第一章 概论微生物药物
微生物药物的定义（microbial medicines)是指微生物在其生命活动过程中产生的，在低微浓度下，能选择性地影响他种生物机能的一类特异的天然有机化合物。
现代生物技术：以基因工程为主导，发酵工程为中心，加上酶工程、细胞工程、蛋白质工程等的一个综合体系。 主要包括：重组DNA 技术、原生质体技术、突变生物合成、组合生物合成、单克隆抗体、组织培养技术。
具体：开发新产品、改造现有生产菌种、代谢途径工程、生物转化、诊断药物的研制及治疗药物的研制、基因治疗、转基因动物和转基因植物等。
1.应用现代生物技术提高微生物药物的生产能力。
重组DNA 技术、原生质体技术、突变生物合成、组合生物合成 2.采用现代生物技术设计新抗生素
（1）基因克隆产生杂合抗生素（2）沉默基因的激活（3）基因重组获得新抗生素 3.生物技术产品（1）酶工程产品（2）发酵工程产品（3）微生物合成药物
微生物药物筛选研究进展
微生物药物筛选的一般特点： ①植物药筛选可以中草药临床应用作参考．合成药物筛选可以先导化合物的活性及定向设计为依据，而微生物药物的筛选机遇性较大。②微生物药物初筛样品为发酵液或粗提品，成分复杂，活性组分含量低，波动大，因而对筛选模型与方法的要求更高。 ③微生物药物筛选是“产生菌”与“代谢产物”结合的筛选，要提高筛选质量，必须兼顾产生菌的发现与保存、代谢产物的稳定性与活性产物的分离与鉴别。④微生物药物筛选流程长，从分离菌株到临床前药理形成一条龙的筛选，需要多学科的协调配合。
二、筛选重点
1、抗生素①继续致力于筛选对耐药细菌如结核杆菌等危害大的病原微生物有效的、具有新抗菌谱、新作用靶位的新抗生素②过去的抗生素都是直接作用于病原微生物，近年来人们致力于筛选能提高抗生素性能、增强宿主防御机能和衰减微生物病原性的物质。③通过对微生物耐药机制的研究，建立针对临床耐药茵和条件致病菌建立筛选模型，并通过高通量筛选的方法筛选出有效药物。
两大难题：第一，细菌耐药性的逐年增强，致使一些抗菌素疗效降低，甚至无效。备受人们关注的焦点之一是细菌同时对多种结构完全各异的抗生素产生多重耐药性。
如：
1、耐甲氧西林的金葡球菌(MRSA)，80年代初成为临床主要致病菌。MRSA不仅对所有的β-内酰胺类抗生素耐药，而且对大多数大环内酯类抗生素、四环素类抗生素、林可霉素耐药，安全有效的药物较缺乏。 ②耐万古霉素的肠球菌(VRE)，在欧美国家检出率很高。对多重耐药的VRE目前尚无有效的治疗方法；
③耐青霉素肺炎球菌(PRSP)，进人九十年代后，PRSP感染率在一些发达国家高达20％~60％。而且，对头孢菌素的耐药性正在迅速增加，PRSP的高度耐药株常常对非β-内酰胺抗生素也产生耐药性。 一些条件致病菌(如绿脓杆菌)的固有耐药性和获得性多重耐药性也是临床治疗的难题。
第二，近二十多年来又发现了30余种新病原体，而且，16种已被控制的传染性疾病如结核、霍乱等，出现了程度不同的再流行。因此，临床上迫切需要尽快提供更有效的抗菌新药。
三、筛选模型
1、抗病毒药物
组织培养筛选模型：根据靶病毒的特性，选择合适的细胞。
病毒酶的无细胞系统筛选模型：以病毒酶为目的靶，建立无细胞反应系统，直接筛选病毒酶抑制剂。
2、抗肿瘤药物：血管生成抑制剂、细胞周期抑制剂等
四、筛选样品
1、直接利用微生物发酵液
早期来自土壤中链霉菌，随着新抗生素筛选工作的大量开展，从链霉菌属放线菌中，利用经典的筛选方法所能筛选到的新活性化合物越来越少。可从稀有放线菌中寻找：所谓稀有放线菌是指除链霉菌以外的其它属的放线菌。近几十年来随着对生理活性物质的筛选，人们已经更多地从链霉菌属放线菌扩大到稀有放线菌(链霉菌以外的放线菌)、真菌、细菌、极端环境下生长的微生物及海洋微生物。大部分的微生物还属于难培养微生物。因此，开展难培养微生物的培养对于发掘微生物资源至关重要。
2、利用组合生物合成：将微生物酶催化体系进行排列组合以产生新的化学库，是组合化学的有益补充。当前应用最多的是聚酮类化合物的组合生物合成。聚酮类抗生素涵盖了大环内酯类、四环类、蒽环类和聚醚类抗生素，其生物活性包括抗感染，抗肿瘤和抗寄生虫等。聚酮类化合物的组合生物合成可以通过链延长，酮基还原等五种生物合成单元进行不同组合，获得多样化的新化合物。
3、利用微生物代谢物数据库虚拟筛选
