水产抗菌渔药化学合成类药物:喹诺酮类药物的药效学

发表时间:2023/11/22 23:02:09  作者:汪建国,中国科学院水生生物研究所  浏览次数:1299  
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喹诺酮类药物是近二三十年来迅速发展起来的划时代抗菌药物,具有抗菌谱广、抗菌力强、结构简单、疗效显著、与其它常用抗菌药物一般无交叉耐药性等优势,因而愈来愈受到各国的重视,成为竞相生产和应用的热点药品。该类药物最早应用于水产养殖细菌性疾病的防治始于20世纪70年代,初期该类药物在我国南方养鳗业中开始使用,随着药物价格的下降,目前已被广泛应用于水产动物的疾病治疗,是理想的抗菌药物。喹诺酮类药物按发明年代的先后和抗菌性能的不同,分为四代。

表1 三代喹诺酮药物的比较

第一代:系指20世纪60年代开发的,代表药物是萘啶酸,抗菌谱较窄、抗菌作用弱,主要包括萘啶酸、吡咯酸、噁喹酸等;第二代:系20世纪70年代开发,代表药物是吡哌酸和动物专用的氟甲喹,其抗菌性能较第一代有所改进,抗菌谱方面有所扩大,抗菌作用有所增强,主要对革兰氏阴性菌有效的抗菌药物。主要包括新噁酸、噻喹酸、吡哌酸等;第三代:即氟喹诺酮类药物,效果要远远高于第一代和第二代喹诺酮类药物。其在化学结构上的特点是在喹琳环的6位上导入氟原子,而7位都连有哌嗪基,这提高了药物的亲水性,降低了蛋白结合率,使药物的生物利用度得到明显提高,这一类药物的抗菌谱较第一代、第二代明显扩大,抗菌活性也显著增强,对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有较强的作用,抗菌力强、体内分布广、低残留、安全性高、价格低廉,且与第一、第二代相比,抑菌和杀菌作用更加迅速、彻底,是现在使用最多的喹诺酮类药物。主要包括环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星、氟甲喹、托氟沙星、依诺沙星、恩诺沙星、达氟沙星、二氟沙星、沙拉沙星、倍诺沙星、麻保沙星、奥比沙星等;第四代以曲伐沙星为代表,包括加替沙星、司帕沙星、莫西沙星和克林沙星等,第四代喹诺酮类在水产上还未得到应用。如表1。

喹诺酮类药物作用机制是能穿透细胞壁,深入细菌内部,抑制细菌的DNA螺旋酶,使其DNA复制受阻。氟喹诺酮类药物则不是直接与DNA螺旋酶结合,而是与DNA双链中非配对碱基结合,抑制DNA抑螺旋酶的A亚单位,使DNA超螺旋结构不能封口,这样DNA单链暴露,导致mRNA与蛋白合成失控,最后细菌死亡。由于喹诺酮类药物能造成细菌遗传物质的不可逆损伤,故有强大的杀菌作用。

喹诺酮类药物被认为是目前最具有开发前景的鱼药。目前,用于水产养殖业的喹诺酮类药物主要有:第一代喹诺酮类药物噁喹酸,第三代喹诺酮类药物氟哌酸、氟甲喹、沙拉沙星、恩诺沙星和达氟沙星等,目前已形成了一些商品鱼药。这些药物对包括水生动物赤皮、烂鳃、肠炎、白皮、竖鳞、疖疮、打印、弧菌病、细菌性败血症等细菌性疾病均有一定的预防及治疗作用。可用于包括四大家鱼、鲈鱼、虹鳟、大麻哈鱼、鳗鲡、河蟹、贝类等养殖动物的细菌性疾病的防治。

1.理化性状

(1)噁喹酸(Oxolinic Acid)

是第一代喹诺酮类药物,为水产专用喹诺酮类抗菌药物。本品为白色或黄白色结晶性粉末,无臭,无味。不溶于水、甲醇和无水乙醇,极难溶于氯仿,难溶于二甲替甲酰胺;不吸潮,对热、湿、光稳定。化学结构:

(2)氟甲喹(Flumequine)

(3)诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)

又称氟哌酸,是第三代喹诺酮类药物。为类白色至淡黄色结晶性粉末,无臭,味微苦;在空气中能吸收水分,遇光则色渐变深;在水或乙醛中极微溶解。化学结构为:

(4)沙拉沙星(Sarafloxacin,SAR)

本品为人工合成药物,原料药为碱基的盐酸盐,为类白色或淡黄色结晶性粉末,无臭,味微苦;有引湿性,遇光、热、色渐变深;在水或乙醇中极微溶解,可溶解于碱性溶液。目前国内开发应用的主要是其盐酸盐,即盐酸沙拉沙星。化学结构为:

(5)恩诺沙星(Enrofloxacin,ERFX)

为第三代喹诺酮类抗菌药物。本品为微黄色或类白色结晶性粉末,无臭,味微苦;易溶于碱性溶液中,在水、甲醇中微溶,在乙醇中不溶;遇光色渐变为橙红色。化学结构为:

2.杀菌作用

(1)噁喹酸

由表2可知,第2周与第4周各组干物质采食量、平均日增重以及料肉比都没有显著差异(P>0.05),但在数值上,第2周与第4周丙酸组干物质采食量和料肉比都高于对照组与丁酸组;第2周丁酸组平均日增重最高,而第4周丙酸组的平均日增重高于其他两组。

杀菌范围广、杀菌力强。对革兰阴性菌有效,对沙门氏菌、巴氏杆菌、嗜血杆菌、葡萄球菌、弧菌、气单胞菌、假单胞菌等均有抑菌和杀菌作用。

(2)氟甲喹

对革兰氏阴性菌有抑菌和杀菌作用。对鱼类细菌性感染引起的竖鳞病、赤皮病、烂鳃、烂尾、淡水鱼类细菌性败血症;鳗的爱德华氏菌病、弧菌病、赤鳍、溃疡、烂尾、烂鳃等;牛蛙的红腿病、腹水病、肠炎、烂皮病;虾、蟹的烂鳃、黑鳃、红腿病、荧光病、甲壳附肢溃疡病等;甲鱼的白斑、底板出血、白板、腹甲红肿、细菌性肠炎、腹水、烂颈尾等均有良好的疗效。

(3)诺氟沙星

对革兰氏阴性菌有强大的抗菌活性,特别是肠杆菌科的细菌,对本品高度敏感,对金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌较敏感。

(4)恩诺沙星

具有广谱抗菌活性,有很强的渗透性,对革兰氏阴性菌有很强的杀灭作用;对革兰氏阳性菌也有良好的抗菌作用。对嗜水气单胞菌、荧光极毛杆菌、鳗弧菌、爱德华氏菌等绝大多数水产动物致病菌都具有较强的抑菌作用。

3.应用

(1)噁喹酸

①治疗鲈鱼目鱼类结节病,拌饵投喂,10~30mg/kg体重,连用5~7日;

②治疗鲱鱼目鱼类疥疮病,拌饵投喂,5~10mg/kg体重,连用5~7日;

③治疗鱼类(香鱼除外)弧菌病,拌饵投喂,5~20mg/kg体重,连用3~5日;

④香鱼弧菌病,拌饵投喂,0.5~2mg/ kg体重,连用3~7日;

⑤鲤鱼科类肠炎病,拌饵投喂,5~10mg/kg体重,连用5~7日;

⑥鳗鲡赤鳍病,拌饵投喂,5~20mg/ kg体重,连用4~6日;

⑦红点病,拌饵投喂,1~5 mg/kg体重,连用3~5日;

⑧溃疡病,20.0mg/kg体重,连用5日;

⑨对虾弧菌病,6~60mg/kg体重,连用5日;

