庆大霉素
庆大霉素（INN:gentamicin）是一种氨基糖苷类抗生素，用于治疗多种病原细菌感染[3] - 包括骨髓炎、心内膜炎、骨盆腔发炎、脑膜炎、肺炎、泌尿道感染和败血症等。[3]它对淋病或披衣菌感染无治疗效果。[[3]为降低对庆大霉素产生抗药性的风险，通常只会短暂使用两天，并根据细菌培养结果，选择对该病原细菌最敏感的抗生素进行个体化治疗。[4]所需剂量应透过血液检测而做决定。[3]
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| 临床资料 | |
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| 读音 | /ˌdʒɛntəˈmaɪsən/ |
| 商品名 | Cidomycin、Genticyn、Garamycin及其他 |
| AHFS/Drugs.com | Monograph |
| MedlinePlus | a682275 |
| 核准状况 | |
| 怀孕分级 | |
| 给药途径 | 静脉注射、眼药水、肌肉注射、外用药物及耳滴剂 |
| 药物类别 | 氨基糖苷类抗生素 |
| ATC码 | |
| 法律规范状态 | |
| 法律规范 |
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| 药物动力学数据 | |
| 生物利用度 | 口服时生物利用度低 |
| 血浆蛋白结合率 | 0–10% |
| 生物半衰期 | 2小时 |
| 排泄途径 | 肾脏 |
| 识别信息 | |
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| CAS号 | 1403-66-3  |
| PubChem CID | |
| IUPHAR/BPS | |
| DrugBank | |
| ChemSpider | |
| UNII | |
| KEGG | |
| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| CompTox Dashboard (EPA) | |
| ECHA InfoCard | 100.014.332 |
| 化学信息 | |
| 化学式 | C21H43N5O7 |
| 摩尔质量 | 477.60 g·mol−1 |
| 3D模型（JSmol） | |
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此药物经由静脉注射、肌肉注射或外部用药方式（如眼药水及耳滴剂）给药。[3]
庆大霉素具有耳毒性（导致内耳问题）和肾毒性（导致肾脏问题）。[3]耳毒性会造成平衡问题和听力损失，且可能是永久性。[3]如果个体在怀孕期间使用，可能会对胎儿造成伤害。[3]然而个体在母乳哺育期间使用，似乎对婴儿属于安全。[5]庆大霉素是一种氨基糖苷类药物，[3]透过破坏细菌制造蛋白质的能力来杀死细菌而发挥作用。[3]
庆大霉素是由小单孢菌属中的绛红色小单孢菌自然产生，[6][3]于1962年取得专利，并于1964年获准用于医疗用途。[7]此抗生素系在培养物透过刺穿细菌的细胞壁收集而得。科学家正深入研究此菌种的生物合成途径，寻求方法来提高其表达量和分泌量，以增强庆大霉素生产力。此药物已列入世界卫生组织基本药物标准清单之中。[8]庆大霉素因其广谱抗菌活性及在治疗耐药菌感染方面的独特作用，被世界卫生组织（WHO）列为人类医学中不可或缺的抗生素。[9]市面上有其通用名药物流通。[10]
医疗用途
庆大霉素对多种细菌感染具有活性，主要是革兰氏阴性菌，包括假单胞菌属、变形杆菌属、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、产气肠杆菌、沙雷氏菌属和革兰氏阳性菌 - 葡萄球菌属。[11]庆大霉素用于治疗这类细菌造成的呼吸道感染、泌尿道感染、血液、骨骼和软组织感染。[12]
没有足够的证据支持使用庆大霉素作为治疗淋球菌感染的第一线药物。[13]此药物不用于治疗脑膜炎双球菌或嗜肺性退伍军人杆菌感染（因为某些革兰氏阴性生物中存在的脂质A（脂多糖）有导致使用者休克的风险）。此药物也可用于对抗鼠疫耶尔森菌（引起鼠疫）和其近亲，以及土伦病法兰西斯氏菌（引起兔热病的微生物，常发生在猎人和捕猎者身上）。[14]
一些肠杆菌科、假单胞菌属、肠球菌、金黄色葡萄球菌和其他葡萄球菌属对庆大霉素有不同程度的抗药性。[15]
特定群体
怀孕与哺乳期间的个体
除非对个体的益处大于风险，否则不建议在其怀孕期间使用庆大霉素。庆大霉素可穿过胎盘，并已有一些关于儿童发生不可逆转的先天性耳聋报告。孕妇接受庆大霉素肌肉注射会导致新生儿肌肉无力。[12]
进行母乳哺育的个体接受庆大霉素，对于婴儿的安全性和有效性尚未确定。在接受药物母亲所分泌的乳汁和婴儿身上均发现有可检测到的庆大霉素成分。[12]
