構效關係
皮質激素為
甾體化合物,其共同結構特點為C
4-C
5之間有一雙鍵,C
3上有酮基,C
17上有二碳側鏈,系保持其生理活性所必需的。由於皮質激素作用廣泛,不良反應多,為尋找高選擇性化合物,曾對該類藥物結構進行改造,人工合成了一系列皮質激素類藥物,其結構改變與活性的關係概述如下:
C1和C2間雙鍵的引入
如將C1和C2之間改成不飽和雙鍵,則糖代謝作用和抗炎作用增強,水鹽代謝作用稍減弱,如可的松變為潑尼松和氫化可的松變為潑尼松龍。
甲基的引入
若在C6上引入甲基,則抗炎作用增強,水鹽代謝作用減弱,如潑尼松龍變內甲潑尼龍。
氟的引入
潑尼松龍C9加氟,C16加α-羥基,則成為曲安西龍間,抗炎作用增強,水鹽代謝更弱,如將其C6以α-CH或β-CH取代,分別變為地塞米松和倍他米松,則抗炎作用大大增強,幾乎無水鹽代謝作用,作用持續時間延長。如潑尼松龍C9加氟,而C6上再加一個氟,同時在C6和C17上接以縮丙酮,變為氟輕鬆,抗炎作用增強,但水鹽代謝作用亦很強,主要外用治療皮膚病。
糖皮質激素類藥物
糖皮質激素類藥物作用廣泛複雜,且隨劑量不同而變化。生理狀態下機體所分泌的糖皮質激素主要影響物質代謝,缺乏時可引起代謝失調乃至死亡;應激狀態時,糖皮質激素大雖分泌,使機體能適應內外環境變化所產生的強烈刺激。藥理劑量超生理劑量時,糖皮質激素除影響物質代謝外,尚有抗炎、免疫抑制和抗休克等藥理作用。
【藥動學】注射、口服均可吸收。氫化可的松入血後約90%與血漿蛋白結合,其中80%與皮質類固醇結合球蛋白(CBG)特異性結合,少量與清蛋白結合。CBC在血漿中含量雖少,但氫化可的松與之親和力大。人工合成品亦能與CBG結合,但結合率低於氫化可的松。CBG在肝中合成,雌激素對其具有促進作用,因而妊娠期或雌激素治療時,血漿CBG水平增高而使游離型糖皮質激素類藥物濃度降低;肝疾病如肝硬化時CBG減少,血中游離型藥物則增多。糖皮質激素類藥物吸收後在肝中分布最多,血漿次之,腦脊液再次之。
本類藥物主要在肝中代謝轉化,首先是C4與C5之間雙鍵被加氫還原,隨後C3上酮基被羥基取代,代謝產物與葡萄糖醛酸或硫酸結合後由尿排出。可的松與潑尼松等C11上酮基,在肝中轉化為羥基,生成氫化可的松和潑尼松龍方有生物活性,故嚴重肝功能不全的患者只宜套用氫化可的松或潑尼松龍。氫化可的松血漿t1/2為1.5-2.5小時,但其生物學t1/2可長達8小時以上。根據作用持續時間,本類藥物可分為短效如氫化可的松、可的松,作用持續8-12小時;中效如潑尼松、潑尼松龍、甲潑尼龍、曲安西龍,作用持續12-36小時;長效如地塞米松、倍他米松,作用持續36-54小時。