具有生物活性的微生物及海洋生物次生代谢产物已报道有20000多种。由于是在世界范围内花费了半个世纪的时间才得到的，而且往往每个化合物得量不多，所以难以建成大规模的样品库。但随着计算机化学、化学信息学与生物信息学的发展，计算机模拟筛选成为可能。因此，有必要建立微生物及海洋生物次生代谢产物数据库与药用信息库，开展微生物及海洋生物次生代谢产物的计算机模拟筛选。
抗菌药研究的新进展
一、头孢菌素
头孢菌素已由第一代发展到第三代,抗菌谱陆续扩展,对β-内酰胺酶的稳定性明显增强。头孢匹罗、头孢吡肟、头孢唑兰与头孢瑟利4种为第四代头孢菌素, 对染色体介导的和部分质粒介导的β-内酰胺酶稳定,因而对革兰氏阳性菌、阴性菌、厌氧菌显示广谱抗菌活性。与以往的第三代品种相比,增强了抗革兰氏阳性菌活性,特别对链球菌、肺炎链球菌等有很强的活性,头孢匹罗和头孢唑兰对一般头孢菌素不敏感的粪链球菌亦有较强作用,头孢瑟利还有较强的抗MRSA活性。头孢替安酯性能属第二代,在体内转变为头孢替安而发挥作用。头孢丙烯属第一代,结构与头孢羟氨苄相似,其3位不连甲基而代之以丙烯基,改进了抗革兰氏阳性菌活性,口服吸收优于头孢克洛,且不受进食影响。氯碳头孢是用碳取代头孢克洛主核中的硫原子,为第一个临床应用的碳头孢烯,性能属第一代,抗菌谱与抗菌活性与头孢克洛基本相同,但抗嗜血杆菌与消化链球菌属的活性优于头孢克洛,血药浓度与尿中排泄率亦高于头孢克洛。
主要研究动向：
1、提高抗革兰氏阳性菌、铜绿假单胞菌与厌氧菌活性,寻找新一代头孢菌素: 1）、对革兰氏阳性与阴性菌都有良好活性的新头孢菌素有:cefolidin(E-1040)抗铜绿假单胞菌活性比头孢他啶强4倍,对其他革兰氏阳性与阴性菌活性与头孢他啶相似。还有若干在3位上带有季铵盐部分结构的头孢菌素如ceflurenam(E-1077), CP-6679, DQ-2556, FK-041, FK-518, Ro25-6833,YM-0221,YM-40220等; 2）、抗革兰氏阳性菌：包括对耐甲氧西林金葡球菌与肠球菌的活性有所增强的有MC-230
6、MC-23
31、RWJ-54428(MC-02479)、OPC-20000、TOC-39等; 3）、抗铜绿假单胞菌活性有所增强的有BRL-41897A、GR-69153与AM-17
32、MT-0703-S等10余种在侧链上带有儿茶酚和羟基吡啶酮结构的化合物可经由铁传导体系介导,通过铜绿假单胞菌外膜,对鲍林蛋白变异的耐亚胺培南铜绿假单胞菌也有作用。
2、大力发展口服头孢菌素:E-110
1、LB-108
27、S-1090和前药型的HR-9
16、KY-020、SC-00
4、SPD-1
35、Ro41-3399等不仅口服吸收好,半衰期也有延长。
3、探索具有双重作用的头孢菌素：连接头孢菌素与作用机制不同的喹诺酮类抗菌药，以期扩展抗菌谱，增强抗菌活性和改善药代动力学性能，报告的化台物有10余种。
二、碳青霉烯类抗生素：抗菌谱最广的一类β-内酰胺,抗菌活性强,对革兰氏阴性菌的作用点为PBP2与3,对革兰氏阳性菌为PBP1与2,对铜绿假单胞菌外膜的透过性大,最低抑菌浓度(MIC)与最低杀菌浓度(MBC)非常接近,对革兰氏阴性菌有一定抗生素后效应(PAE),与第三代头孢菌素无交叉耐药性,对多数β-内酰胺酶稳定。
现存问题主要有:(1)有的品种对肾脱氢肽酶I(DHP-1)不稳定,如亚胺培南需与酶抑制剂合用;(2)有的品种有中枢神经毒性(3)排泄速度快,半衰期短,都在1h以内,重症需1日给药3或4次,不方便;(4)可被碳青霉烯酶(属B型β内酰胺酶)分解,铜绿假单胞菌、沙雷氏菌、脆弱拟杆菌等产生的金属内酰胺酶亦可形成耐药性。
研究方向:(1)增强抗铜绿假单胞菌活性:(2)增强抗MRSA活性:(3)改善体内动态,延长半衰期:(4)发展口服品种:(5)探索具有双重作用的碳青霍烯：如Ro—25—0993等。
三、青霉烯类抗生素：青霉烯与碳青霉烯相似,抗菌谱广、抗菌活性强。对β-内酰胺酶稳定,对超广谱β-内酰胺酶产生菌、柠檬酸杆菌、肠球菌与厌氧菌等也有良好作用,但可被嗜麦芽黄单胞菌的金属头孢菌素酶L1分解。青霉烯对β-内酰胺酶有抑制作用。化学性质不如碳青霉烯稳定,且在体内易代谢产生低分子硫化物,有恶臭。 当前研究主要动向是:1)继续探索稳定的化合物(2)探索注射用青霉烯(3)探索具有双重作用的青霉烯
四、β-内酰胺酶抑制剂与其制剂： 克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦
五、β-内酰胺增强剂
