甲氯环嗪与头孢菌素联用作为潜力抗生素的研发：制剂构建、抗菌活性及分子对接研究

《Advances in Pharmacological and Pharmaceutical Sciences》：Meclizine and Cephalosporin Combination as Promising Antibiotic Drugs: Formulation, Antimicrobial, and In Silico Studies

本综述系统探讨了甲氯环嗪（ME）单用及其与头孢呋辛（CXM）、头孢克肟（CFM）联用的抗菌效果与机制。研究通过药敏试验（MIC/MBC）、协同效应分析（FIC指数）及分子对接技术，证实ME与CXM联用对敏感及耐药菌（如MRSA和ESBL+菌株）具显著协同作用（∑FBC?≤?0.5），且制剂（F9/F10）符合USP标准。该联用策略为多重耐药菌感染提供了新型治疗方向。

　　

1. 引言

近年来，因抗生素不当使用导致的多重耐药（MDR）问题日益严重，已成为全球公共卫生领域的重大挑战。据预测，至2050年，抗菌药物耐药性（AMR）可能导致每年1000万人死亡。耐药病原体（如大肠杆菌^{E. coli}、金黄色葡萄球菌^{S. aureus}、结核分枝杆菌等）的蔓延迫使科研人员探索新型抗菌策略。联合抗生素治疗通过拓宽抗菌谱、缩短疗程、降低剂量及减少耐药风险，成为应对MDR革兰阴性菌（如铜绿假单胞菌^{P. aeruginosa}、鲍曼不动杆菌等）的有效手段。世界卫生组织（WHO）已推荐针对淋病奈瑟菌等病原体的双重抗生素联用方案。

头孢菌素类抗生素（如头孢克肟CFM和头孢呋辛CXM）作为β-内酰胺类药物，通过抑制青霉素结合蛋白（PBPs）介导的细胞壁合成，对革兰阳性与阴性菌均具广谱杀菌活性。研究表明，CXM与双氢青蒿素联用对大肠杆菌具协同效应（FICI=0.375），与非甾体抗炎药联用可抗MRSA；CFM与克拉维酸联用对产ESBL大肠杆菌优于阿莫西林-克拉维酸。此外，氟喹诺酮类药物中的哌嗪结构可通过增加极性表面积、刚性及氢键作用增强抗菌活性。

甲氯环嗪（ME）作为一种抗组胺药，近期研究发现其可能具有抗菌潜力。既往分子对接提示ME可稳定结合微生物靶点，本研究进一步通过实验验证其与头孢菌素联用的效果。针对MDR和广泛耐药（XDR）菌株的威胁，药物重定位（drug repurposing）策略利用现有药物的安全性及药代动力学特征，为抗感染治疗提供了高效途径。

本研究旨在：（1）评估ME单用及与CFM/CXM联用对特定革兰阳性与阴性菌的抗菌活性；（2）测定最小抑菌浓度（MIC）、最小杀菌浓度（MBC）及协同/拮抗效应；（3）开发ME与头孢菌素的口服复方制剂。此为首次报道ME与头孢菌素的抗菌协同研究。

2. 实验与方法

2.1. 试剂与材料

抗菌分析所用CFM、ME原料购自Global Pharma Industry，CXM axetil注射剂购自Sebla（印度）。实验菌株包括敏感大肠杆菌、克雷伯菌属及标准菌株（敏感铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、MRSA ATCC及ESBL⁺克雷伯菌），均源自也门萨那国家公共卫生中心实验室。制剂辅料（如Avicel、乳糖、HPMC等）由当地药企捐赠。

2.2. 抗菌活性评估

采用琼脂扩散法（well diffusion）和肉汤稀释法测定抑菌圈（IZ）、MIC与MBC。协同效应通过棋盘法（checkerboard）计算分级抑菌浓度指数（FIC），其中FIC?≤?0.5为协同，0.5–1.0为相加，1–4为无关，>4为拮抗。分级杀菌浓度指数（∑FBC）基于MBC计算。