【作用機制】糖皮質激素類藥物作用的靶細胞廣泛分布於肝、肺、腦、骨、胃腸平滑肌、骨骼肌、淋巴組織、胸腺等,因而作用廣泛而複雜。本類藥物大部分效應系糖皮質激素受體(GR)介導的基因效應,即與細胞內GR結合,通過啟動基因轉錄或阻抑基因轉錄,促進合成某些特異性蛋白質,或抑制某些特異性蛋白質合成,從而產生藥理生理效應。這種GR屬於核受體超家族,約由800個胺基酸構成,存在GRα和GRβ兩種高度同源性亞型。GRα活化後產生經典的糖皮質激素效應(基因效應),而GRβ不具備與糖皮質激素類結合的能力,作為GRα生理性拮抗體而起作用。對糖皮質激素不敏感的哮喘患者可見GRβ表達增強。存在於細胞質的GR在與糖皮質激素等配體結合前是未活化型的,未活化的GRα在胞質內與熱休克蛋白等結合形成一種大的複合物,能夠防止GRα對DNA產生作用。本類藥物易於透過細胞膜進入細胞質,與GRα結合,GRα構象發生變化,HSP等成分與GRα分離,隨之這種激活的類固醇-受體複合體易位進入細胞核,在細胞核內與特異性DNA位點即靶基因啟動子序列的糖皮質激素受體元件(GRE)相結合,包括正性GRE和負性GRE,可誘導基因轉錄或抑制基因轉錄,進而誘導或抑制活性蛋白質的合成,從而發揮其生長抑制、抗炎、免疫抑制等效應。
非基因快速效應是糖皮質激素髮揮作用的另一重要方式,其特點為起效迅速、對轉錄和蛋白質合成抑制劑不敏感。非基因快速效應的機制涉及:①通過細胞膜上糖皮質激素受體介導(非基因的受體介導效應):除了糖皮質激素核受體外,尚存在細胞膜糖皮質激素受體,該受體主要結構已基本清楚,已成功克隆;②對細胞能量代謝的直接影響;③細胞質受體的受體外成分介導的信號通路。
【藥理作用】
(1)抗炎作用:本類藥物具有強大的抗炎作用,對感染性、化學性、物理性、免疫性或缺血性組織損傷等原因引起的炎症,包括炎症病理髮展過程的不同階段都有顯著的非特異性抑制作用。在炎症的急性階段,本類藥物可增加血管緊張性,降低毛細血管通透性,減輕滲出和水腫;同時減少各種炎症因子的釋放,抑制白細胞浸潤和吞噬反應,從而改善和消除紅、腫、熱、痛等症狀。在炎症後期,能抑制毛細血管和成纖維細胞的增殖,延緩膠原蛋白、黏多糖的合成以及抑制肉芽組織的增生,從而防止組織粘連和瘢痕形成,減輕後遺症。但須注意,炎症反應是機體的一種防禦性反應,炎症後期的反應更是組織修復的重要過程。因此,本類藥物若使用不當,可致感染擴散、創面癒合延遲。
(2)免疫抑制與抗過敏作用
1.免疫抑制作用:本類藥物對免疫反應的多個環節具有抑制作用,包括抑制巨噬細胞吞噬和處理抗原;阻礙淋巴母細胞轉化,破壞淋巴細胞;干擾淋巴組織在抗原作用下的分裂和增殖,阻斷致敏T淋巴細胞誘發的單核細胞和巨噬細胞的募集等,抑制淋巴因子所引起的炎症反應,故可抑制皮膚遲發性變態反應和異體組織臟器移植的排斥反應。小劑量主要抑制細胞免疫;大劑量可抑制B細胞轉化成漿細胞,減少抗體生成,抑制體液免疫。對於自身免疫性疾病也能發揮一定的近期療效。
2.抗過敏作用:在免疫過程中,抗原-抗體反應導致肥大細胞脫顆粒而釋放組胺、5-羥色胺、過敏性慢反應物質、緩激肽等,從而產生一系列過敏性反應症狀。本類藥物可減少上述過敏介質的產生,抑制過敏反應所發生的病理變化,因而能解除或減輕過敏性反應症狀。
(3)抗休克作用:超大劑量糖皮質激素類藥物可用於治療中毒性、心源性和過敏性休克,其抗休克作用與下列因素有關:①抑制某些炎症因子的產生,減輕全身炎症反應綜合徵及組織損傷;②穩定溶酶體膜,阻止蛋白水解酶釋放,減少心肌抑制因子的形成;③增強心肌收縮力,擴張痙攣收縮的血管,並能降低血管對某些縮血管活性物質的敏感性,使微循環血流動力學恢復正常,改善休克狀態;④提高機體對細菌內毒素的耐受力,但對外毒素則無防禦作用。