六、具有其他药理活性的β-内酰胺
近年发现:若干氧青霉烷类化合物如抗生素Ｇ-006
9、苄基棒丝氨酸等具有强力抗癌作用;单环内酰胺ＹＭ-14673等具有促甲状腺素释放激素作用。故亦可望在β 内酰胺化合物中,探索出抗菌以外的新用途。
七、大环内酯类抗生素：阿齐霉素、罗红霉素；克拉霉素、地红霉素
抗菌活性均与红霉素基本相同，但对酸稳定，改善了药代动力学性质，增强了疗效。研究动向是改善耐药性。 值得注意的品种：
1、酮内酯(Ketolides)：
酮内酯类3位为酮基的新十四元大环内酯,对过去的大环内酯耐药菌有较好的作用,且扩大了抗菌谱,如ＨＭＲ300
4、ＨＭＲ3647和ＡＢＴ-773等,这类化合物尤其对呼吸道致病菌有效。其抗菌谱包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、非典型菌(军团菌、支原体、衣原体)等,其中ＡＢＴ-773对外排型的和质粒介导型的大环内酯耐药菌亦有高度抗菌活性
2、酰内酯（acylides）：3位脱去糖后羟基被酰化的大环内酯,ＴＥＡ-0769抗金葡菌活性比克拉霉素强2倍,抗粪球菌比克拉霉素强16倍,体内动态也优于克拉霉素。ＦＭＡ-199与ＦＭＡ-481对红霉素耐药的肺炎链球菌具有优异的抗菌活性,与ＨＭＲ-3647相似。
3、氮内酯(azilides)Ｌ-701103与阿齐霉素结构相似,对酸比阿齐霉素稳定,抗克雷伯氏肺炎杆菌菌作用亦有增强;
4、氨基甲酸酯类： 14与15元大环内酯4′氨基甲酸酯对呼吸道革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌有较强的活性,包括大环内酯耐药性肺炎球菌。ＣＰ-544372对各种革兰氏阳性耐药菌体外活性与ＨＭＲ-3647相同,动物试验结果优于ＨＭＲ-3647,血药浓度高,半衰期长(6.5ｈ),一天给药1次,可维持与酮内酯相同的血药浓度。
5、脱水内酯类：在Ｃ2-Ｃ3间引入双键的Ａ-179461活性低于RＵ004,但Ａ-185685和Ａ-197800活性高于ＲＵ004,且对ＭＬＳ-Ｃ型耐药菌有效。
八、四环素类抗生素：四环素类抗生素应用广泛,存在的主要问题是耐药性。克服耐药性的研究长期未见进展，进入90年代之后,出现2个值得注意的新苗头:
1、放线菌Dactylosporangium 产生的大器环素(dactycyclin) 在6 位上连有糖,抗菌谱、抗菌活性与四环素相似,但对大部分四环素耐药菌有效。
2、甘氨四环素(glycylcyclin)是向四环素类的9 位导人二甲基甘氨酰基氨基的一系列化合物,
如二甲基甘氨酰氨基去甲去氧四环素(ＤＭＧ-ＤＭＤＯＣ)与二甲基甘氨酰氨基米诺环素(ＤＭＧ-ＭＩＮＯ)可以完全解除使四环素耐药的3种基因的作用,与四环素无交叉耐药性,对耐甲氧西林金葡菌(ＭＲＳＡ)亦有效。
九、其他抗生素
1、糖肽类抗生素
2、链阳菌素类抗生素
3、恶唑啉酮类（oxazolidinanes）抗菌药研究
4、新氨基糖苷抗生素
抗癌微生物药物的研究与开发
恶性肿瘤是人体组织和细胞发生异常的增生，这些细胞的盲目迅速生长，损耗人体大量营养，同时还破坏正常组织结构，使器官功能失调，最后导致宿主死亡。
恶性肿瘤的致病因素比较复杂，除机体本身免疫、内分泌、神经功能紊乱和外界化学、物理的致病因素外，已阐明细胞核内的遗传物质DNA发生了结构和功能上的变化，就可形成恶性肿瘤。
从丰富的微生物代谢产物中寻找具有抗肿瘤作用的生物活性物质的工作已有多年的历史，为了寻找高效低毒的抗癌微生物药物，很多微生物如链霉菌、真菌、细菌及海洋微生物等作为对象，进行了大量筛选工作，所获临床有效的微生物药物除个别外，几乎都是从链霉菌产生的。这类药物的独特之处在于它们具有极其多样性的化学结构．对这类药物的抗肿瘤活性的评价，将有助于进一步设计出更好的抗癌药物。
放线菌素类(actinomycins，ActD)是一类含有环肽的抗生素，结构中含有两条对称的五肽内酯环,连接于一个吩恶嗪酮发色团。它也是最早用于临床的抗肿瘤抗生素。临床上应用的仅为放线菌素C和D。
博来霉素（Bleomycin,BLM,USP) 博来霉素是由日本微生物化学研究所的梅泽滨夫首先从一株轮支链霉菌（Streptomyces vertillus）中分离出来的糖肽类抗生素。疗效显著，毒性，尤其是对白细胞的毒性较低。 争光霉素：轮支链霉菌平阳变种产生，它的2个组分与BLM A2 B2 完全一致，但是国内的主要组分是BLM A5，所以被命名为平阳霉素。
