素更不敏感，以及为什么革兰氏阴性细菌通常对大的抗生素，如糖肽，更具抗药性，因为它们不能透过外膜。