(2)氟甲喹

用于鱼、虾、蟹、鳖由气单胞菌引起的疾病,如出血、烂鳃、肠炎等。鲫鱼、鳗鱼、草鱼等,用药量为25~50mg/kg体重,拌饵投喂,每天1次,连续3~5天;南美白对虾、河蟹、对虾、淡水青虾,用药量为25~50mg/kg体重,拌饵投喂,每天1次,连喂3~5天;虹鳟鱼,用药量为12mg/kg体重,拌饵投喂,每日2次,连续5天。

(3)沙拉沙星

主要用于治疗青、草、鲢、鳙、鲤、鲫、鳊、鲈、鳗等鱼类细菌性疾病。拌饵投喂。10mg/kg体重(以沙拉沙星计),一日2次,连用3~5日。

(4)恩诺沙星

①用于治疗由细菌引起的水产动物出血性败血症、烂鳃、打印、肠炎、赤鳍病、红体病、溃疡、爱德华菌病等细菌性疾病。

②防治淡水鱼类细菌性疾病。拌饵投喂,用药剂量为10~50mg/kg鱼体重,连喂3~5天。

③海水养殖鱼类(石斑鱼、鲷、大黄鱼等)细菌性疾病,拌饵投喂,用药量为20~50mg/kg鱼体重,连喂3~5天。

④虾蟹类细菌性疾病,拌饵投喂,用药量为50mg/kg饲料,每日1次,连喂3~5天。

⑤龟鳖细菌性疾病,口服,20~50mg/ kg体重;肌肉注射:5mg/kg体重。

⑥鳗鲡,制成药饵,1~2g/kg饲料,连喂3~5天。

⑦鲟鱼出血性败血症、肠炎病等,饲料中添加2%~6%,连喂7天。

⑧鱼种细菌性疾病。浸浴:浓度4mg/ L,药浴0.5~1h。

4.药动学

(1)噁喹酸

噁喹酸主要通过肝脏和肾脏进行代谢的,在鳗鱼体内T1/2β为14.84h,分布半衰期T1/2α为0.18h。在鲈鱼体内为分布半衰期T1/2ka6.14h、消除半衰期T1/2k10.28h。

(2)氟甲喹

氟甲喹也是通过肝脏和肾脏进行代谢的,在鳗鱼体内T1/2β为9.38h,T1/2α为0.19h。

(3)诺氟沙星

在不同水产动物体内T1/2β为:口服:鲤鱼2.02h、奥尼罗非鱼21.77h、草鱼44.75h、大黄鱼154.33h、鲈鱼15.10h、中华鳖4.24h。肌注给药,斑节对虾0.612h、淡水青虾1.69h。南美白对虾为1.14h(15‰盐度)

(4)恩诺沙星

在中华绒螯蟹体内分布迅速,但消除较慢。肌注给药在肝脏、肌肉、血液中的T1/2β分别为92.42h、64.86h、52.39h。中国对虾相关组织的T1/2β(肝胰脏:52.70h、肌肉:19.70h、血液:7.03h)、罗氏沼虾70.732h、欧洲鳗鲡T1/2β908.07h。鲤鱼T1/2k13.65h,注射给药T1/2β在眼斑石首鱼为9.292h、中国对虾为7.03h、中华绒螯蟹为60.57h、鲤鱼为96.55h、罗氏沼虾为0.581h。

(5)盐酸沙拉沙星

在水产动物体内吸收迅速,达峰时间短,消除缓慢。肌肉注射锦鲤,Tmax为1.94h,消除半衰期T1/2ke为8.07h,T1/2ka为0.44h。口灌给药,鲫鱼体内T1/2β为67.97h,吸收半衰期(T1/2ka)为0.16h。达峰时间Tmax为0.72h。

5.注意事项

(1)噁喹酸对温血水生动物的毒性强,限用于冷血动物。鳗鲡使用本品时,食用前25日期间鳗鲡饲养用水日交换率平均应在50%以上。

(2)恩诺沙星避免与含阳离子(Al3+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Zn2+)的药物如氢氧化铝、生石灰、三硅酸镁(影响吸收)或饲料添加剂同时使用。禁忌与利福平(RNA合成抑制药)甲砜霉素、氟苯尼考等有拮抗作用的药物配伍。

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