培罗霉素（pepleomycin,PEP）：是在BLM基础上发展起来的第二代BLM 产品，是在BLM 的发酵过程中添加苯乙丙双胺前体定向合成的。
泰莱霉素（talisomycin）被称为第三代博莱霉素，其疗效比博莱霉素好，而毒副作用较小。
新制癌菌素（Neocarzinostatin)：含有肽或非肽发色团，由S.carzinostaticus F41产生的一个抗肿瘤蛋白质，由109个氨基酸组成（分子量为10700）。对Hela细胞、Flow2000、NS-3细胞等有抗肿瘤活性。可作用于细胞膜引起DNA合成和细胞分裂障碍。
柔红霉素（Daunorubicin)、阿霉素（Adriamycin, Doxorubicin)、洋红霉素、正定霉素（zhengdingmycin) 阿克拉霉素A(Aclarubicin, AclacinomycinA,阿柔比星）、诺加霉素（Nogalamycin, Ruticulomycin) 丝裂霉素（Mitomycin C)：一类强效抗生素。由于丝裂霉素C对实体瘤具有广谱的抗肿瘤活性，MC是乳房、肺、前列腺癌症联合化疗的一种重要药物，也是少数几种有效的抗结肠癌药物之一，并且是治疗表皮膀胱癌所选择的药物之一和单一治疗非小细胞型肺癌的最具活性的药物。
链黑菌素（又名链黑霉素）Streptonigrin Rufocromomycin：链黑菌素（SN）是从Strptomyces flocculus培养物中分离到的一种氨基苯醌类抗肿瘤抗生素。分子结构中A、B和C环几乎共平面，而D环与它们完全垂直。 链黑菌素表现出多种对DNA的不可逆性的金属络合位和络合键，通过特定的金属离子如锌、铜、铁、锰、镉、金形成链黑菌素-金属-DNA络合物。金属离子的出现阻止了SN-DNA的缔合。 色霉素类抗生素：色霉素（chromomycin）也叫阿布拉霉素、光神霉素（mithramycin）也叫普卡霉素，与橄榄霉素（olivomycin）属于金霉酸类抗肿瘤抗生素，其分子中都具有一个甙元发色基团，和五个附着在甙元上的糖环，A-B两个糖环与C-D-E三个糖环相对附着，在Mg 2＋的介导下形成一个二聚体，然后嵌入到一个富含G/C序列的被拓宽的DNA小沟中。
氨茴霉素类（Anthramycins)抗生素、苯骈蒽醌类三类： 第一类：A环饱和的；第二类：A环不饱和的；第三类：B环不饱和的
2.作用机理： 抗癌微生物药物可能有各种不同的作用靶位，如有的作用于细胞的生物合成酶，有的作用于细菌质膜上的某种成分，有的作用于DNA或RNA的信息转移系统，还有的作用于蛋白质合成过程中的某一环节 蒽环类抗生素的作用机理：蒽环类抗生素的生物学效应复杂多样，包括致DNA；断裂；染色体交换率增高；染色体畸变；抑制DNA复制与转录及蛋白质合成；影响质膜的结构和功能等等．归纳起来，从细胞及分于水平来分析其机制，大致有3点：1.插入DNA：蒽环类对DNA的作用的基本方式是以其B和C环为主垂直插入双链DNA长轴的碱基对之间，A和D环伸出DNA双链的两侧，氨基糖部分的氨基则与DNA的磷酸基成离子键结合，从而形成相对稳定的蒽环类-DNA结合物，改变DNA的模板性质，抑制依赖DNA和RNA聚合酶，插入引起部分双链解链。此外，还损伤DNA，引起DNA单链双链断裂，使染色体变换增高及烷化DNA。 2 自由基形成：具有未配对电子的化合物被称为自由基。药物代谢产生的自由基能和体内重要的生物大分子如DNA，膜相结构等发生强烈反应，现已证明心脏线粒体自由基形成是ADM和 DR心脏毒性的主要原因，ADM和DNA在心脏细胞中被还原成半醌自由基，继而与氧发生反应生成超氧负离子，后者转变为过氧化氢后再形成性质极为活泼的羟基自由基。羟基自由基能与多种生物分于如脱氧核糖，线粒体等发生反应，造成对细胞的损伤。
由于心脏组织中基本不存在具有解毒作用的酶类，因此，其毒性往往比其他组织要大。另外，蒽环的氧化还原循环抑制了谷光苷肽超氧酶的活性。
3 对细胞膜的作用：蒽环类抗生素能与红细胞膜结合；引起细胞膜形态学改变，最终导致膜被溶解。膜结合的ADM也能产生自由基，自由基诱导的脂过氧化物通过损伤细胞膜磷脂的未饱和脂肪酸而改变膜通透牲。脂过氧化物也改变多种膜结合蛋白的功能。
2 新氨茴霉素的作用机理：具有识别或结合双股螺旋DNA的某些特殊结构的特性，它在与生物系统DNA的化学受体之间相互作用时，大致开始于新氨茴霉素的C-11位与生物系统DNA鸟嘌呤（或胞嘧啶）碱基的N-2位处发生反应，然后形成共价键。
