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環絲氨酸

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環絲氨酸
臨床資料
商品名（英語：Drug nomenclature）Seromycin
其他名稱4-amino-3-isoxazolidinone
AHFS/Drugs.comMonograph
核准狀況
懷孕分級
  • C
ATC碼
法律規範狀態
法律規範
藥物動力學數據
生物利用度~70% to 90%
藥物代謝liver
生物半衰期10 hrs (normal kidney function)
排泄途徑kidney
識別資訊
  • (R)-4-Amino-1,2-oxazolidin-3-one
CAS編號68-41-7  checkY
PubChem CID
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
ChEBI
ChEMBL
NIAID ChemDB
CompTox Dashboard（英語：CompTox Chemicals Dashboard） (EPA)
ECHA InfoCard100.000.626 編輯維基數據鏈接
化學資訊
化學式C3H6N2O2
摩爾質量102.09 g·mol−1
3D模型（JSmol（英語：JSmol））
熔點155至156 °C（311至313 °F） (dec.)
  • O=C1NOC[C@H]1N
  • InChI=1S/C3H6N2O2/c4-2-1-7-5-3(2)6/h2H,1,4H2,(H,5,6)/t2-/m1/s1 checkY
  • Key:DYDCUQKUCUHJBH-UWTATZPHSA-N checkY

環絲氨酸（英語：Cycloserine），以商品名Seromycin出售，是一種用於治療結核病的γ-氨基丁酸轉氨酶抑制劑和抗生素。[1][2]具體來說，它與其他抗結核藥物一起用於治療活動性耐藥結核病。[2]它是口服的。[2]

服用之後常見的副作用包括過敏反應、癲癇發作、嗜睡、煩躁不安和麻木。[2]患有腎功能衰竭、癲癇、抑鬱症或酒精中毒者不建議使用。[2]目前尚不清楚懷孕期間服用對嬰兒是否安全。[2]環絲氨酸在結構上與D-丙氨酸相似，它們都是通過干擾細菌細胞壁的形成而起作用。[2]

環絲氨酸於1954年從一種鏈黴菌中被發現。[3]它在世界衛生組織基本藥物標準清單之中是最有效、最安全的醫療系統所必需的藥物[4]

醫療用途

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結核病

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環絲氨酸被歸類為二線藥物，它只有在一種或多種一線藥物不能使用的情況下才會被考慮使用。因此，環絲氨酸僅用於對抗結核桿菌的多種耐藥菌株。限制使用這種藥物的另一個原因是因為它會引起的神經系統的副作用。環絲氨酸能夠滲透到中樞神經系統並引起頭痛、嗜睡、抑鬱、頭暈、眩暈、精神錯亂、感覺異常、構音障礙、過敏、抽搐和顫抖。[5][6]過量服用環絲氨酸還可能會導致局部麻痹、癲癇發作和昏迷，而飲酒可能會增加癲癇發作的風險。[6]與吡哆醇一起服用可以降低由環絲氨酸引起的一些中樞神經系統副作用的發生率。

精神病學

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2015年考科藍合作組織的研究發現，截至2015年為止，沒有證據表明環絲氨酸對治療焦慮症有益。[7]而另一項研究則發現了有益的初步證據。[8]用於成癮的證據是暫定的，但也不清楚。[9]

作用機制

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環絲氨酸通過抑制細菌的細胞壁合成而起到抗生素的作用。[10][11]作為D-丙氨酸的環狀結構類似物，環絲氨酸作用於兩種在肽聚糖合成的胞質溶膠階段很重要的關鍵酶：丙氨酸消旋酶（Alr）和D-丙氨酸-D-丙氨酸連接酶（Ddl）。[11]第一種酶是將L-丙氨酸轉化為D-丙氨酸的吡哆醛5'-磷酸依賴性酶。[11]第二種酶通過催化生成的D-丙氨酸分子之間形成三磷酸腺苷依賴性D-丙氨酸-D-丙氨酸二肽鍵，參與將這些D-丙氨酸中的兩個殘基連接在一起。[11]如果這兩種酶都被抑制，則D-丙氨酸殘基不能形成，並且先前形成的D-丙氨酸分子不能連接在一起。這有效地抑制肽聚糖的合成。[11]

