您所在的位置:首頁(yè) > 專(zhuān)業(yè)交流 > 抗菌藥物通過(guò)血腦屏障治療中樞神經(jīng)系統感染的研究
對中樞神經(jīng)系統(central nervous system ,CNS)感染的治療要求抗菌藥物能夠通過(guò)血腦屏障(blood-brain barrier BBB),并使CNS中的藥物濃度達到足以根除感染病原體的水平。
CNS感染一直都是神經(jīng)科面臨的一大難題,尤其在圍手術(shù)期,患者一旦發(fā)生感染,將嚴重影響臨床療效與預后,甚至危及生命。雖然抗菌藥物廣泛應用于CNS感染的治療與預防,但由于BBB的存在,部分抗菌藥物難以有效通過(guò)BBB進(jìn)入CNS,達到有效抗菌濃度,從而影響抗感染效果。通過(guò)對抗菌藥物透過(guò)BBB的研究,為CNS感染的治療與預防提供重要的理論依據和用藥指導,現綜述如下。
1.CNS感染的病理生理學(xué)病原體通過(guò)兩種主要機制進(jìn)入CNS:血液或直接接種(如創(chuàng )傷、分流)。BBB是防御病原體的主要手段,其主要功能是調節CNS的底物進(jìn)入和維持體內平衡。血腦屏障的內皮細胞形成緊密連接,阻止外來(lái)物(如細菌或某些藥物)被動(dòng)擴散到腦實(shí)質(zhì)。對于能夠穿透BBB的病原體,低補體水平和有限的宿主防御允許CNS血腦屏障的入侵和傳播。最常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統感染類(lèi)型包括腦膜炎、腦膿腫、腦炎和腦室炎。每一種感染都與特定的生物體有關(guān),在制定治療方案時(shí)必須要個(gè)體化治療。
2.BBB與CNS疾病的治療BBB是由腦內的血管內皮細胞通過(guò)各種連接蛋白彼此緊密相連,并與周細胞和星形膠質(zhì)細胞相互作用形成的特殊的細胞屏障系統,用于保證大腦的能量供給和微環(huán)境的穩定。血腦屏障的存在對于CNS疾病的診斷與治療是一把雙刃劍。一方面,BBB嚴格限制血液中的神經(jīng)毒性物質(zhì)、炎癥因子、免疫細胞等進(jìn)入CNS,并將CNS 中的代謝產(chǎn)物和神經(jīng)毒性物質(zhì)排出腦外;另一方面,BBB也成為治療藥物到達腦脊液與腦組織的天然屏障,給中樞神經(jīng)系統疾病的治療帶來(lái)重大挑戰。
3.影響藥物透過(guò)BBB的因素盡管BBB是對抗CNS感染的最大防御之一,但它也阻礙了中樞神經(jīng)系統的治療。為了使治療有效,抗菌素必須能夠達到并維持符合PD活性標準的腦脊液濃度。藥物透過(guò)BBB受多種因素的影響:
①藥物的理化性質(zhì):藥物的分子量、脂溶性、電離程度。一般來(lái)說(shuō),藥物的分子量越小、脂溶性越高、血漿中電離程度越小的藥物,更容易透過(guò)血腦屏障。
②藥物的血漿蛋白結合率:藥物與血漿蛋白結合率越低,其透過(guò)BBB的能力就越高。