3 环孢菌素的作用机理：环孢菌素主要作用于T细胞，对淋巴细胞的影响，说的更恰当一点是发生在诱导期，它主要表现为抑制一系列淋巴激活素，诸如白细胞间质2（IL-2），r-干扰素和OAF，在转录水平或在激活作用的初期，能有选择地引导这些的转录作用，有人报道环孢菌素可干扰OKT3单克隆抗体的结合，提示环孢菌素是结合在抗原和有丝分裂原受体的附近。
4 抑制DNA模板功能的一类微生物药物的作用机制
5 其它抗癌微生物药物的作用机理
L-门冬酰胺酶通过分解L-门冬酰胺而抑制其增殖。OK-432具有活化巨噬细胞，增强T细胞活性，诱导干扰素的产生以及激发其它抗肿瘤免疫功能。
Bestatin降低细胞膜负电性，在有细胞增殖抑制剂存在时强化对细胞DNA合成的抑制。 4.毒副作用：可采用联合化疗减少毒副作用： 5 研究动向：1.发现了5种杀伤癌细胞作用非常强的烯二炔类抗生素，如：esperamicin、calichemicin、dynemicin、kedarmicin和C-1027。它们的作用机制是分子中的环状烯二炔部分发生环芳香化，形成二自由基切断DNA 链所致。2.不仅继续注意寻找癌细胞杀伤剂，也筛选癌细胞分化诱导剂、生物反应调节剂以及抗致突变、抗促癌变、抗致癌等癌化学预防药物。3.利用癌化学疗法的新靶点，如DNA拓扑异构酶、微管蛋白、钙调蛋白、蛋白激酶C等，建立筛选模型，探索作用于各靶点的抗生素。4.研究开发可用于定向治疗的单克隆抗体-抗生素偶联物等。
烯二炔类抗肿瘤抗生素的研究进展
目前已发现并确定为烯二炔结构的抗生素有C1027，Esperamicin（EPM），Calicheamicin（CLM），Dynemicin（DNM），Neocarzinostatin（NCS），Kedarcidin（KDC），Feractamicin（FTM）等及它们的衍生物。
烯二炔类抗生素的最大特点是其发色团中存在双烯双炔的共轭大环。由于此特异结构的存在，以一种全新的机制对肿瘤细胞产生作用。它一改传统抗肿瘤药物多以插入DNA分子序列的方式破坏肿瘤细胞，而是生成特有的苯环自由基直接氧化断裂DNA分子链，从而显现出强大的杀灭肿瘤细胞能力。通过对这一独特构效关系的研究，不仅有利于了解本类抗生素的性质，还有利于开阔思路，得以广泛利用物质的结构信息开展新药的筛选研究。
结构特点上是共同具有一个10元或12元的大环结构母核。此结构包含两个烯键和两个炔键并彼此共轭。这个大环结构具有对称性和不稳定性，决定了本类抗生素对肿瘤细胞的选择毒性。烯二炔类抗生素切断DNA的作用涉及到这类抗生素与DNA双螺旋小沟的结合，其活化形式必须先经过Bergman重排反应形成芳香双自由基活性物质。在DNA小沟中的双自由基接近两根链的糖-磷酸骨架。通过双自由基，同时从相对链的糖上夺取氢原子从而导致双链的断裂。烯二炔类抗生素还有一个显著的特点，即对白血病表现出特殊的抗性，是极有希望的白血病治疗药物。此外这类抗生素还具有一定的抗菌活性，对革兰氏阴性菌的MIC较革兰氏阴性菌高。
抗真菌药物的作用机制及耐药性
真菌耐药性与细菌耐药性的异同点：
主要不同点：一是真菌的细胞结构和生活史与细菌的具有较大的差别，如大多数真菌具有二倍体性质和其生活周期较长；二是药物的作用靶位不同，如大多数抗细菌药物的作用靶位是抑制细菌细胞壁重要组分肽聚糖的合成，而大多数抗真菌药物的作用靶位是抑制真菌细胞膜重要组分麦角甾醇的合成或抑制其功能的发挥。
不同抗菌药物的协同作用：单独使用抗细菌药物RNA聚合酶抑制剂利福平时无抗真菌活性，但当与两性霉素B合并用药时，对多种真菌具有活性。产生这一协同作用的原因是由于两性霉素B对真菌细胞膜的作用而增加了细胞对利福霉素的吸收。合并使用两性霉素B和核苷类抗真菌药物5-氟胞嘧啶（5FC）于念珠菌感染的老鼠模型，同样能够产生协同效应。产生这一协同效应的原因推测为由于两性霉素B与细胞膜上麦角甾醇的交互作用导致细胞膜结构的改变，从而促进了5FC的吸收。细菌细胞壁抑制剂ß-内酰胺类抗生素和蛋白质抑制剂氨基糖苷类抗生素的协同作用是相继发挥的而不是同时发挥的。