2.3. 分子对接

以β-酮脂酰-ACP合酶III?+?丙二酰辅酶A晶体结构（PDB: 1hnj）为靶点，使用AutoDock进行盲对接。配体（ME、CFM）经Chem3D构建3D结构并能量优化，对接参数设种群大小100、能量评估1000万次。结合能用于评估相互作用强度。

2.4. 制剂开发

制备10种ME与CXM/CFM的复方片剂（F1–F10），评估重量差异、脆碎度、硬度、崩解时限及溶出度（USP标准）。

3. 结果

3.1. 抗菌活性

3.1.1. 单药活性

ME对敏感克雷伯菌活性最高（MIC=0.031?mg/mL，MBC=0.125?mg/mL），其次为敏感金黄色葡萄球菌（MIC=0.375?mg/mL）。CXM与CFM对大肠杆菌MBC均为1?mg/mL，对克雷伯菌抑菌圈分别为42?mm和47?mm。ME对铜绿假单胞菌ATCC的MBC为1.875?mg/mL。

3.1.2. 耐药菌活性

ME对MRSA金黄色葡萄球菌及ESBL⁺克雷伯菌的MIC分别为0.75?mg/mL和0.5625?mg/mL，与常规抗生素相当。统计学分析（双因素方差分析）证实菌株间活性差异显著（p?

3.1.3. ME与CXM联用

该组合对敏感及耐药金黄色葡萄球菌均显协同（∑FBC?+克雷伯菌和铜绿假单胞菌为无关（∑FBC=1.2和1.25）。MBC显著低于单药，提示杀菌效应增强。

3.1.4. ME与CFM联用

对敏感大肠杆菌、克雷伯菌和铜绿假单胞菌呈部分协同（∑FBC=0.75、0.625、0.75），对ESBL⁺克雷伯菌、敏感及MRSA金黄色葡萄球菌为无关（∑FBC=1.4、4、1.25）。MIC较单药降低4–8倍。

3.2. 分子对接

ME与1hnj蛋白结合能为-2.79?kcal/mol（抑制常数8.95?mM），形成烷基、π-烷基、π-硫键等疏水相互作用（如ILE156、ALA246、VAL212、CYS112、LEU189、MET207）。CFM结合较弱（-1.26?kcal/mol），与MET262、MET260等形成氢键。提示ME可能通过抑制脂肪酸合成途径发挥抗菌作用。

3.3. 制剂评价

F4–F10片剂符合USP重量差异（≤10%）、脆碎度（<1%）及硬度要求。F9（CFM+ME）和F10（CXM+ME）溶出度最佳（98.3%–102.6%），崩解时间短（0.5–1.006?分钟），满足质量控制标准。

4. 讨论

ME单用对革兰阳性菌（如金黄色葡萄球菌）活性显著，可能与其疏水性促进细胞壁穿透有关。ME与CXM联用对敏感及耐药菌均展示协同效应，尤其对金黄色葡萄球菌（MIC降低16倍）和敏感克雷伯菌（增强94倍）。与CFM联用则对阴性菌部分协同，但对阳性菌效果有限。

分子对接证实ME与β-酮脂酰-ACP合酶III结合稳定，支持其抗菌机制。制剂研究表明F9/F10具良好药学特性，适合口服给药。

本研究与既往报道一致：Huang等发现CXM与双氢青蒿素协同抗大肠杆菌；Chan等证实CXM与NSAIDs联用抗MRSA。而CFM联用的可变性（如Bakthavatchalam报道的CFM-氧氟沙星部分协同）表明效应依赖菌株及配伍药物。

5. 结论

ME单用及与头孢菌素（尤其CXM）联用对敏感与耐药菌均具显著活性。分子对接提示ME靶向脂肪酸合成酶，协同机制可能源于多靶点作用。制剂F9/F10符合药典标准，为后续体内外研究奠定基础。ME+CXM组合无拮抗效应，值得进一步开发为抗MDR感染的新型疗法。