(4)對物質代謝的影響
1.糖代謝:本類藥物能促進糖異生,減少外周組織對葡萄糖攝取和利用,從而使血糖升高。同時可使肝糖原、肌糖原合成增加。
2.蛋白質代謝:本類藥物能使胸腺、淋巴結、肌肉、皮膚、骨等肝外組織內蛋白質分解代謝加強,血清中胺基酸含量和尿中氮排泄量增加,造成負氮平衡;大劑量還能抑制蛋白質合成。因此長期大量使用可致患者生長減慢、肌肉消瘦、皮膚變薄、胸腺及淋巴組織萎縮,骨質疏鬆和傷口癒合延緩等。
3.脂肪代謝:短期套用本類藥物對脂肪代謝無明顯影響。長期大劑量套用可升高血漿膽固醇,激活四肢皮下的脂酶,促進皮下脂肪分解而重新分布在臉、上胸、頸背,腹及臀部,形成諸如水牛背、滿月臉之類的向心性肥胖。
4.水和電解質代謝:糖皮質激素類藥物也有較弱的鹽皮質激素樣作用,長期大量套用通過作用於鹽皮質激素受體,顯示保鈉排鉀作用。一些合成品如地塞米松、倍他米松等,此作用極弱。然而,在繼發性醛固酮增多症時,糖皮質激素類藥物具有抗醛固酮和拮抗抗利尿激素的作用,顯示排鈉利尿的功效。本類藥物對鈣的腸道吸收和在腎小管內重吸收,皆有抑制作用,使尿鈣排出增加,血鈣降低,長期使用會造成骨質疏鬆。
【臨床套用】
(1)嚴重感染或預防炎症後遺症
1.嚴重急性感染:主要用於治療中毒性感染或同時伴有休克,如中毒性菌痢、暴髮型流行性腦膜炎、重症傷寒、中毒性肺炎、猩紅熱及膿毒症(敗血症)等,一般感染不用。在同時套用足量有效的抗菌藥物控制感染前提下,可用本類藥物作輔助治療。因本類藥物能增強機體對有害刺激的耐受力,減輕中毒,可迅速緩解嚴重症狀,使機體度過危險期,這有利於爭取時間,進行搶救。目前缺乏有效的抗病毒藥物,對病毒性感染一般不宜套用,因用後可減弱機體防禦功能,有促使病毒感染擴散的危險。
在有效抗結核病藥物的作用下,本類藥物的治療並不引起結核病灶惡化,相反具有相當的療效。對於多種結核病的急性期,特別是滲出為主的結核病,在早期套用抗結核藥物的同時輔以本類短效類藥物,可迅速退熱,減輕炎症滲出,消退積液,減少癒合過程中發生纖維增生及粘連。但劑量宜小,一般為常規劑量的1/2-2/3。
2.防止某些炎症的後遺症:如果症狀發生在人體重要器官,由於炎症損害或恢復時產生粘連和瘢痕,將引起嚴重的功能障礙。套用本類藥物可以減少炎性滲出,減輕癒合過程中纖維組織過度增生,抑制粘連及瘢痕的形成,防止後遺症的發生。如腦膜炎、心包炎、損傷性關節炎、風濕性心瓣膜炎、睪丸炎以及燒傷後瘢痕攣縮等,早期套用可防止後遺症的發生。眼科疾病如角膜炎、虹膜炎、視網膜炎和視神經炎等眼炎,套用本類藥物後也可迅速消炎止痛,防止角膜渾濁和瘢痕粘連的發生。有角膜潰瘍者禁用。此外,糖皮質激素類藥物也用於腦創傷、腦出血、蛛網膜下腔出血等的治療。
(2)自身免疫性疾病、器官移植排斥反應和過敏性疾病
