學習重點 先依作用標靶分類:細胞壁、細胞膜、蛋白質合成、核酸合成與葉酸代謝,再連結代表藥物。 掌握易混淆分類:daptomycin 作用於細胞膜;fosfomycin、cycloserine、bacitracin 作用於細胞壁;linezolid 作用於蛋白質合成。 辨識重要結構:daptomycin 為 cyclic lipopeptide;linezolid、tedizolid 為 oxazolidinone;amphotericin B 為 polyene。 熟記酵素配對,尤其是 ciprofloxacin、sulfamethoxazole、AZT 與 acyclovir 的作用標靶。 區分需活化的 isoniazid、pyrazinamide、acyclovir,以及可直接結合標靶的 rifampin。 核心觀念 一、細胞壁合成抑制劑 細菌細胞壁的重要成分是肽聚醣(peptidoglycan)。抑制前驅物製造、脂質載體循環或肽聚醣交叉連結,都屬於抑制細胞壁合成,不能只憑藥名或是否屬多胜肽判斷。 藥物與結構分類主要作用 fosfomycin:膦酸衍生物抑制 MurA,阻斷肽聚醣前驅物合成的早期步驟。 cycloserine:D-alanine 類似物抑制 alanine racemase 與 D-Ala-D-Ala ligase,妨礙細胞壁前驅物形成。 bacitracin:多胜肽抗生素阻止 bactoprenol 脂質載體去磷酸化及再循環。 vancomycin、teicoplanin:glycopeptide結合細胞壁前驅物的 D-Ala-D-Ala 末端,阻礙肽聚醣合成。 dalbavancin:lipoglycopeptide同樣以 D-Ala-D-Ala 為重要結合位置,抑制細胞壁合成。 penicillins、cephalosporins、carbapenems:β-lactam結合青黴素結合蛋白(PBPs),抑制轉胜肽反應與交叉連結。 ceftriaxone 是 cephalosporin;meropenem 是 carbapenem。兩者都屬 β-lactam,與 dalbavancin、vancomycin 同歸於細胞壁合成抑制劑,但結構及結合標靶不同。 二、作用於細胞膜的藥物 polymyxins:包含 polymyxin B、colistin,為帶正電的環狀脂胜肽。與革蘭氏陰性菌的 LPS 及膜磷脂作用,增加膜通透性、降低膜完整性。 daptomycin:結構為環狀脂胜肽(cyclic lipopeptide)。在鈣離子參與下與革蘭氏陽性菌細胞膜作用,造成膜電位失衡與去極化,產生殺菌效果。 amphotericin B:屬多烯類(polyene)抗黴菌藥,與黴菌細胞膜的 ergosterol 結合,增加膜通透性並造成細胞內容物外漏。 pyrazinamide:活化成 pyrazinoic acid 後發揮抗結核作用。本單元分類重點為干擾膜能量與運輸功能;其完整作用機制仍有研究,不能將膜作用視為唯一機制。 細胞壁與細胞膜是不同標靶。cycloserine 阻斷細胞壁前驅物合成,不能歸為細胞膜藥物;daptomycin 則應歸於細胞膜作用藥物。 三、蛋白質合成抑制劑與結構分類 作用位置藥物與類別判斷重點 30Stigecycline:glycylcycline為 tetracycline 衍生類,阻止 aminoacyl-tRNA 進入 A site。 30Sspectinomycin:aminocyclitol抑制蛋白質合成中的轉位步驟。 50Serythromycin:macrolide干擾轉位及胜肽鏈延長。 50Schloramphenicol抑制 peptidyl transferase 活性。 50Squinupristin-dalfopristin:streptogramins兩成分協同抑制蛋白質合成。 50Slinezolid、tedizolid:oxazolidinone結合 23S rRNA,阻止具有功能的 70S 起始複合體形成。 胺醯化 tRNA 形成mupirocin:pseudomonic acid 類抑制 isoleucyl-tRNA synthetase。 抑制蛋白質合成不等於一定只有抑菌作用。