學習重點 掌握四種第一線抗結核藥 isoniazid、rifampin、pyrazinamide、ethambutol 的機轉、活化、代謝與代表性副作用。 分清菌體內前驅藥活化與人體肝臟代謝:isoniazid 的 KatG 活化與 NAT2 乙醯化屬不同途徑。 記住 rifampin 是CYP3A4 誘導劑,會降低 atazanavir 濃度;rifabutin 誘導力較弱,可與 dolutegravir 併用。 辨識藥物化學考點:rifamycin SV 的 C-1/C-8 diphenol、rifampin 的 piperazine 與酸水解、ethambutol 的光學活性。 建立特殊機轉配對:PAS—葉酸、cycloserine—D-alanine、bedaquiline—ATP synthase、capreomycin—四種環狀胜肽。 核心觀念 一、Isoniazid:活化與代謝要分開 Isoniazid(INH)是前驅藥,經結核菌的 catalase-peroxidase(KatG)活化,形成反應性物種並與 NAD 形成加成物,抑制 InhA(enoyl-ACP reductase),阻斷分枝菌酸(mycolic acid)合成,影響結核菌細胞壁。 KatG 相關氧化轉換可產生 isonicotinaldehyde、isonicotinic acid、isonicotinamide。這些產物須與實際抑制 InhA 的活化加成物區分,不能將所有氧化產物都視為直接發揮藥效的形式。 人體內主要由肝臟 N-acetyltransferase(NAT2)代謝,形成 N-acetylisoniazid,具有快、慢乙醯化的個體差異。因此,N-acetylisoniazid 是乙醯化產物,不是 KatG 氧化轉換的產物。 代表性副作用為肝毒性與周邊神經病變。神經病變與維生素 B6 代謝受干擾有關,可使用 pyridoxine 預防;酗酒者尤其須注意肝毒性。 二、Rifampin:轉錄抑制與酵素誘導 Rifampin 抑制細菌的 DNA-dependent RNA polymerase,阻斷 RNA 合成。此處的「抑制」指細菌轉錄酵素;對人體肝臟 CYP450 則是誘導,兩者不可混淆。 結構:屬 rifamycin 類,具 ansa 橋與 piperazine 環;由 3-formylrifamycin SV 與 1-amino-4-methylpiperazine 縮合形成 hydrazone 衍生物。 水解:酸性條件下可水解產生 3-formylrifamycin SV;不可記成「經鹼水解產生」。 藥效基團:rifamycin SV 的 C-1 與 C-8 diphenol是辨識其與 RNA polymerase 活性中心結合的重要結構考點。 副作用:尿液、汗液、淚液可呈橙紅色,另有肝毒性。 交互作用:強效誘導 CYP3A4 等代謝途徑,可降低多種併用藥物的血中濃度與療效。 三、抗結核藥與抗 HIV 藥的交互作用 組合判斷與原因 Rifampin+atazanavir不可併用。Rifampin 強效誘導代謝,使此蛋白酶抑制劑濃度明顯下降,可能造成抗病毒治療失敗。 Rifabutin+dolutegravir可併用。Rifabutin 的酵素誘導作用較弱。 Rifabutin+蛋白酶抑制劑可能作為替代選擇,但仍須依抗病毒藥組合調整劑量並監測,不能視為完全沒有交互作用。 HIV 合併結核時,可依抗病毒處方選用 rifabutin、isoniazid、pyrazinamide、ethambutol的組合。酗酒者使用 INH 與 pyrazinamide 時,須特別注意肝毒性風險增加。不能把「rifabutin 可併用」推廣成所有 rifamycin 都可任意搭配抗 HIV 藥。 四、Pyrazinamide:酸性活性與尿酸 Pyrazinamide(PZA)是前驅藥,經結核菌 pyrazinamidase轉成活性型 pyrazinoic acid。