环孢菌素A 编辑

化学物质
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环孢菌素A,是一种有机化合物化学式为C62H111N11O12,是一种免疫抑制剂。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,环孢菌素在1类致癌物清单中。

基本信息

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中文名:环孢菌素A

外文名:CiclosporinA

别名:环孢霉素A、环孢素A

化学式:C62H111N11O12

分子:1202.61

CAS登录号:59865-13-3

EINECS登录号:200-835-2

熔点:137至140℃

沸点:1293.8℃

溶性:微溶

密度:1.016g/cm³

外观:白色结晶性粉末

闪点:736.3℃

安全性描述:S22;S24/25;S36/37;S45;S53

危险性符号:T

危险性描述:R22;R45;R60

理化性质

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密度:1.016g/cm3

熔点:137-140℃

沸点:1293.8℃

闪点:763.2℃

外观:白色结晶性粉末

溶解性:溶于甲醇乙醇丙酮乙醚或氯仿,微溶于水

化学数据

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疏水参数计算参考值(XlogP):7.5

氢键供体数量:5

受体数量:12

可旋转化学键数量:15

变异构体数量:16

拓扑分子极性表面积(TPSA):279

原子数量:85

表面电荷:0

复杂度: 2330

同位素原子数量:0

确定原子立构中数量:12

不确定原子立构中心数量:0

确定化学键立构中心数量:1

不确定化学键立构中心数量:0

共价键单元数量:1

研究发展

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环孢菌素A是一种从丝状真菌培养液中分离出的由11个氨基酸组成的环。该药发现于1969 年, 1976年瑞士Sandoz公司首次报道了由半知菌属孔木霉(后更名为雪白白僵菌和光泽柱孢菌)产生的环孢菌素 A。此后各国的科学家又陆续报道了由13种其他产生菌,如茄病镰刀菌和侵菅新赤壳菌产生环孢菌素 A。

从20世纪80年代CsA作为免疫抑制剂用于临床以来,在器官移植治疗中发挥了重大作用,奠定并推动了器官移植的发展。全世界已有超过20万例的患者使用环孢菌素A作为器官移植时的抗排斥反应药物。作为免疫抑制剂它还被应用于一些自身免疫性疾病的治疗,如对类风湿关节炎及白塞,取得了较为满意的疗效,对I型糖尿病、牛皮癣和寄生虫病如疟疾血吸虫等有一定疗效。此外,环孢菌素A还具有广泛的其它生物学活性如抗真菌、抗寄生虫、抗HIV、抗炎、逆转肿瘤细胞多药耐药等作用,但是,由于其存在比较严重的毒性以及溶解性差,治疗指数窄,生物利用度低等缺点影响了它在这些领域的进一步应用。人们开始尝试对其结构进行改造合成了一系列化合物,并从中寻找毒副作用低的免疫抑制剂或虽然无免疫抑制活性,但毒性低,具有其它生物学活性的衍生物

作用机制

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环孢菌素A发挥作用的主要机制是环孢菌素A与亲环孢素形成复合物再与依赖/钙结合蛋白的钙调磷酸作用,抑制NF-AT的去磷酸化使其不能进入核内,从而抑制IL-2的产生,T淋巴细胞的生成受抑制。

环孢菌素A结构的1、2、3、10、11位氨基酸是环孢素A与CyP的结合区,3-9位氨基酸是与CaN作用的效应区。CyP是广泛存在于原核真核生物组织中的一种蛋白,是肽酰-脯氨酰顺反异构酶家族成员,具有PPIase活性,可以催化肽或蛋白底物的肽酰-脯氨酰顺反式之间的内部转化。

当CsA和CyP结合后,CsA分子结构与游离CsA分子结构相比其构象发生了明显的变化,分子中原有的氢键均断裂,形成新的氢键。分子中的酰氨键也由顺式转化为反式,这样形成的复合物才能与CaN作用;单独的CsA或CyP都不能与CaN作用。研究发现,环孢菌素A只需要结合1%~10%的亲环孢素就能发挥其免疫抑制活性。但是在环孢菌素中与CyP的结合能的强弱并不能体现为免疫抑制的强弱,与CyP结合能力强的免疫抑制活性不一定就强,而与CyP结合能力很弱的也不一定就没免疫抑制活性。