1.自身免疫性疾病:如對嚴重類風濕疾病、重症全身性紅斑狼瘡、硬皮病、腎病綜合徵、自身免疫性貧血、重症肌無力、多發性皮肌炎等,套用本類藥物可緩解症狀但不能根治。對多發性皮肌炎,重症全身性紅斑狼瘡,本類藥物為首選藥物。長期套用易產生不良反應,一般採用綜合療法,不宜單用。
2.器官移植排斥反應:本類藥物可抑制異體皮膚或臟器移植後的排斥反應,常與其他免疫抑制劑聯合套用。
3.過敏性疾病:如蕁麻疹、血管神經性水腫、支氣管哮喘和過敏性休克等。一般在套用其他抗過敏藥物無效時或嚴重病例,才選用本類藥物作輔助治療。吸入型糖皮質激素類藥物已作為防治支氣管哮喘的一線用藥,效果較好且安全可靠,副作用少。
(3)抗休克治療:對感染中毒性休克,在有效的抗菌藥物治療下,可及早、短時間突擊使用大劑量本類藥物;待微循環改善、脫離休克狀態時停用,且儘可能在抗菌藥物之後使用,停藥則在撤去抗菌藥物之前。但在治療嚴重膿毒症及膿毒症休克時,氫化可的松的劑量不超過300mg/d。對過敏性休克,本類藥物為次選藥,可與首選藥物腎上腺素合用。對低血容量性休克,在補液、補電解質或輸血效果不佳者,可合用超大劑量的本類藥物。
(4)替代療法:用於急性或慢性腎上腺皮質功能減退症,腦垂體功能減退症和腎上腺次全切除術後。
(5)局部套用:本類藥物對常見的皮膚病,如接觸性皮炎、瘙癢、濕疹、銀屑病、神經性皮炎等均有效,宜選用氫化可的松或氟輕鬆等軟膏、栓劑或洗劑局部用藥。鼻腔局部套用本類藥物可治療變應性鼻炎、鼻息肉以及伴發鼻息肉的鼻竇炎,療效優於抗組胺藥,副作用輕微。
【不良反應】
單劑量一般不產生不良反應;套用數,除非劑量特大,一般也不產生不良反應。長期大劑量套用,易產生各種不良反應,主要有:
(1)長期大劑量套用引起的不良反應
1.醫源性腎上腺皮質功能亢進症:又稱庫欣綜合徵,系過量用藥導致脂肪代謝和水鹽代謝紊亂的結果。表現為肌無力與肌萎縮皮膚變薄,向心性肥胖、滿月臉、水牛背、痤瘡、多毛、水腫旆血壓、高脂血症、低鉀血症、糖尿、骨質疏鬆等,停藥後一般可自行恢復正常。
2.誘發或加重感染:系本類藥物降低機體防禦功能的緣故。長期套用可誘發感染或使體內潛在病灶擴散,如真菌、結核病灶擴散惡化,特別是在原有疾病己使機體抵抗力降低時更易發生。在治療嚴重感染性疾病時,必須給予有效足量,敏感的抗菌藥物。可使原來靜止的結核病灶擴散、惡化,因而肺結核、腦膜結核、淋巴結結核,腹膜結核等思者使用本類藥物應合用抗結核病藥物。
3.心血管系統併發症:長期套用本類藥物,由於水鈉瀦留和血脂升高,可引發高血壓和動脈粥樣硬化還可引起腦卒中,高血壓性心臟病等。
4.消化系統併發症:本類藥物可刺激胃酸或胃蛋白酶的分泌,降低胃腸黏膜對胃酸的抵抗力,誘發或加重胃、十二指腸潰瘍,甚至發生消化道出血和穿孔。潰瘍的特點是表淺、多發,易在幽門前竇部發生,症狀少,呈隱匿性,出血或穿孔率較高,有“甾體激素潰瘍”之稱。本類藥物可使水楊酸鹽的消除加快,降低其療效,兩藥合用可加大發生消化性潰瘍的危險性。對少數患者可誘發胰腺炎或脂肪肝。