③盡管BBB是對抗CNS感染的最大防御之一,但它也阻礙了中樞神經(jīng)系統的治療。為了使治療有效,抗菌素必須能夠達到并維持符合PD活性標準的腦脊液濃度。藥物透過(guò)BBB受多種因素的影響:①藥物的理化性質(zhì):藥物的分子量、脂溶性、電離程度。一般來(lái)說(shuō),藥物的分子量越小、脂溶性越高、血漿中電離程度越小的藥物,更容易透過(guò)血腦屏障。②藥物的血漿蛋白結合率:藥物與血漿蛋白結合率越低,其透過(guò)BBB的能力就越高。③血漿- 腦脊液pH梯度:當腦膜發(fā)生炎癥時(shí),腦脊液的pH 值下降,使血漿- 腦脊液pH 梯度增加,從而增加藥物的通透率。
④腦脊液的蛋白質(zhì)濃度:當腦膜發(fā)生炎癥時(shí),腦脊液中的蛋白質(zhì)濃度升高,導致游離藥物濃度降低,削弱其透過(guò)BBB的能力。
⑤腦脊液與血液間的滲透壓:改變腦組織與血液間的滲透壓,可以瞬時(shí)改變腦血管內皮細胞連接蛋白的分布,增大其血腦屏障通透性。
⑥內向載體親和力:血腦屏障上存在一些藥物的相互作用、局部腦血流量、藥物運載體、給藥方式等都會(huì )影響藥物透過(guò)BBB。
4.CNS感染病原菌分布與耐藥現狀有研究發(fā)現CNS感染病原菌分布有以下特點(diǎn):①以革蘭陽(yáng)性球菌(70%)為主,其中又以凝固酶陰性葡萄球菌(62.1%,表皮葡萄球菌在其中占第一位,為25.2%)為主,其次為金黃色葡萄球菌(9.4%)、腸球菌屬(2.8%)。②革蘭陰性桿菌僅占約25.2%,其中以不動(dòng)桿菌屬(6.9%)及腸桿菌屬(5.0%)為主,銅綠假單胞菌、大腸桿菌及肺炎克雷伯菌分別各占約2%。CNS病原菌耐藥現狀:中樞神經(jīng)系統感染病原菌耐藥情況嚴重,革蘭陽(yáng)性菌中,金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌對甲氧西林耐藥率分別高達68%和93.3%,對常用抗菌藥物均高度耐藥,但對萬(wàn)古霉素、***拉寧、利奈唑胺仍保持高度敏感性。革蘭陰性病原菌中腸桿菌科細菌產(chǎn)生超廣譜β-內酰胺酶(ESBL)的比例高達75%,鮑曼不動(dòng)桿菌對多數臨床常用抗菌藥物的耐藥率均超過(guò)30%。
5.各類(lèi)抗菌藥透過(guò)BBB的能力
5.1 各類(lèi)抗菌藥透過(guò)BBB的能力4.1β內酰胺類(lèi) β內酰胺類(lèi)藥物分子量約為400Da,血漿蛋白結合率為0~95%,pKa 值為2.75~4,呈弱酸性。此類(lèi)藥物的特點(diǎn)是對于敏感菌存在較高的抗菌活性、副作用發(fā)生率較低。此類(lèi)藥物在有炎癥腦脊液中的濃度高于無(wú)炎癥腦脊液。對流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟菌及肺炎鏈球菌引起的腦膜炎應用青霉素類(lèi)藥物有很好的療效,但耐藥率也在逐年升高,故可以與β 內酰胺酶抑制劑聯(lián)用以增強其療效。在頭孢菌素類(lèi)藥物中,一代以及二代頭孢菌素的血腦通透性較低。一代頭孢菌素中頭孢唑林在有炎癥腦脊液中和無(wú)炎癥腦脊液中都無(wú)法測出藥物濃度。二代頭孢菌素中頭孢呋辛透過(guò)BBB的能力較好,是唯一一個(gè)可以達到最低抑菌濃度(MIC)的藥物。三代頭孢菌素中頭孢曲松BBB透過(guò)率為5%~15%。頭孢他啶難以透過(guò)正常的BBB,只有當腦膜受損時(shí),BBB透過(guò)率才能達到17%~30%。四代頭孢菌素中頭孢吡肟可通過(guò)在頭孢菌素類(lèi)藥物中,一代以及二代頭孢菌素的血腦通透性較低。