[发明专利]耐碳青霉烯类抗生素病菌的荧光探针及其合成方法与应用

说明书

本发明耐碳青霉烯类抗生素病菌的荧光探针，其结构通式为：式中：X为碳原子或硫原子；当X为CH时，R¹为甲基，能够为R或S构型；或者X为CH₂或S；染料为氟硼二吡咯、萘酰亚胺、香豆素、荧光素或罗丹明的任意一种。所述荧光探针的合成方法包括以下步骤：⑴化合物3的制备；⑵化合物4的制备；⑶荧光探针CVB‑1的制备。将所述荧光探针制成试纸、试剂盒或者检测芯片可在检测碳青霉烯酶和含有碳青霉烯耐药菌中进行应用，通过荧光探针在荧光强度或颜色变化与否的现象来检测或区分碳青霉烯酶，进而快速检测有碳青霉烯酶表达的致病耐药菌，指导在治疗或临床上合理使用抗生素药物，对不用或少用抗生素药物具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及化合物制备技术领域，具体地说，是一种耐碳青霉烯类抗生素病菌的荧光探针及其合成方法以及所述荧光探针在检测碳青霉烯酶和含有碳青霉烯耐药菌中的应用。

背景技术

碳青霉烯类抗生素是一类具有特殊结构的β-内酰胺类抗生素，是由β-内酰胺环并五元环组成抗生素母核，其四元环上的取代基为反式结构。碳青霉烯类抗生素与其它类的β-内酰胺抗生素的构型相反，主要包括亚胺培南、美罗培南、多利培南及厄他培南等。因碳青霉烯类抗生素拥有广泛的抗菌活性且具有强烈抑制或杀灭不同类型细菌的能力(J.Antimicrob.Agents.1999,11,93；Antimicrob.Agents Chemother.2011,55,4943)，使该类抗生素成为治疗细菌性严重感染的最后一道防线(Emerg.Infect.Dis.2011,17,1791-1798)。碳青霉烯类抗生素对革兰氏阴性与阳性菌引起的感染具有很好的疗效，对含有青霉素酶、头孢菌素酶的耐药菌亦具有很好的疗效。但是，随着此类抗生素的广泛使用，近年来在世界范围内逐渐出现了对之具有耐药性的细菌。研究发现，致病细菌产生耐药性的原因很多，如β-内酰胺抗生素的靶标青霉素结合蛋白发生了突变；另一个主要原因是细菌体内产生了一种叫β-内酰胺酶(β-lactamase)的抗生素灭活酶，这种酶能迅速水解常用的β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺键，使抗生素失去药效。这类能使青霉烯类抗生素失效的β-内酰胺酶被称为碳青霉烯酶(carbapenemase)。所述碳青霉烯酶一般能水解碳青霉烯抗生素甚至几乎所有的β-内酰胺类抗生素，使之对碳青霉烯抗生素(亚胺培南、美罗培南等)的敏感性降低，治疗效果变差。

按Ambler分类法，所述β-内酰胺酶(碳青霉烯酶)可分为A、B、C、D四个类型(PhilosTrans R Soc Lond B Biol Sci 1980；289:321–31)，其中A、C、D三个类型为含有丝氨酸的β-内酰胺酶；B类为含有金属锌离子的β-内酰胺酶。所述A类β-内酰胺酶包括KPC、GES类型的β-内酰胺酶等，能够在许多致病菌里检测到，例如肠杆菌属、粘质沙雷氏菌、克雷伯菌属等等。早在1996年，美国就从北卡罗来纳州一临床病例中分离出了含KPC酶的克雷伯菌，研究发现，这一菌株能够耐所有抗生素药。之后，在新德里的医疗机构和生态环境中发现了属于B类β-内酰胺酶的新德里含金属β-内酰胺酶(NDM)，这些酶的活性中心锌离子能与酰胺键结合，使抗生素水解失去药效。所述新德里含金属β-内酰胺酶的致病菌又被称为“超级细菌”，这类“超级细菌”在被发现后曾很快通过病人和游客向世界各地传播，引起世界范围内的担忧。在中国，2005～2014年间对碳青霉烯抗生素具有耐药性的克雷伯肺炎菌的比例由2.4％上升为13.4％(Clin Microbiol Infect 2016；22:S9–S14)。