耐药机制的不同点：细菌通过改变抗菌药物的分子结构，以使药物难以到达作用靶位并与之结合而发挥抗菌作用的耐药性机制（这是细菌对ß-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素和糖肽类抗生素等药物产生耐药性的主要作用机制），以及改变抗菌药物作用靶位的作用机制等，对于真菌耐药性来说，还没有被确证。抗真菌药物的作用靶位的改变，降低药物与作用靶位的接触是真菌产生耐药性的主要机制。再则，从基因水平的研究来看，细菌产生高度耐药的一个主要原因是由于带有耐药性基因的载体的相互传递所致，如质粒、转座子和噬菌体等； 而对真菌耐药性的研究，目前只发现是由于广泛与药物接触而产生的选择压力所致。
抗真菌药物的作用机制与真菌耐药性机制
抗真菌药物的作用机制：不同抗真菌药物的作用靶位，目前在临床上广泛使用的这类抗真菌药物有三种结构类型：唑类；多烯类；烯丙胺硫代氨基甲酸酯类（allylaminethiocarbamates）。这类药物的作用靶位为真菌细胞膜的主要组成——麦角甾醇。
1、作用于真菌细胞膜的抗真菌抗生素和合成药物
（一）、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的抗真菌合成药物 1）、唑类抗真菌药物的作用机制：麦角甾醇作为构成真菌细胞膜的重要成分，对于维持细胞膜的流动性、生物调节以及立体结构等起着重要的作用，而构成细胞膜的甾醇应该是C-14位去甲基的。唑类抗真菌药物的主要作用靶位是血红素蛋白，该蛋白共催化抑制依赖于细胞色素P450的羊毛甾醇（lanosterol）的14α-去甲基；而当14α-去甲基酶的活性受到抑制，则不能合成麦角甾醇而只能累积14α-甲基化的甾醇前体，由这样的甾醇构成的真菌细胞膜的结构和功能都发生了变化。这类药物的作用机制与作用对象有关。 2）、真菌对唑类抗真菌药物的耐药性机制：1：靶酶过量产生；2：药物作用靶位被改变；3：药物被外排蛋白泵出；4：药物在细胞壁水平/细胞膜水平被阻止；5：细胞由于药物的作用而产生的补偿途径以使细胞保持活性；6：某些能够将钝化的药物转化为活性药物的酶被抑制；7：细胞产生某些能够降解药物的酶并分泌至胞外。 真菌对唑类抗菌药物产生耐药性的生物化学机制
2、烯丙胺类抗真菌药物：烯丙胺类的特比萘芬和萘替芬的作用机制也是抑制麦角甾醇的生物合成。
特比萘芬在体内外对皮肤真菌具有很强的抗菌活性，并对某些唑类抗菌药物产生耐药性的菌株也有效。
（二）、作用于真菌细胞膜中甾醇合成的多烯类抗真菌抗生素
1、多烯类抗真菌抗生素的作用机制：抗生素发挥作用时首先与膜结合,其结合程度与膜内甾醇含量成正比。 结合后生成的膜——抗生素复合物,使细胞质膜结构发生改变,在膜脂质双层中形成由多烯大环内酯抗生素与胆固醇结合的环状化合物,构成亲水通道,致使细胞内容物向胞外泄漏。所泄漏的物质种类与抗生素的性质、浓度及作用时间有关,如钾离子、无机磷、有机磷、氨基酸、磷酸酯直至核酸、蛋白等,从而产生杀菌作用。利用这一特性,结合使用一些原先不能通过真菌胞膜的药物,使其发挥作用,菲律宾菌素与甾体结合后形成的复合物在膜内发生重排,以至膜结构破坏成为碎片,从而使真菌被杀死。这类抗生素的毒副作用是由于其对细胞质膜脂质双层中的固醇类结合专一性不强而损伤正常人体细胞所引起的。
两性霉素B与细胞膜上的胆甾醇以氢键的形式结合，从而破坏细胞膜的结构产生孔道 两性霉素B(AMB)的应用：制霉菌素(NYS)能结合麦角甾醇,降低细胞膜稳定性,对多种真菌有活性,但由于其较窄的治疗指数（therapeutic index），在胃肠道不易吸收,且其毒性严重,临床应用受到很大限制。
2、真菌对多烯类抗真菌抗生素产生耐药性的作用机制：耐药性的产生是由于麦角甾醇的生物合成途径受阻，而耐药性的高低与细胞膜中累积的麦角甾醇中间体的种类有关。细胞膜中的麦角甾醇结构发生了改变，致使细胞膜的流动性发生了变化以及减低了药物对细胞膜的亲和力。
（三）、作用于真菌细胞膜中鞘磷脂的抗真菌抗生素
鞘磷脂是真菌和哺乳动物细胞膜必要的组成成分，借其信号传导来控制细胞的分裂、增殖和凋亡。
（四）、作用于真菌细胞表面结构的其他抗真菌抗生素
芽孢菌霉素F、L（Bacillomycin F、L ）和伊枯草菌素A(iturin A)等的作用机制为影响细胞膜表面张力，形成膜表面小孔，从而导致胞内钾离子和其他有用离子的泄露；丁香霉素E（Syringomycin E ，SE）、丁香假单孢菌素A、B （syringostantin A、B）等的作用机制为增加钾、氢和钙等离子的转膜流出，以及增加植物和酵母质膜的膜电位。SE形成电位敏感的离子通道，改变蛋白磷酸化和H+-ATP酶活性。Syringomycins对酵母的结合位点为麦角甾醇。
