头孢菌素类

头孢菌素类（Cephalosporins）是由冠头孢菌培养液中分离的头孢菌素C，经改造侧链而得到的一系列半合成抗生素。其优点是：抗菌谱广，对厌氧菌有高效；引起的过敏反应较青霉素类低；对酸及对各种细菌产生的β-内酰胺酶较稳定；作用机理同青霉素，也是抑制细菌细胞壁的生成而达到杀菌的目的。属繁殖期杀菌药。由于其不良反应和毒副作用较低，是当前开发较快的一类抗生素。

四代产品

是近年来开始应用于国外临床的新一代头孢菌素，与第三代头孢菌素相比，抗菌谱更广，抗菌活性更强，对细菌产生的β-内酰胺酶更稳定。目前已经开始在国内应用，但估计很快就要应用于国内临床。本文概述第四代头孢菌素的概念、分类和特点，展望该类药物在呼吸科等临床各科的应用前景。

概念分类

第四代头孢菌素是从第三代头孢菌素发展而来，但与第三代头孢菌素又有明显区别的新一代头孢菌素。从结构上来说，它在第三代头孢菌素分子结构的基础上，在7-氨基头孢稀酸（7-ACA）母核C-3位引入C-3′季铵取代基；从作用机制来说，上述结构的改变使它可以更快地透过革兰阴性杆菌的外膜，对青霉素结合蛋白有更高的亲合力，对细菌的β-内酰胺酶更稳定；从抗菌谱来说，它对革兰阳性球菌有更强的抗菌活性〔1〕。根据分子结构C-7位上侧链不同又可分为两个亚类：2-氨基-5噻唑亚类和5-氨基-2-噻唑亚类。第四代头孢菌素分类和品种详见表1〔2〕。

表1 第四代头孢菌素分类

2-氨基-5噻唑亚类 5-氨基-2-噻唑亚类

cefpirome(头孢匹罗) cefclindin

cefepime(头孢吡肟) cefozopran

cefoselis cefluprenam

cefquinone FK-518

CP6679 YM-40220

CS-461 L-640876

DN9550 L-642946

DW-751 L-652831

MT520

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其中头孢匹罗和头孢吡肟已在国外上市并应用于临床。

特点

抗菌谱更广

头孢匹罗和头孢吡肟对肠杆菌科细菌的抗菌活性要强于头孢他啶和头孢氨噻肟，对铜绿假单孢菌的抗菌活性要优于头孢氨噻肟但略低于头孢他啶。但值得注意的是，第四代头孢菌素对革兰阳性球菌如葡萄球菌属、链球菌属特别是其中的耐青霉素肺炎链球菌的杀菌活性较第三代头孢菌素明显增强。从目前已有的资料来看，在第四代头孢菌素中以头孢匹罗对革兰阳性球菌的抑菌作用最强。应该指出的是，第四代头孢菌素对厌氧菌和甲氧西林耐药的金葡菌（MRSA）作用仍不理想〔3～5〕。

对β-内酰胺酶有更好的稳定性

与第三代头孢菌素相比，第四代头孢菌素对Richmond-Sykes分类I型由染色体介导的β-内酰胺酶有很好的的稳定性〔6～8〕。值得注意的是，它们对其中由AmpC基因介导的β-内酰胺酶也有很好的稳定性〔9〕。AmpC基因是存在于几乎所有革兰阴性杆菌的编码β-内酰胺酶的结构基因，在一些细菌如大肠埃希菌，AmpC基因表达很低，不足以引起细菌耐药，但另一些细菌如阴沟肠杆菌，弗劳地枸橼酸菌，沙雷菌，铜绿假单孢菌的AmpC基因表达可被诱导，多种β-内酰胺类抗菌药物对它都有诱导作用，可以引起酶水平成百上千倍升高并引起对多种β-内酰胺类抗菌药物的交叉耐药，特别是可以引起对第三代头孢菌素耐药，因此由它引起的细菌耐药在临床治疗中颇为棘手〔10〕。由于第四代头孢菌素对AmpC基因介导的β-内酰胺酶具有稳定性，所以在革兰阴性杆菌对第三代头孢菌素耐药时可以试用第四代头孢菌素。应该指出的是，第四代头孢菌素对TEM-4、SHV-2、SHV-3、SHV-4等超广谱酶仍不稳定，所以它并非对所有耐第三代头孢菌素的革兰阴性菌都有效〔4，11〕。

