免疫抑制类抗生素

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1、微生物来源的免疫抑制剂的研究现状摘要：微生物来源的免疫抑制剂的研究，最早是1968年Lazary等分离出的 化合物ovalicin。环抱菌素的出现，使器官移植的存活率大大提高，给器官移植 医学带来了革命性的变化。近几年来，不断有新的选择性免疫抑制剂出现，本文 对几种重要的徽生物来源的免疫抑制剂(麦考酚酸，环孢菌素，他克莫司，西罗 莫司，15-deoxysperguali n,吗替麦考酚酯)在作用机制、药理、临床应用和不良 反应方面作一综述。关键词：微生物来源；免疫抑制剂；选择性免疫抑制剂(imm unosuppressant)是一类通过抑制细胞及体液免疫反应而使 组织损伤得以减轻的化学或生物物

2、质，可抑制机体异常的免疫反应，主要应用于 器官移植抗排斥反应和自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎、风湿热、胶原病、 红斑狼疮、皮肤真菌病、强直性脊柱炎、膜肾球肾炎、炎性肠病和自身免疫性溶 血性贫血)的治疗1 。目前免疫抑制剂可分为以下几类：中短效的肾上腺皮质激素(cortieosteroid steroids)，如泼尼松、甲泼尼松、甲泼松龙；烷化剂(alkylating agent)，如环磷酰 胺、苯丁酸氮芥；抗代谢物(antimetabolite),如吗替麦考酚酯(MMF)、甲氨蝶吟、 硫唑嘌呤、巯嘌呤、咪唑立宾 ；核苷酸还原酶或酪氨酸激酶抑制剂 (nucleo -tidyl reductas

3、e inhibitor and tyrosinase inhibitor)，如羟基脲、青霉胺、来氟米特；具有 免疫抑制作用的植物药(plant glucoside)，主要有雷公藤多苷、白芍总苷；钙神经 氨基酶抑制剂(calcineurinphosphaminase inhibitor)，如环抱菌素、他克莫司；雷 帕霉素靶分子抑制剂(rapamycin targetmolecular inhibitor)，如西罗莫司、胍立莫司； 生物药品和单克隆抗体(monoclonal antibody)，如抗胸腺细胞免疫蛋白、莫罗单 抗cd3、达利珠单抗、巴利昔单抗、依法珠单抗、那他珠单抗。目前，国内外免疫

4、抑制剂的研究进展倾向于微生物来源的免疫抑制剂和生物 基因技术类免疫抑制剂，本文主要介绍已在临床使用或处于临床研究的几种微生 物来源的免疫抑制剂。1 、麦考酚酸麦考酚酸(m ycophenolic acid )是Gosio于1896年发现的抗菌物质，为短密青霉 (Penicillium brevicompactum)产生的抗真菌、抗肿瘤和免疫抑制的抗生素。其为 苯呋喃类化合物。麦考酚酸通过抑制次黄嘌呤单核苷酸脱氢酶阻止鸟嘌呤的合 成，选择性地抑制T淋巴细胞和B淋巴细胞的增生，从而发挥免疫抑制作用。2 、环孢菌素1969-1970年瑞士 Sandoz公司在巴塞尔微生物研究所进行抗真菌药物筛选 时，

5、从美国和娜威的土坡中分离到两种不完全真菌即 Cylnidroarpon lucidum 和 Tolypocladium inflatum后者正式名称为白疆菌(Beauveria bassiana)，产生窄谱 有抗真菌活性的环孢菌素。环抱菌素(ciclosporin,环抱菌素A, CsA)是一种中性、高亲脂性的由11个氨 基酸组成的环状结构化合物。环抱菌素A分子式为C62H111N11O12,分子量为1 202。 环抱菌素除了8-位D-丙氨酸是R构型外，所有的氨基酸都是S-构型，而且3-位是 肌氨酸(N-甲基丙氨酸)，7个氨基酸是N-甲基化的，1个氨基酸比较特殊(在1-位), 迄今为止在自然界中

