ChiCAST视点
编者按：华人抗菌药物敏感性试验委员会（ChiCAST）是欧洲临床微生物和感染病学会（ESCMID）欧洲药敏试验委员会（EUCAST）下设在中国的药敏委员会，该委员会于 2017 年 3 月成立，委员来自中国两岸三地、欧洲、美国，专家领域涵盖临床微生物学、临床感染病学、临床药理学、畜牧兽医学、抗菌药物制药企业及感染诊断企业。委员会下设临床细菌学组、临床真菌学组、临床药理学组、临床感染学组及畜牧兽医学组等亚专业组。主要任务为药敏试验相关内容（如方法学、折点等）标准化，开展有价值的药敏相关临床研究，对有争议的临床标本检测进行确认和鉴定，建立 ChiCAST 网站，传播 EUCAST 文件，开展国际间合作与交流，开展临床微生物实验室标准化培训和宣传教学，促进我国抗菌药物敏感性试验工作的健康发展。
以下为大家带来《 从动物专用到人用——截短侧耳素类抗生素的「前世今生」》。
供稿：
周宇峰（华南农业大学），廖晓萍（ChiCAST 常务委员、华南农业大学）
审校：
程敬伟（ChiCAST 学术部秘书、首都医科大学附属北京友谊医院）
2019 年 2 月，美国 FDA 接受 Nabriva 制药公司提交的截短侧耳素类新药 Lefamulin（BC-3781）申请，用于治疗社区获得性细菌性肺炎（CABP）的消息，使得人们重新关注截短侧耳素类这一「古老」的抗生素品种。
1962 年
自 1962 年 Sandoz 研究所解析截短侧耳素的结构以来，泰妙菌素（Tiamulin）作为第一个动物专用截短侧耳素类抗生素。
1979 年
于 1979 年被批准用于治疗猪的支原体肺炎和猪痢疾短螺旋体等感染 [1]。
随后上市的沃尼妙林（Valnemulin）同样也作为动物专用抗菌药用于治疗猪和鸡的呼吸道病以及兔的流行性肠炎 [2,3]。
2007 年
直到 2007 年，也就是截短侧耳素药物被发现近 50 年以后，第一个人用的截短侧耳素类抗生素瑞他妙林（Retapamulin）才获批准用于临床，且仅作为局部用药治疗成人及 9 个月以上儿童因金黄色葡萄球菌和化脓链球菌引起的脓疱病 [4]。
2018 年
最终，在历经了近 60 年的发展后，最新型截短侧耳素药物 Lefamulin（BC-3781）在 2018 年完成 3 期临床试验，并于 2019 年 2 月向美国 FDA 提交新药申请，有望于成为第一个可全身用药的人用截短侧耳素抗生素，用于治疗社区获得性细菌性肺炎（静脉或口服给药）。
限制截短侧耳素类抗生素在人医临床开发使用的主要原因，包括代谢不稳定、肝毒性和潜在的心脏毒性、较低的口服生物利用度以及胃肠道副作用等 [5]。
截短侧耳素类属于三环二萜类抗生素，其发挥抗菌作用的主要结构是化合物中的三环骨架，能够与细菌核糖体 50S 亚基的肽酰转移酶活性中心（PTC）形成诱导契合效应，导致其亚基发生重排，同时三环核心突出部分能够覆盖核糖体 P 位点 [6]。
这种抗菌机制不同于其他抑制蛋白合成的抗生素。值得注意的是，截短侧耳素类化合物结构分子中的 C14 侧链，能够深入核糖体亚基的疏水部分，影响其抗菌活性，因此，C14 侧链的化学修饰一直是截短侧耳素衍生物改造的关键位置 [7]。
通常情况下，截短侧耳素类抗生素对除粪肠球菌以外的大部分革兰氏阳性菌均具有一定的抗菌活性，尤其是医院获得性 MRSA（HA-MRSA）和社区获得性 MRSA（CA-MRSA） [5,8]。
另外，截短侧耳素类抗生素对包括流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌以及奈瑟菌属等在内的苛养革兰氏阴性菌，同样具有良好的体外抗菌效果 [8]；
而其对粪肠球菌和肠杆菌科细菌缺乏抗菌活性则与相关菌株普遍存在的 AcrAB-TolC 外排泵密切相关 [5]。
截短侧耳素类抗生素对部分非典型病原菌，如支原体、衣原体和军团杆菌属，也能表现高度的抗菌活性，故兽用截短侧耳素类抗生素泰妙菌素又被称为支原净 [8]。
对于厌氧菌，包括艰难梭菌、产气荚膜梭菌、痤疮丙酸杆菌、消化链球菌属、普雷沃菌属以及卟啉单胞菌属，截短侧耳素类抗生素通常也表现出不同程度的抗菌活性 [9]。
甚至有研究表明，部分截短侧耳素类药物对结核分枝杆菌也具有一定的体外抗菌活性 [10]。
相比于其他抗生素，截短侧耳素类抗生素对包括金黄色葡萄球菌在内的大部分菌株的自发突变频率较低（仅为10-9 ~10-11） [11]。
此前有研究表明，泰妙菌素的耐药表型主要由核糖体蛋白 L3 中第 149 位（A445G）突变导致天门冬酰胺（Asn）转变为天门冬氨酸（Asp）所致，且耐药性是以缓慢、逐步的方式发展 [11,12]。
在短螺菌属中，截短侧耳素类药物的耐药通常由 rrl 和 rplC 基因的共同突变引起的；而在金黄色葡萄球菌中则以 rplC 突变为主 [13]。
值得注意的是，rplC 基因的一步或两步突变仅能导致截短侧耳素敏感性的轻微下降，只有完成三步突变才能使其 MIC 值显著上升，而 rplC 基因三步突变的频率小于 10-9。
因此，临床治疗过程中细菌很难通过这种机制获得对截短侧耳素类药物的耐药 [14]。
近年来，随着多重耐药基因 cfr 的出现，导致细菌尤其是金黄色葡萄球菌对截短侧耳素、恶唑烷酮类、林可胺类、酰胺醇类和链阳菌素 A 等五类药物的交叉耐药 [15]。
该基因通过编码一种 349 个氨基酸的 RNA 甲基化酶，对细菌 23S rRNA 的 A2503 位点进行甲基化，从而导致抗生素与 PTC 活性中心的亲和力下降引起耐药 [16]。
尽管研究表明 Lefamulin 受 cfr 基因的影响小于传统截短侧耳素类抗生素 [17]，但随着质粒介导的 cfr 阳性菌株的不断出现，临床上使用包括 Lefamulin 在内的半合成截短侧耳素类抗生素时应更加谨慎。
此外，截短侧耳素类药物敏感性下降还被证实与编码 ABC 转运蛋白的 vga(A) 和 vga(C) 基因相关 [18]。
截短侧耳素类抗生素被发现已超过半个世纪，尽管该类药物在兽医临床的应用取得了可观的效果，但人医临床至今没有可供全身用药的截短侧耳素类抗生素上市。
Lefamulin 作为即将上市的新型截短侧耳素类抗生素，对于后续开发该类药物用于治疗感染性疾病具有重要的意义。
参考文献