很多细菌和真菌能够产生许多具有抗真菌活性的肽类化合物。这些肽类抗真菌抗生素的主要作用机制是干扰真菌细胞的表面结构。一些哺乳类的细胞中和昆虫的细胞中存有被称为抗菌肽的一类物质，其具有很强的抗细菌和抗真菌活性。有些已经能够通过基因工程技术在微生物系统中制备。这些抗菌肽对真菌的主要作用机制是溶解细胞壁，从而达到抗菌作用。
二、作用于真菌细胞壁合成的抗真菌抗生素
真菌细胞壁中含有特殊的甘露聚糖、几丁质、α-和β-葡聚糖成分，这就为寻找具有毒性差异抗真菌药物提供了基本思路和方法。
（一）作用于真菌细胞壁中葡聚糖合成的抗真菌抗生素 1）Echinocandin：主要有三种类型：B、C以及D，其中echinocandin B是最主要的类型，它是由构巢曲霉（Aspergilus nidulans）和细皱曲霉(A.rugulosus)产生的。主要是对卡氏肺囊虫和白假丝酵母具有较强的抗菌活性，但是由于其酰基侧链的存在，因此具有一定的溶血毒性，故而这一类抗生素还未被应用于临床。
Echinocandins类抗生素的作用机制：其主要作用机理是能够非竞争性的抑制真菌细胞壁中β-1,3-葡聚糖合成酶的活性，进而引起真菌细胞壁的裂解以及细胞内外渗透压的改变从而将真菌细胞彻底杀死。 真菌细胞膜上β-（1,3）-D-葡聚糖合成酶复合物
此类药物能够快速地不可逆地抑制真菌细胞壁中葡聚糖的合成，这明显不同于传统的抗真菌药物的作用机制，因此这类药物可以有效的用于杀灭对氮唑类和两性霉素B产生抗性的真菌。没有溶血毒性以及较少的药物相互作用也使得这类药物比传统的抗真菌药物具有更大的优势。到目前为止，这类药物的主要缺点是：由于分子量太大因而不能口服使用，只能通过静脉注射使用；其抗菌谱没有得到深入的研究，在临床实验中这两类药物的首要作用菌为假丝酵母菌和曲霉菌，但是从其作用机制来看此类药物应该具有更广泛的抗菌谱。
真菌对echinocandins类及pneumocandins类产生耐药性的作用机制：FKS1基因发生突变的菌株，其对脂肽类抗菌药物的耐受性非常高（比敏感菌高十倍以上）;FKS2基因发生突变的菌株，其不影响对药物的敏感性; 推测酿酒酵母对脂肽类抗真菌药物的耐药机制主要是FKS1基因的改变所致，这一基因编码的蛋白是真菌细胞壁葡聚糖合成酶的主要成分，也是药物作用的主要靶位。
（二）作用于真菌细胞壁中几丁质合成的抗真菌抗生素
多氧霉素D是真菌细胞壁几丁质合成酶最有效的抑制剂,它的化学结构与合成几丁质的二磷酸尿嘧啶核苷-N-乙酰葡萄糖胺(UDP-NAG)相类似,是一个极强的竞争性抑制剂。
日光霉素是由唐德链霉菌（S.tendae）产生的、结构类似于多氧霉素的核苷类抗生素。它通过二肽渗透酶进入靶细胞，能抑制真菌几丁质的合成,是一个很有前途的杀虫杀菌农用抗生素,近期研究表明其有可能作为抗真菌药用于临床。
Nikkomycin Z (SP 920704)系基因工程菌Streptomycestendae TU901发酵代谢所得的10个产物之一｡本品对Streptomyces Cerevisiae的Chs1和Chs3的活性较高，单独使用抗菌谱较窄｡现已发现，与唑类药物如氟康唑/伊曲康唑联用,则对多种真菌有活性｡由于哺乳动物细胞中不合成聚乙酰氨基葡糖，因此本品几乎没有毒性｡现已进入I期临床｡
（三）、以细胞壁中甘露聚糖为作用靶位的抗真菌抗生素
贝那霉素（benanomycins）和普那米星（pradimicins）的作用机制是，这类抗生素首先在钙离子存在时，其游离的羧基与细胞表面甘露聚糖蛋白的糖部分形成复合物，接着对细胞壁产生作用，引起胞内钾离子的流失，最终使真菌细胞溶解。
三、抑制蛋白质合成的抗真菌抗生素 在蛋白合成过程中，真菌和哺乳动物细胞需要2种延长因子，即延长因子1(EF-1)和延长因子2(EF-2)参与多肽链的延伸。然而,真菌需要一种哺乳动物中不存在的延长因子3(EF-3)。现已发现,它广泛存在于真菌细胞中，是一种相对分子质量约(120～125)×103的蛋白。至今尚无EF-3抑制剂用于抗真菌的研究报道。Merck研究室发现，尽管哺乳动物中含有EF-2，但它可以作为抗真菌药的靶标。
GR135402 (葛兰素,英国)由Graphi mumputredinisF13302菌株液中分离而得｡它能抑制白色念珠菌的蛋白合成,但不能作用于兔网状细胞｡它是第1个报道具有抗真菌活性，但不抑制哺乳动物细胞的抗生素。