年长者
由于年长者的肾丝球滤过率会下降，应在开始治疗前，以及治疗期间对其肾功能进行评估。这个族群在接受庆大霉素治疗期间，体内的药物会长时间维持在较高水平。有肾脏、听觉系统、前庭系统或神经肌肉接点功能障碍的个体应谨慎使用。[11]
儿童
庆大霉素不适合儿童（包括婴儿）使用。研究显示这个族群的血清浓度较高，导致有较长的药物生物半衰期。[16]治疗期间应定期检查肾功能。使用此药物的长期影响包括听力损失和平衡问题。已有注射使用而发生低钙血症、低血钾和肌肉无力的报告。[11]
禁忌症
有此药物过敏史（例如发生过敏性休克），或对庆大霉素或任何其他氨基糖苷类有严重毒性反应者不应使用。[12]患有重症肌无力和其他神经肌肉疾病的人需要更加谨慎（有导致恶化的风险）。[3]庆大霉素也不应在可能出现婴儿肉毒杆菌中毒的情况下作为经验性抗生素使用（在一般情况下会使用氨苄西林和庆大霉素），因为这会加剧神经肌肉阻断作用，恶化临床症状。[17]
不良影响
庆大霉素的不良反应，从较不严重的反应（例如恶心和呕吐）到更严重的反应，依序列出如下：[11]
- 血球数量降低低
- 过敏反应
- 神经肌肉问题
- 神经损伤（神经病变）
- 肾脏损伤（肾毒性）
- 耳部疾病（耳毒性）
肾毒性和耳毒性被认为与使用剂量有关联，较高剂量会发生更大的毒性机会。[11]这两种毒性可能会延迟出现，有时会在完成治疗后才发生。[11]
肾损伤
接受氨基糖苷类药物治疗的患者中有10-25%会出现肾损伤问题，而庆大霉素是此类药物中肾毒性最强的药物之一。[18]急性肾毒性通常可逆，但可能有致命性。[11]肾毒性的风险可能受到剂量、使用频率、治疗持续时间以及同时使用某些其他药物（例如非类固醇抗发炎药、利尿剂、顺铂、环孢素、头孢菌素、两性霉素、碘造影剂和万古霉素）的影响。[18]
增加肾毒性风险的因素有：[18]
透过测量血液中的肌酸酐、电解质水平、排尿量、尿液中蛋白以及血液中尿素等其他化学物质的浓度可监测是否有肾功能障碍存在。[18]
内耳
接受氨基糖苷类药物治疗的群组中，约有11%会发生内耳受损。[19]常见的症状有耳鸣、听力丧失、眩晕、共济失调和头晕。[20]长期使用庆大霉素会影响耳朵的两个方面 - 首先是内耳毛细胞损伤，而导致不可逆的听力损失。其次是内耳前庭系统损伤会导致平衡问题。[20]保持身体水分充足可帮助稀释药物浓度及排出体外，减轻毒性作用。[11]
作用机转
庆大霉素是一种杀菌用抗生素，透过结合细菌核糖体的30S亚基发挥作用（对蛋白质合成产生负面影响）。一般认为其主要作用机制是透过干扰转运核糖核酸（tRNA）将氨基酸准确带到核糖体上与信使核糖核酸（mRNA）配对的过程，导致蛋白质合成发生错误，最终让细菌无法存活。。[21]
结构
组件成分
庆大霉素由多种相关的庆大霉素成分和馏分组成，具有不同程度的抗菌效力。[22]其主要成分包括庆大霉素C复合体的成员：庆大霉素C1、庆大霉素C1a和庆大霉素C2，它们约占庆大霉素的80%，并被发现具有最高的抗菌活性。庆大霉素A、B、X和其他少数几种成分占庆大霉素的20%，其抗菌活性低于庆大霉素C复合体。[23]
生物合成
庆大霉素的生物合成过程涉及多个基因的协同作用，但其精确调控机制仍未被充分了解。由于庆大霉素通常位于产生菌的细胞内，且细胞壁的保护作用使得提取过程变得复杂，因此深入研究，控制庆大霉素生物合成的基因对于优化生产工艺、提高产率具有重要意义。[23][24][25][26][27]庆大霉素在微生物的生长过程中，会逐渐积累在细胞表面或细胞壁上。必须采用物理或化学的方法破坏细胞壁，使细胞内容物释放出，然后通过后续的提取和纯化步骤得到目标产物。[23][24][25][26][27]
发酵生产程序
生产庆大霉素需在液体培养基中进行。研究显示无机盐的浓度过高会对细菌的生长和庆大霉素的合成产生抑制作用，导致产量下降。[28]传统的庆大霉素发酵以酵母牛肉汤为培养基，[24]但经研究人员深入研究，发现庆大霉素C复合体是其主要活性成分，因此优化C复合体产量的培养基配方成为研究的重点。[28]
历史
庆大霉素是由小单孢菌属中的绛红色小单孢菌自然产生。此霉素最早于1963年被发现。当时先灵葆雅公司的研究人员Weinstein、 Wagman等人从微生物学家Rico Woyciesjes提供的土壤样本中分离纯化出能产生庆大霉素的菌株。[6]这种菌株是一种革兰氏阳性菌，广泛存在于环境（水和土壤）中。
研究
庆大霉素也用于分子生物学研究，作为组织和细胞培养物中的抗菌剂，以防止无菌培养物受到污染。庆大霉素是少数即使在高压灭菌后仍保持活性的热稳定性抗生素之一，使得它在制备某些微生物生长培养基时特别有用。[29]
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延伸阅读
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