1.O'Connor JJ, Baughn CO, Pilote RR, Alpaugh WC, Linkenheimer WH, Maplesden DC. Tiamulin in the feed for the prevention of swine dysentery and growth promotion of growing pigs. Journal of Animal Science 1979, 49(4): 933-938.
2.EMA. CVMP Assessment Report for the Extension of a Community Marketing Authorization for Econor (EMEA/V/C/000042/X/0039), 2013. London, UK. 2013.
3.Aitken IA, Morgan JH, Dalziel R, Burch DG, Ripley PH. Comparative in vitro activity of valnemulin against porcine bacterial pathogens. Veterinary Record 1999, 144(5): 128.
4.Jacobs MR. Retapamulin: a semisynthetic pleuromutilin compound for topical treatment of skin infections in adults and children. Future Microbiology 2007, 2(6): 591-600.
5.Novak R. Are pleuromutilin antibiotics finally fit for human use? Ann N Y Acad Sci 2011, 1241: 71-81.
6.Schlunzen F, Pyetan E, Fucini P, Yonath A, Harms JM. Inhibition of peptide bond formation by pleuromutilins: the structure of the 50S ribosomal subunit from Deinococcus radiodurans in complex with tiamulin. Molecular Microbiology 2004, 54(5): 1287-1294.
7.Davidovich C, Bashan A, Auerbach-Nevo T, Yaggie RD, Gontarek RR, Yonath A. Induced-fit tightens pleuromutilins binding to ribosomes and remote interactions enable their selectivity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2007, 104(11): 4291-4296.
8.Novak R, Shlaes DM. The pleuromutilin antibiotics: a new class for human use. Current Opinion in Investigational Drugs 2010, 11(2): 182-191.
9.Odou MF, Muller C, Calvet L, Dubreuil L. In vitro activity against anaerobes of retapamulin, a new topical antibiotic for treatment of skin infections. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2007, 59(4): 646-651.
10.Long KS, Poehlsgaard J, Hansen LH, Hobbie SN, Bottger EC, Vester B. Single 23S rRNA mutations at the ribosomal peptidyl transferase centre confer resistance to valnemulin and other antibiotics in Mycobacterium smegmatis by perturbation of the drug binding pocket. Molecular Microbiology 2009, 71(5): 1218-1227.
11Kosowska-Shick K, Clark C, Credito K, McGhee P, Dewasse B, Bogdanovich T, Appelbaum PC. Single- and multistep resistance selection studies on the activity of retapamulin compared to other agents against Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 2006, 50(2): 765-769.
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13.Pringle M, Poehlsgaard J, Vester B, Long KS. Mutations in ribosomal protein L3 and 23S ribosomal RNA at the peptidyl transferase centre are associated with reduced susceptibility to tiamulin in Brachyspira spp. isolates. Molecular Microbiology 2004, 54(5): 1295-1306.
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