CsA和CyP的结合是产生抑制CaN活性的基础,在环孢菌素A与CyP的结合区中对结合有重要贡献的是CsA的1位氨基酸,氨基酸MeBmt结构与CyP的最适底物结构相似,形成的过渡态能量最低最稳定,这对CsA和CyP的高亲和力是很重要的。

生理性能

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抗炎作用:甲酰肽受体(FPR)属于G蛋白偶联受体(GPCR)。其参与了宿主炎症反应。研究显示,CsA具有强的免疫抑制活性,也具有抑制甲酰肽受体激动剂fMLF的作用,抑制其诱导的细胞脱颗粒趋化性和钙动员等。

抗真菌作用:CsA、CsC最早是在筛选抗真菌活性产物中被发现的,但是研究表明其抗真菌谱窄,只对少数真菌有作用,如链孢霉菌、粗球孢子菌等,但作用机制还不清楚。

转肿瘤多药耐药:环孢菌素系列化合物逆转肿瘤多药耐药的作用机制可能是它们与Pgp(P-糖蛋白,认为肿瘤多药耐药主要是由该蛋白的过度表达引起的)结合后抑制了Pgp的转运能,或使Pgp分子变构降低了Pgp与药物结合的亲和力,也可能是环孢菌素介导了非活性Pgp构象形式的募集,导致与活性形式比例失衡所致。

抗寄生虫作用:在研究 CsA 抗微口膜壳绦虫实验中发现,CsA有抗该绦虫的作用。虽然实验证明环孢菌素与CyP 的结合并非是抗寄生虫的重要因素但具体作用机制尚未明了。

对人类免疫缺陷病毒(HIV)的作用:HIV-1 衣壳蛋白中的部分肽段能与甲酰肽受体作用,如gp41上的 T20/DP178,亮氨酸结构域 T21/DP107、N36、2019和2021肽段,gp120上的两个肽段(F肽段和V3肽段)等,结合后它们能激活 FPR 受体或(和)FPRL1 受体(甲酰肽同源受体 1)。

用量用法

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口服:剂量病人情况而定,一般器官移植前的首次量为每日每千克体重14~17.5mg,于术前4~12小时1次口服,按此剂量维持到术后1~2周,然后根据肌酐和山地明血药浓度,每周减少5%,直到维持量为每日每千克体重5~10mg止。同时激素辅助治疗。口服液在服用前一定要用所附的吸管,以牛奶巧克力或桔子汁等稀释,温度最好为25℃。打开保护盖后,用吸管从容器内吸出所需山地明量(一定要准确),然后放入盛有牛奶、巧克力或桔子汁的玻璃杯中(不可用塑胶杯),药液稀释搅拌后,立即饮用,并再用牛奶等清洗玻璃杯后饮用,确保剂量准确。用过的吸管放回原处前,一定要用清洁干毛巾擦干,不可用水或其他溶液清洗,以免造成山地明药液混浊。静注法仅用于不能口服的病人,首次静脉注射量应在移植前4~12小时,每日每千克体重5~6mg(相当于口服量的1/3),按此剂量可持续到手术后,直到可以口服山地明为止。使用前应以5%葡萄糖或等渗盐水稀释成1:20至1:100浓度,缓慢地于2~6小时内滴完。

注意事项

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1、肾毒性肾小球血栓、肾小管受阻、蛋白尿管型尿

2、肝毒性:低蛋白血症、高胆红素血症、血清转氨酶升高。

3、神经系统运动性脊髓综合征,小样综合征及精神紊乱、震颤、感觉异常等。

4、肠道:厌食恶心呕吐

5、用于骨髓移植虽无禁忌证,但有不良反应

6、有高血压、多毛症。静脉给药偶可见胸、脸部发红、 呼吸困难、喘息及心悸过敏反应。一旦发生应立即停药,严重者静注肾上腺素和给抢救。

7、1岁以下儿童不宜用。 储存、有效期

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