5.肌肉萎縮、骨質疏鬆、傷口癒合遲緩等:與本類藥物對機體物質代謝的影響有關。骨質疏鬆多見於兒童.絕經期婦女和考人,嚴重者可發生自發性骨折,可補充蛋白質、維生素D和鈣鹽。由於抑制生長激素的分泌和造成負氮平衡還可影響兒童生長發育。孕婦妊娠頭三個月使用本類藥物偶可引起胎兒畸形;妊娠後期大撾套用,尚可抑制胎兒下丘腦-垂體軸,引起腎上腺皮質萎縮,出生後產生腎上腺皮質功能不全。
6.糖尿病:長期套用超生理劑址將引起糖代謝的紊亂,約半數思者出現糖耐撾受損或糖尿病,稱之類固醇性糖尿病,此對降血糖藥物敏感性較差。如出現可減少本類藥物用量,最好停用;如不能停用,應酌情給予降血糖藥物或胰島素治療。
7.其他:可導致白內障,兒童更易發生,停藥後可能不會完全恢復,甚至繼續加重,故長期套用時應定期進行裂隙燈檢查。尚可導致糖皮質激素性青光眼。有報導,長期套用本類藥物的患者約40%發生青光眼,應予注意。尚能誘發精神病或癲癇。
(2)停藥反應
1.醫源性腎上腺皮質功能不全:系長期大劑量使用本類藥物,反饋性抑制下丘腦-垂體前葉-腎上腺皮質軸,引起腎上腺皮質萎縮的緣故。長期套用特別是連日給藥的患者,減量過快或突然停藥,尤其是遇到感染、創傷、手術等嚴重應激情況時,可引起腎上腺皮質功能不全或危象,表現為噁心、嘔吐、食慾減退、肌無力、低血糖、低血壓、休克等,需要及時搶救。防治措施:停藥時必須逐步減量,不可驟然停藥;停藥後可連續套用適量ACTH;停藥後1年內如遇應激情況時,應及時給予足量的糖皮質激素。
2.反跳現象:症狀控制之後減量太快或突然停藥可使原病復發或加重,這是反跳現象。原因可能是患者對激素產生了依賴性或症狀尚未被充分控制。常需加大劑量再行治療,待症狀緩解後再緩慢減量、停藥。
【禁忌證】藥物不能控制的病毒、真菌等感染,活動性結核病,骨質疏鬆症,腎上腺皮質功能亢進症,嚴重高血壓,糖尿病,孕婦,骨折或創傷修復期,新近胃腸吻合術,活動性消化性潰瘍病,角膜潰瘍,精神病(曾患或現患)和癲癇等。
鹽皮質激素類藥物
以醛固酮為主的鹽皮質激素對維持機體正常的水、電解質代謝發揮重要作用,其合成和分泌主要受血漿電解質組成和腎素-血管緊張索系統的調節。鹽皮質激素類藥物有去氧皮質酮等,可促進腎遠曲小管和集合管對Na的主動重吸收,伴有Cl和水的重吸收,同時使K和H排出增加,其中瀦Na的作用為原發的。本類藥物瀦鈉排鉀機制與其基因效應有關,可能通過生成醛固酮誘導蛋白(AIP),使腎小管上皮細胞上皮鈉通道(ENaC)活性增強,從而促進腎小管細胞膜對Na的主動重吸收。主要用於治療慢性腎上腺皮質功能減退症,補充因皮質功能減退而引起的鹽皮質激素分泌不足,故是一種替代療法。過量或長期使用易引起水鈉瀦留、高血壓、心臟擴大和低鉀血症等。
皮質激素抑制劑
抗醛固酮藥物中的螺內酯,屬於皮質激素抑制劑。本類藥物臨床上常用的還有氨魯米特等。
氨色米特aminoglutethimide
氨魯米特能阻斷膽固醇轉變成孕烯醇酮,抑制所有具有激素活性類固醇的合成,包括氫化可的松和醛固酮的合成。本品還能加速某些類固醇的消除,如可加速地塞米松的代謝,使其血漿t1/2降至2小時。本品能有效減少腎上腺腫瘤和ACTH過度分泌時氫化可的松的增多,具有治療價值。主要不良反應有嗜睡、乏力、頭暈等中樞神經抑制症狀。