抑菌或殺菌效果會隨藥物、菌種及條件而異;判斷本類藥物時,應先看標靶是否屬核糖體或蛋白質合成相關酵素。 結構辨識須記住:linezolid 含 oxazolidinone 結構;mupirocin、novobiocin、teicoplanin 分別屬 pseudomonic acid 類、aminocoumarin、glycopeptide。 四、核酸合成與葉酸代謝的酵素配對 藥物正確標靶辨識重點 ciprofloxacinDNA gyrase 與 topoisomerase IV屬 fluoroquinolone;DNA gyrase 即細菌第二型拓樸異構酶。 novobiocinDNA gyrase 的 GyrB 次單元抑制其 ATPase 活性,結構屬 aminocoumarin。 rifampin細菌 DNA-dependent RNA polymerase結合 β 次單元,抑制 RNA 合成。 sulfamethoxazole、dapsonedihydropteroate synthase抑制葉酸合成;前者為 sulfonamide,後者為 sulfone。 trimethoprimdihydrofolate reductase(DHFR)與 sulfonamides 阻斷葉酸代謝的不同步驟。 AZT(zidovudine)HIV reverse transcriptase經磷酸化後作用,並造成 DNA 鏈終止。 acyclovir病毒 DNA polymerase三磷酸型具有活性,並可造成 DNA 鏈終止。 五、前驅藥與直接作用型藥物 前驅藥須先經生物轉化,才形成主要活性物種。活化可能涉及病原體酵素,也可能涉及宿主酵素,不能把所有前驅藥都定義為僅由病原體活化。 藥物活化方式與作用 isoniazid(INH)經結核菌 KatG(catalase-peroxidase)活化;形成的活性物種可產生抑制 InhA 的加合物,阻斷 mycolic acid 合成。 pyrazinamide(PZA)經結核菌 pyrazinamidase 轉為 pyrazinoic acid;該酵素由 pncA 編碼。 acyclovir(ACV)先由病毒 thymidine kinase 形成單磷酸型,再由宿主酵素形成具有活性的三磷酸型。 rifampin藥物本身即可結合細菌 RNA polymerase,不需先由細菌或病毒代謝活化。 活化酵素功能降低或改變,可使部分前驅藥失去藥效,成為抗藥性的來源。另須區分:tedizolid phosphate 是前驅藥,經體內磷酸酶轉為活性 tedizolid;這與依賴病原體酵素活化的情況不同。 常考陷阱 把 daptomycin 當細胞壁藥物:它作用於細胞膜;若 erythromycin 同時出現,後者作用於 50S,兩者都不屬細胞壁合成抑制劑。 把 fosfomycin 當蛋白質合成抑制劑:它抑制 MurA,作用於細胞壁;tigecycline、tedizolid、quinupristin-dalfopristin 才屬蛋白質合成抑制劑。 把 linezolid 與 dalbavancin 混淆:linezolid 是 oxazolidinone,作用於 50S;dalbavancin 是 lipoglycopeptide,作用於細胞壁。 看到多胜肽就判為細胞膜:bacitracin 雖屬多胜肽,卻阻斷細胞壁脂質載體循環;polymyxins 才符合降低膜完整性的描述。 酵素名稱互換:AZT 不抑制 HIV protease;acyclovir 不抑制 cyclooxygenase;sulfamethoxazole 不抑制 DHFR。 把所有抗結核藥都當前驅藥:isoniazid 與 pyrazinamide 需活化,rifampin 可直接結合標靶。 記憶口訣 「達膜、利 RNA、環絲壁」:daptomycin 作用於膜,rifampin 抑制 RNA polymerase,cycloserine 抑制細胞壁合成。 「磺合成、甲還原」:sulfamethoxazole 抑制 dihydropteroate synthase;trimethoprim 抑制 DHFR。 「INH 找 KatG,PZA 找醯胺酶,ACV 先找病毒 TK;利福平直接結合」:串聯活化酵素與直接作用藥物。