氨基糖苷类

氨基糖苷类是以链霉素和庆大霉素为代表的一类杀菌性抗生素，它们与30S核糖体亚基结合并破坏翻译的准确性。它们对需氧革兰氏阴性菌特别有效，以其效力和特有的肾脏和内耳毒性而闻名。

Definition

氨基糖苷类是氨基环醇类抗生素，通常是与氨基环醇环连接的氨基糖，它们与30S亚基的16S核糖体RNA结合，损害氨酰-tRNA解码的准确性，主要对需氧革兰氏阴性微生物产生杀菌作用。

Scope

本主题涵盖氨基糖苷类药物的化学性质、核糖体靶点、杀菌作用机制、选择性基础以及主要的耐药机制。它是一个药理学参考条目；特征性毒性是根据其机制进行描述的，而不是作为监测或剂量指导。

Core questions

• 氨基糖苷类如何结合30S亚基并破坏翻译的准确性？
• 为什么氨基糖苷类是杀菌性的，而不仅仅是抑菌性的？
• 是什么解释了它们在厌氧条件下的有限活性？
• 细菌通过哪些机制对氨基糖苷类产生耐药性？

Key concepts

• 16S rRNA A位点（解码位点）结合
• 翻译准确性丧失和错码
• 浓度依赖性杀菌作用
• 氧依赖性摄取
• 氨基糖苷修饰酶（乙酰基转移酶、磷酸转移酶、核苷酸转移酶）
• 16S rRNA甲基转移酶耐药性
• 肾毒性和耳毒性

Mechanisms

氨基糖苷类药物与30S亚基内16S核糖体RNA的解码（A）位点结合。结构和生化研究将这种结合定位在螺旋44的一个保守内部环上，药物在此稳定了rRNA的一种构象，这种构象通常只有在存在正确的密码子-反密码子对时核糖体才会采用。核糖体因此被误导接受近同源的氨酰-tRNA，降低了解码的准确性并产生异常蛋白质；这种准确性丧失，加上翻译错误产物对膜完整性的影响，是氨基糖苷类药物区别于许多其他靶向核糖体药物的杀菌作用的基础。它们进入细胞需要一个氧依赖性转运步骤，这有助于解释它们对厌氧菌活性差的原因。耐药性主要通过乙酰基转移酶、磷酸转移酶和核苷酸转移酶对药物进行酶促修饰，以及通过16S rRNA靶位点的甲基化而产生。

Clinical relevance

氨基糖苷类是治疗严重需氧革兰氏阴性感染的重要选择，其作用机制解释了其杀菌、浓度依赖性活性以及其特有的肾毒性和耳毒性潜力。本条目提供了该类药物的药理学基础供参考，不提供剂量、监测或个体化治疗建议。

Evidence & guidelines

类水平的机制和耐药性在综合综述和标准药理学教科书中进行了总结，而A位点结合的分子基础则通过足迹分析和氨基糖苷类与30S亚基复合物的晶体结构得以确立。

History

链霉素于1943年从灰色链霉菌（Streptomyces griseus）中分离出来，是第一种氨基糖苷类药物，也是第一种对结核病有效的抗生素，它的发现开启了这一类药物。后来的成员如卡那霉素、庆大霉素、妥布霉素和阿米卡星扩展了其抗菌谱并解决了部分耐药性问题。氨基糖苷类与16S rRNA的分子相互作用在20世纪80年代后期通过化学足迹分析绘制，随后在2000年左右通过核糖体晶体结构直接可视化。

Key figures

• Selman A. Waksman
• Harry F. Noller
• Venkatraman Ramakrishnan

Seminal works

• moazed-noller-1987
• carter-2000
• vakulenko-2003

Frequently asked questions

为什么氨基糖苷类是杀菌性的，而许多靶向核糖体的抗生素却只是抑菌性的？

氨基糖苷类不仅仅是简单地阻止核糖体，它们会破坏翻译的准确性，从而使细胞产生翻译错误的蛋白质；这些有缺陷的产物，包括错误折叠的膜蛋白，会导致细胞死亡，使该类药物具有杀菌作用，而不仅仅是抑制生长。

为什么氨基糖苷类对厌氧菌作用不佳？

它们进入细菌细胞的过程依赖于一个需要氧气的转运过程，因此在厌氧条件下，到达核糖体的药物量太少而无法发挥作用，这是该类药物主要用于需氧革兰氏阴性微生物的原因之一。