在药代动力学上的特点

如表2所示，第四代头孢菌素的药代动力学特点大致相同。第四代头孢菌素虽然半衰期较短，但血清药物峰浓度高。一次静脉注射2克头孢吡肟在4小时后对铜绿假单孢菌，8小时后对金葡菌，肠杆菌科细菌，链球菌仍有杀菌作用。有报道头孢匹罗等可以有效地透过血脑屏障，在气管粘膜、肺组织的药物浓度分别为其血药浓度的56%、36%〔12，13〕。

表2 健康志愿者单次静脉注射第四代头孢菌素药代动力学参数

药物名称静注剂量(g) 血清药物峰浓度(g/L) 半衰期(h) 肾排泄率(%) 蛋白结合率(%)

头孢匹罗 2 0.175 1.9 70～90 <10

头孢吡肟 2 0.133 1.8 80 19

临床应用

已上市的头孢匹罗和头孢吡肟已经成功地应用于呼吸道感染、尿路感染、皮肤软组织感染。但第四代头孢菌素似更适用于严重的医院和社会获得性感染。Carau等〔1〕推荐的第四代头孢菌素适应证及非适应证见表3。

表3 第四代头孢菌素适应证和非适应证

适应证非适应证

肺炎厌氧菌感染

医院获得性

严重社会获得性甲氧西林耐药金葡/表葡菌(MRSA/MRSE)感染

粒细胞缺少合并感染超广谱酶产生菌株(ESBLs)感染

医院感染性败血症

细菌性脑膜炎

第四代头孢菌素适用于医院感染性肺炎的治疗是由于病原菌特点和第四代头孢菌素的抗菌谱和抗菌活性决定的。以气管插管患者为例，早期病原菌以金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌为主，而后期则多为肠杆菌科细菌和铜绿假单孢菌，而第四代头孢菌素能有效杀灭这些细菌，所以在明确病原菌之前，选用第四代头孢菌素作为经验性治疗药物是可取的〔14，15〕。严重的社会获得性肺炎主要病原菌为肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉氏菌，这些菌对第四代头孢菌素均很敏感，故有人推荐其作为经验性治疗此类感染的第一线药物〔1〕。有研究表明在治疗严重的社会获得性肺炎中,头孢吡肟和头孢他啶的临床有效率分别为87%、66%〔16〕。

在各种原因如化疗、白血病引起的粒细胞缺少合并感染时，头孢他啶曾被成功地应用于经验性抗感染治疗中。但是近年来革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌，凝固酶阴性的葡萄球菌、溶血性链球菌感染有上升的趋势，头孢他啶对AmpC基因相关β-内酰胺酶又不稳定，而第四代头孢菌素正好克服了以上两方面的不足，所以有可能取代头孢他啶而成为经验性治疗的首选药物〔1〕。在一个多中心随机治疗粒细胞缺少合并感染的临床试验中，病原菌以表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌为主，头孢匹罗和头孢他啶都取得了74%的临床有效率，但在细菌清除率上，头孢匹罗（89%）优于头孢他啶（74%），医院感染性败血症的情况与此类似〔17〕。

75%的细菌性脑膜炎由脑膜炎双球菌、流感嗜血杆菌、肺炎链球菌引起，入院后还可能继发革兰阴性杆菌、金黄色葡萄球菌感染。由于第四代头孢菌素对上述细菌有很好的杀菌活性并能透过血脑屏障，所以预计它能在治疗脑膜炎感染中取得较好的疗效〔18〕。

综上所述，第四代头孢菌素有区别第一、二、三代头孢菌素的某些特点，如抗菌谱更广、对β-内酰胺酶更稳定、血药浓度高、可透过血脑屏障等。初步的临床应用结果也证明了此类药物的某些优越性。预计该类药物很快就将进入国内，究竟其在呼吸科及其他临床各科的应用价值如何，有待于广大临床医生的客观评价。

结构特征

3.1.1 在主核的7位连有2-氨基噻唑-a-甲氧亚胺基乙酰基侧链。

3.1.2 3位存在的季胺基团与分子中的羧基形成内盐。

3.2其性能特征是

3.2.1对青霉素结合蛋白（PBPS）有高度亲和力；

3.2.2可通过革兰阴性菌外膜孔道迅速扩散到细菌周质并维持高浓度；

3.2.3具有较低的β-内酰胺酶亲和性与诱导性，对染色体介导的和部分质粒介导的β-内酰胺酶稳定。

作用特点

第四代头孢菌素对革兰阳性菌、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，头孢噻利还有较强的抗甲氧西林金黄葡萄球菌（MRSA）活性。这些品种对弗氏柠檬酸杆菌、阴沟肠杆菌有较强活性，抗铜绿假单胞菌作用均可与头孢他啶匹敌。

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