6、还没有发现，定(4R)-4-(E)2-丁基卜4, N-二甲基-Z-苏氨酸 (Me-Bmt)，也称为C -9氨基酸，分子量为1202。除环抱菌素外，至今已分离出 天然的同系物有30多种，从环抱菌素A到环抱菌素乙除了3-位N-甲基丙氨酸和 8-位D-丙氨酸外，所有的氨基酸序列都可发生变异。与环抱菌素A相比，6-、9- 和10-位缺少N-甲基，是独特的结构修饰，分别为环抱菌素U、R、X和环抱菌素 E、H及W。结构上最大的变化是在2-位，如2-位为L-2-氨基丁酸称环抱菌素A， 为L-丙氨酸称环抱菌素B，为L-苏氨酸称环抱菌素C，为L-绷氨酸称环抱菌素D。Bmt=4-rnathyl - L-ihreo

7、ni npcan_臥_阳(S) 97/-N CN一COAT1CHsCHj丿艮CM CHS=h/drtjgen bond23Bore 1于1976年发表了环抱菌素具有强免疫抑制作用的报道，英国Caine在进 行动物实验以后，于1978年初开始用于肾移植，接着又用于肝移植， 1980年实现 了全分子合成。环孢菌素强有力的免疫抑制作用和较少的副作用具有划时代的意 义，1983年被美国食品与药品管理局(FDA)批匕准应用于临床，是第一个具有真正 选择性的免疫抑制剂。它使各种脏器移植的成功率有很大的上升，因此后来环孢 菌素在20世纪80年代成为免疫抑制法的中心话题，开辟了脏器移植的新纪元，进 行肾脏、心

8、脏、肝脏和胰脏移植的病人数目也急速增加，并确定了把心脏移植、 肝脏移植作为临床治疗方法之一的地位。环孢菌素成为新一代免疫抑制剂。作为一种有效的免疫抑制剂，环抱菌素A的主要特点是抑制作用的选择性， 它主要作用于T细胞，抑制其活化，而在药理剂量下对T细胞的产生没有抑制作 用。环抱菌素A抑制T细胞活化的早期,即作用于细胞周期的G0-G期的界面，阻止 细胞进入G期，抑制辅助性T细胞(Th)产生IL-2、IL-3、IFN-y等各种淋巴因子和 IL-2R的表达，或环抱菌素A抑制植物凝集素(PHA)、Ca2+载体A23187等引起细胞 内钙离子增加所诱导的淋巴细胞活化，抑制IL-2、IL-2R等的基因活化和

9、mRNA 的转录，从而抑制了细胞毒T细胞(Tc)的产生。另外，环抱菌素A对B细胞和巨噬 细胞增殖和功能没有直接的抑制作用，这一点对移植耐受性的形成很有意义5。国内环抱菌素A生产基本流程：培育米抱子-进入一级种子罐-进入二级种子罐-进入发酵罐-放罐-过 滤，弃滤液，用酒精浸提-收集浸泡液，过柱浓缩，除杂质-萃取，除杂质，进一 步浓缩f结晶f环抱菌素粗粉f乙酸乙酯溶解，真空减压蒸出乙酯f过硅胶柱层 析f纯的环抱菌素A组（精粉）。对环抱菌素A生产工艺的改进：菌种方面，培育环抱菌素A高产突变株；发酵方面，对原有的斜面、发酵配方以及装量、PH、灭菌时间、培养温度 条件进行优化。另外，发酵过程增加补料工艺

10、，适当延长发酵周期或连续发酵可能 取得较好的效果7。分离纯化方面，有人应用高速逆流色谱法（HSCCC）对环抱菌素的分离纯化 进行研究，选择石油醚：丙酮：水（3 ： 3： 2, VDV ）为两相体系，计算环抱菌素 A、B、C、D在两相体系中的分配系数，以上相为固定相，下相为流动相进行高 速逆流色谱分离纯化，高效液相色谱法测定单组分纯度。实验结果表明一次高速 逆流色谱即可将环抱菌素粗品分离纯化，得到纯度98.15%以上的环抱菌素A、B、 C、D单组分，收率达85%以上。环抱菌素A的生物合成过程为：一方面通过丙氨酸消旋酶的催化作用，不 断的提供D-丙氨酸作为底物；另一方面在环抱菌素合成酶的作用下，活