一代頭孢菌素中頭孢唑林在有炎癥腦脊液中和無(wú)炎癥腦脊液中都無(wú)法測出藥物濃度。二代頭孢菌素中頭孢呋辛透過(guò)BBB的能力較好,是唯一一個(gè)可以達到最低抑菌濃度(MIC)的藥物。三代頭孢菌素中頭孢曲松BBB透過(guò)率為5%~15%。頭孢他啶難以透過(guò)正常的BBB,只有當腦膜受損時(shí),BBB透過(guò)率才能達到17%~30%]。四代頭孢菌素中頭孢吡肟可通過(guò)炎性BBB,在無(wú)炎癥時(shí)其BBB透過(guò)率為10%~15%。五代頭孢菌素中頭孢洛林酯在無(wú)炎癥時(shí)其BBB透過(guò)率為3%,有炎癥時(shí)可以達到14%~15%]。
5.2 氨基糖苷類(lèi) 氨基糖苷類(lèi)藥物分子量約為400Da,血漿蛋白結合率較低,具有親水性,BBB透過(guò)率很低,又因其具有耳、腎毒性,其劑量增加范圍小,很難在腦脊液中達到有效抗菌濃度,很少用于CNS感染的治療。
5.3 喹諾酮類(lèi) 喹諾酮類(lèi)藥物分子量約為300Da,血漿蛋白結合率較低(為20%~40%),中度親酯,在正常腦脊液和血漿中一般不解離。在腦膜無(wú)炎癥時(shí),喹諾酮類(lèi)藥物的BBB過(guò)率遠高于β 內酰胺類(lèi)藥物,如左氧氟沙星可以高達71%。在腦膜出現炎癥時(shí),喹諾酮類(lèi)藥物的BBB透過(guò)率可以超過(guò)70%]。但是,喹諾酮類(lèi)藥物存在明顯的神經(jīng)系統不良反應,發(fā)生率約為2.9%,因此喹諾酮類(lèi)藥物在CNS感染治療中應當慎用。
5.4 磺胺類(lèi)與乙胺嘧啶類(lèi) 磺胺類(lèi)與乙胺嘧啶類(lèi)分子量為170~300Da,血漿蛋白結合率較高,具有親脂性],因此磺胺類(lèi)與乙胺嘧啶類(lèi)藥物具有較高的BBB透過(guò)率。研究表明,磺胺甲嗯唑和甲氧芐啶在腦膜無(wú)炎癥的條件下,其BBB通透率分別為12% 和18%,炎癥條件下可以達到30% 和50%[29]。此類(lèi)藥物可以用于敏感菌(如李斯特菌、星狀諾卡菌等)、真菌和寄生蟲(chóng)(如南美芽生菌和弓形蟲(chóng))導致的CNS感染的治療。這類(lèi)藥物并不常用,因為其具有較高的細菌耐藥性,有研究表明,凝固酶陰性葡萄球菌對磺胺甲嗯唑和甲氧芐啶的耐藥性達到了74%。
5.5 糖肽類(lèi) 糖肽類(lèi)藥物分子量較高(1 400Da 以上),血漿蛋白結合率范圍為50%(萬(wàn)古霉素)至90%(***拉寧,具有親水性,因此糖肽類(lèi)的血腦透過(guò)率較低。萬(wàn)古霉素不能迅速穿過(guò)正常BBB進(jìn)入腦內,但在腦膜炎癥時(shí),萬(wàn)古霉素BBB透過(guò)率可以成倍增加,達到有效抑菌濃度。因為萬(wàn)古霉素BBB透過(guò)率較低,因此如果致病菌對其他藥物敏感(如青霉素、頭孢菌素等)時(shí),不推薦應用萬(wàn)古霉素。即使對其他藥物耐藥,應用萬(wàn)古霉素時(shí)也需要聯(lián)合其他藥物,不能單獨用藥。
5.6 大環(huán)內酯類(lèi) 大環(huán)內酯類(lèi)藥物分子量較高(約750Da),具有親脂性,可以抑制P- 糖蛋白,BBB透過(guò)率較低,抗菌效果不佳,在神經(jīng)外科中并不常用。