傳統藥理考點為酸性環境下抗菌活性較強,不是鹼性環境。 重要副作用為肝毒性、高尿酸血症與痛風。因影響腎臟尿酸排泄,原有高尿酸血症者可能誘發急性痛風關節炎。 五、Ethambutol:細胞壁、二級胺與視神經 Ethambutol 抑制 arabinosyl transferase,干擾細胞壁 arabinogalactan 等成分的合成。作用重點是細胞壁,不是細胞膜生合成。 其結構具有兩個二級胺、兩個羥基及兩個對掌中心,極性高,不能歸為脂溶性藥。臨床使用具光學活性的 (S,S)-(+)異構物。 代表性毒性為視神經炎,可出現視力下降及紅綠色辨識異常;聽力或前庭毒性則應優先聯想到 streptomycin。 六、Ethionamide:氧化活化後抑制 InhA Ethionamide 具有吡啶環與硫醯胺(thioamide)結構,是須活化的前驅藥。經菌體 EthA monooxygenase氧化,途經硫氧化中間體,再形成可與 NAD 結合的活化產物,最終抑制 InhA,阻斷分枝菌酸所需的脂肪酸合成。 辨識結構時,應分清硫氧化中間體與後續 NAD 加成物,兩者不是同一個結構。Ethionamide 與 INH 的最終標的相同,但活化酵素不同:前者是 EthA,後者是 KatG。 七、其他抗結核藥的特徵配對 藥物必記機轉或結構辨識重點 PASp-Aminosalicylic acid,與 PABA 結構相關,干擾葉酸合成葉酸機轉不可配給 INH、PZA 或 ethionamide。 Cycloserine抑制 alanine racemase 與 D-alanine–D-alanine ligase干擾 peptidoglycan 細胞壁合成;注意中樞神經毒性。 BedaquilineDiarylquinoline 類,抑制結核菌 ATP synthase用於多重抗藥性結核病(MDR-TB)的組合治療;注意 QT 延長。 Capreomycin由 4 種環狀胜肽 IA、IB、IIA、IIB 組成的混合物,抑制蛋白質合成注意耳毒性與腎毒性。 StreptomycinAminoglycoside 類,作用於 30S 核糖體耳毒性、前庭功能異常及腎毒性;可出現暈眩、失去平衡。 Spectinomycin 不用於肺結核治療,不可因其名稱與 streptomycin 相近,就視為同樣具有抗結核用途。 常考陷阱 「Rifampin 抑制 CYP,使其他藥效增加」:錯在把誘導寫成抑制;對 atazanavir 的關鍵結果是濃度下降。 「Rifabutin 誘導力弱,所以沒有交互作用」:誘導力較弱不代表所有抗病毒組合都免調整。 「PZA 偏鹼性時作用較強」:應記酸性;前驅藥、pyrazinoic acid、肝毒性及痛風則都是正確配對。 「Ethambutol 含三級胺、脂溶性、具聽神經毒性」:應改記二級胺、極性高、視神經毒性;具光學活性是正確敘述。 「N-acetylisoniazid 由 KatG 產生」:乙醯化屬人體 NAT2 代謝,不能與菌體氧化活化混為一談。 副作用交換:INH 配周邊神經病變;ethambutol 配視神經炎;streptomycin 配耳毒性與平衡失調;rifampin 配橙紅色尿液。 結構辨識:rifampin 具 piperazine 環,酸水解可得 3-formylrifamycin SV;rifamycin SV 的指定藥效基團記 C-1/C-8 diphenol。 記憶口訣 「INH 肝與神、Rif 尿變橙、PZA 酸與痛、EMB 看不清」:依序連結肝毒性與周邊神經、體液染色、酸性活性與痛風、視神經炎。 「PAS 葉酸、Cyclo 丙胺酸、Beda 斷電、Capreo 四員」:分別記葉酸合成、D-alanine 酵素、ATP synthase、四種環狀胜肽。 「菌內 KatG 活化,肝內 NAT 乙醯化」:一口氣分清 INH 的兩條途徑。