11、化底物氨 基酸，并以硫酯的形式结合于酶上；然后在上述两种酶的偶联反应里，从D-丙氨 酸开始，产生了D-SKP（D-环-D-丙氨酸-N-甲基-亮氨酸）。再由此逐个依序加上环 孢菌素的组成氨基酸，延伸并形成线状十一肽，最后在合成酶的作用下迅速环化。在环抱菌素A的生物合成过程中，至少包括如下反应：11个氨基酸的腺苷化 反应；11个转硫醇反应；7个N2甲基化反应；10个肽链的延伸反应和最后的环化 反应。所有的这40步反应的催化反应都是由环孢菌素合成酶完成。环孢菌素合成 酶的一个重要特性是特异性不强，因此，环孢菌素的生物合成强烈的受发酵培养 基中底物氨基酸种类的影响，如DL-氨基丁酸可以提高环抱菌素A的

12、产量而抑制 其它环孢菌素组分的形成。但是，生物合成的方法较为复杂，现在仅处于实验室 研发阶段，并未正式投入生产。环抱菌素A的有机合成过程:strategy used 位h the synihis of He peptidesstep sequence fcr the pcptidc-bcnd rormation23 109 4 8 7 6 5u HUH! 1H-D-AIa-MeLeu-MeLeu-MeVal-MeBmt-Abu-Sar-MeLeu-VakMeLeU-Ala-OHX 910!；12345 G 7amino acid number in cyclosporineFig, 2* Si

13、.rategy ami Slap Sequence Used far the Synihests of ihe Peptides.23应用：环抱菌素A的免疫抑制作用使其主要用于器官移植时的抗排斥反应和 移植物抗宿主病(GVHD)的治疗。随着对环抱菌素A作用机制的不断认识，以临 床某些疾病的发病机制的不断明确，日前环抱菌素A己不仅应用于抗排斥反应。 近年来，该药在治疗免疫系统有关的疾病方面，特别是自身免疫性疚病方面也得 到了肯定的评价。(1)器官移植在肝脏移植中联合应用环抱菌素A和强的松，多数接受移植者能够存活相长 的时间。环抱素菌A的出现也使心肺联合移植以及胰、骨髓等器官移植等得实现。(2)再

14、生障碍性贫血(AA )异常免疫介导的造血抑制被认为是AA的重要发病机制。40%70%的AA患 者存在免疫异常，T细胞异常，T4/T8比例倒置，T8活性增高，造血负调节因子 增加。研究证明，环抱菌素A是治疗AA的有效药物，有效率约为50%9。( 3)肾病综合征 肾病综合征由多种肾小球疾病引起，其发病均与免疫有关。临床应用环孢菌 素A后多数患者蛋白尿显著减少。环抱菌素A主要通过提高肾小球基底膜的孔径 选择性和电荷选择性，以减少蛋白尿的产生，并可能通过抑制细胞因IL-2的产生, 影响肾小球基底膜的通透性，以减少尿蛋白排除。有报道10用环抱菌素A治疗 难治性肾病综合征，总有效率为92. 3%。(4)类

15、风湿性关节炎(RA )最近对RA的病理研究表明，引起RA关节破坏的因子为类风湿滑膜产生的细 胞因子，如白介素(IL -1，IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF)等，也称为前炎症性细胞 因子。CsA有抑制细胞因子合成的作用，见效快，可用于急性、难治性病例11。( 5)银屑病银屑病患者存在免疫功能紊乱，患者血液中T抑制细胞明显下降，T辅助细胞明显升高。环抱菌素A能调节T细胞亚群比例，治疗银屑病症显著改善，总有 效率高，在其它疗法不能控制病情时可应用12。3 他克莫司他克莫司(tacrohimus, FK506)是1984年Kino等从日本北部土壤中分离出的链 霉菌新种橄榄灰链霉菌(StrePtomyces tsukubaensis)FERM BP-927产生的代谢产 物，是23元环的大环内脂。他克莫司的可溶性与环孢菌素相似，易溶于乙醇、氯 仿和丙酮，微溶于水和正己烷。分子式C44H69NO12H2O，分子量为804，为棱柱 状结晶。已完成其化学全合成。他克莫司与环抱素A均为钙神经氨基酶抑制剂，其体外抑制T淋巴细胞的强 度是环抱素A的10 10 0倍，预防各种器官移植所致排斥反应的效果优于环抱素 A13。钙神经氨基酶是一种T细胞活化后调节白细胞介素2(IL-2)基因启动子功能 的丝氨酸-苏氨酸磷酸酶，其被抑制后细胞钙依赖性信号传递也受到抑制，细胞 因子转录所需因子不能被激活。一方面，他