5.7 抗結核類(lèi) 一線(xiàn)的抗結核藥為異煙肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇、利福平、鏈霉素,這類(lèi)藥物治療效果好而副作用低。有研究表明,這些藥物的BBB透過(guò)率分別為85%、80%、25%、15%、15%,可以看出異煙肼和吡嗪酰胺BBB透過(guò)率很高,而乙胺丁醇、利福平、胺鏈霉素BBB透過(guò)率并不理想,但在急性期,炎癥可以導致此類(lèi)藥物BBB透過(guò)率增高,因此這些藥物仍可用于強化期抗結核治療。
6.小結根據抗菌藥物是否容易透過(guò)BBB,可將其分為三類(lèi):
①較易透過(guò)BBB,如磺胺類(lèi)、利奈唑胺、硝唑類(lèi)、異煙肼、吡嗪酰胺、部分喹諾酮類(lèi)等;
②一般不易透過(guò)BBB,但能透過(guò)有炎癥的血腦屏障,如青霉素、頭孢呋辛、第三~五代頭孢菌素、萬(wàn)古霉素、去甲萬(wàn)古霉素、克林霉素等;
③難以透過(guò)BBB,如多數第一、二代頭孢菌素類(lèi)、***拉寧、多數氨基糖苷類(lèi)、大環(huán)內酯類(lèi)、林可霉素等。根據抗菌藥物是否容易透過(guò)BBB,可將其分為三類(lèi):
①較易透過(guò)BBB,如磺胺類(lèi)、利奈唑胺、硝唑類(lèi)、異煙肼、吡嗪酰胺、部分喹諾酮類(lèi)等;
②一般不易透過(guò)BBB,但能透過(guò)有炎癥的血腦屏障,如青霉素、頭孢呋辛、第三~五代頭孢菌素、萬(wàn)古霉素、去甲萬(wàn)古霉素、克林霉素等;
③難以透過(guò)BBB,如多數第一、二代頭拉寧、多數氨基糖苷類(lèi)、大環(huán)內酯類(lèi)、林可霉素等。從有效透過(guò)BBB的角度來(lái)說(shuō),理想的治療CNS感染的藥物應該具有分子量小、親脂性好、血漿蛋白結合率低、與內向載體親和力強等特點(diǎn),當幾種藥物的抗菌譜、耐藥性、毒副作用等類(lèi)似時(shí),應該選擇BBB透過(guò)率相對較高的藥物,以提高CNS感染的治療效果,減輕患者的經(jīng)濟負擔,促進(jìn)患者早日康復。
目前也有很多種增加抗菌藥物BBB透過(guò)率的方式,如選擇鞘內或腦室內給藥、使用冰片等具有芳香開(kāi)竅作用的中藥輔助給藥、使用化學(xué)制劑(如高滲溶液)或生物制劑(如血管活性物質(zhì))增加BBB的通透性、使用靶向載體或其他藥物載體對抗菌藥物的劑型進(jìn)行改造以增加抗菌藥物的BBB透過(guò)率等。雖然這些方式都可以增加抗菌藥物BBB透過(guò)率,但是仍然需要對其安全性、有效性、經(jīng)濟性進(jìn)行多維度的評估,才能用于臨床CNS感染的治療。
綜合治療的必要性帶狀皰疹神經(jīng)痛的治療需要多模式、多學(xué)科的綜合治療策略。結合...[詳細]
流感治療的當前狀況與挑戰盡管已有多種抗病毒藥物和治療手段,流感治療仍面臨病...[詳細]
意見(jiàn)反饋 關(guān)于我們 隱私保護 版權聲明 友情鏈接 聯(lián)系我們
Copyright 2002-2025 Iiyi.Com All Rights Reserved