BE 31405 (万有,日本)由Penicillium minioluteum F31405菌株的培养液中分离而得的又一种不抑制哺乳动物细胞的抗真菌抗生素。它对白色念珠菌、新型隐性球菌均具有抑制活性，对哺乳动物不会产生细胞毒。其作用机制研究表明，它能抑制白色念珠菌的蛋白合成。
此外,有从紫红球菌变种Rhodococcus Mer N1033中获得五组分的环状四肽类抗生素，分别称为紫红肽(Rhodopeptins) Cl，C2，C3，C4和C5｡其分子结构中含亲脂性β 氨基酸的长烷烃基，这在微生物代谢产物中从未发现过｡它对白色念珠菌､假丝酵母和新型隐球酵母菌均有很强的抗菌活性｡
四、抑制电子传递的抗真菌抗生素
五、
五、作用于核酸合成的抗真菌药物
5-氟胞嘧啶（flucytosine，5FC）在渗透酶的帮助下进入真菌细胞，一旦进入胞内，则通过胞嘧啶脱氨酶转化成为5-氟鸟嘧啶（5FU），随后，通过UMP-焦磷酸酶转化为5-氟鸟苷酸（FUMP），其进一步被磷酸化后掺入到RNA，最终破坏蛋白质的合成。5FU也能够被转化为5-氟脱氧鸟嘧啶单磷酸，其能够抑制参与DNA合成和细胞核分裂的胸苷酸合成酶。因此，5FU的抗菌作用机制涉及到干扰嘧啶的代谢、RNA和DNA的合成以及蛋白质的合成等。
耐药性：真菌对5FC产生耐药性的主要作用机制是由于降低了药物的吸收（即失去了渗透酶的活性），或是失去了将该药物转化为FUMP的能力。有较多的研究表明：当真菌由于缺少胞嘧啶脱氨酶或鸟苷磷酸核糖基转移酶，使5FC不能转化为FUMP时，则足以对该药物产生耐药性。
2、抗真菌抗生素灰黄霉素
作用机制：其作用机制可能是具有鸟嘌呤相似结构的灰黄霉素以竞争性抑制作用干扰真菌细胞的DNA合成,从而抑制其生长。它作用于敏感真菌后可致菌丝肿胀成球形,细胞壁丧失完整性,胞浆膜则近乎消失,仅遗留少量皱缩的残余物和巨大的脂类贮存颗粒。它对生长期的真菌菌丝作用更强。
抗真菌抗生素研究展望：尽管对于如何预防和控制真菌耐药性发展的问题还没有建立有效的方法，但可以参照预防和控制细菌耐药性发展的策略，即1）谨慎地使用各种抗真菌药物；2）使用合适的剂量进行治疗，避免长期使用低剂量治疗；3）尽可能结合多种已有的药物进行治疗；4）对病因学比较清楚的疾病，要选择某种合适的药物治疗；5）建立真菌耐药性检测系统，了解和掌握真菌耐药性的发展趋势和频率。由于对真菌疾病的用药规律以及感染真菌的快速诊断都还没有确立，因此，从某种程度上还没有有效的预防和控制的方法。
新药筛选靶位包括：1）针对胞内代谢的中间产物如核酸、氨基酸和多胺代谢；2）针对微管功能如影响微管聚集或干扰微管结构完整性；3）针对细胞信号传导如影响蛋白激酶和磷酸酶系统；4）针对真菌繁殖周期如影响细胞分裂等；5）针对真菌毒力如改变毒力基因调节等。
β-内酰胺类及大环内酯类抗生素的市场分析
对于β-内酰胺类抗生素的发展，就要发挥我国青霉素类、头孢类、碳青霉烯类和酶抑制剂的优势，利用世界原料药的生产中心已转向亚洲、国家实施调整产品结构的产业政策等机会，实施“请进来”与“走出去”的市场战略，同时要加强行业自律，加大企业重组力度，实现规模经营、集约化经营，从而确保我国β-内酰胺类抗生素的市场地位。企业在投资此类抗生素时，也要据此选择产品等战略。而对于我国大环内酯类抗生素的发展，要解决几个关键问题：①引进国外优良菌种，加强技术创新；②开发品种应尽量避开国外专利产品，或采用到期专利、引进专利或合资合作，开发国内尚缺或尚无生产的新品种如泰利霉素、氟红霉素、地红霉素等；③研制开发更新换代的大环内酯抗生素产品，如泰利霉素，氟红霉素的衍生物和复方制剂，红霉素A环式
11、12碳酸天门冬氨酸盐类，大环内酯类抗生素的一些复合剂型，新剂型产品等。
氨基糖苷类抗生素的6大优点即：1对革兰氏阴性杆菌的抗菌活性最强。2其抑菌作用不易受细菌接种量的影响。3杀菌作用快速，完全（起效较快）。4疗效与使用剂量成比例。5除个别品种外，大部分氨基糖苷类抗生素价格低廉，病人容易承受。6可与包括头孢菌素在内的其他抗生素制剂配伍使用，并能强化用药效果。
当然，与其他抗生素一样，氨基糖苷类抗生素也存在某些缺点，其中最突出的是其耳肾毒性（如双氢链霉素即具有强烈的耳毒性），对于肾功能不全者来说发，反复使用氨基糖苷类抗生素尤其危险。上述缺点严重限制了氨基糖苷类抗生素的临床用途及其产销量。这也是其走向衰落的一主要原因。