化學性質

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在弱酸性條件下，環絲氨酸會水解並生成羥胺和D-絲氨酸。[12][13]環絲氨酸可以概念化為絲氨酸的環化形式，雙氫氧化損失形成氮-氧鍵。

環絲氨酸在鹼性條件下會保持穩定，而在pH值為11.5時它地穩定性最高。[12]

歷史

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該化合物首先被兩個團隊在幾乎同時分離。默克公司的工作人員從一種鏈黴菌中分離出這種化合物，他們稱之為Oxamycin。[14]同一個團隊合成製備了該分子。[15]禮來公司的工作人員從Streptomyces orchidaceus菌株中分離出這種化合物。它被證明可以水解成絲氨酸和羥胺。[16]

經濟學

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2015年8月，Chao Center for Industrial Pharmacy和合同製造中心將所有權變更為Rodelis Therapeutics後，在美國，環絲氨酸的價格從每30粒藥片500美元暴漲至2015年的每30粒藥片10,800美元。[17]

在原所有者——普渡大學研究基金會進行干預後，價格上漲被取消。該基金會保留「對製造業務的監督」並且Rodelis將藥物退還給普渡大學的一個非政府組織。該基金會現在以每30粒藥片收取1,050美元，是之前收費的兩倍。禮來公司因未能確保慈善活動繼續進行而受到批評。然而，由於美國反壟斷法，任何公司都不得在產品被許可後控制產品的價格。[18]

2015年，美國的費用增加到每月3,150美元，然後下降到每月1,050美元。[18]

研究

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有一些實驗證據表明，D-環絲氨酸通過形成更強的神經連接來幫助學習。[19]它已被研究作為一種輔助手段，以促進PTSD和焦慮症患者的暴露療法[20][21][22]以及精神分裂症的治療。[23]在一項臨床試驗中，研究了一個療程的D-環絲氨酸聯合單劑量氯胺酮治療難治性雙相情緒障礙症。在氯胺酮輸液後連續8周給藥時，環絲氨酸似乎增強了所有試驗參與者的抗抑鬱作用。[24]

參考文獻

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  1. ^ Polc, P.; Pieri, L.; Bonetti, E.P.; Scherschlicht, R.; Moehler, H.; Kettler, R.; Burkard, W.; Haefely, W. l-Cycloserine: Behavioural and biochemical effects after single and repeated administration to mice, rats and cats. Neuropharmacology (Elsevier BV). 1986, 25 (4): 411–418. ISSN 0028-3908. PMID 3012401. S2CID 462885. doi:10.1016/0028-3908(86)90236-4. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Cycloserine. The American Society of Health-System Pharmacists. [8 December 2016]. （原始內容存檔於20 December 2016）. 
  3. ^ Gottlieb D, Shaw PD. Mechanism of Action. Springer Science & Business Media. 2012: 41. ISBN 9783642460517. （原始內容存檔於2016-12-20） （英語）. 
  4. ^ World Health Organization. World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019. Geneva: World Health Organization. 2019. hdl:10665/325771 可免費查閱. WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. 
  5. ^ Nitsche MA, Jaussi W, Liebetanz D, Lang N, Tergau F, Paulus W. Consolidation of human motor cortical neuroplasticity by D-cycloserine. Neuropsychopharmacology. August 2004, 29 (8): 1573–8. PMID 15199378. doi:10.1038/sj.npp.1300517 可免費查閱. 
  6. ^ 6.0 6.1 CYCLOSERINE: Human Health Effects. National Institutes of Health. （原始內容存檔於2014-04-16）. 
  7. ^ Ori R, Amos T, Bergman H, Soares-Weiser K, Ipser JC, Stein DJ. Augmentation of cognitive and behavioural therapies (CBT) with d-cycloserine for anxiety and related disorders. The Cochrane Database of Systematic Reviews. May 2015, 5 (5): CD007803. PMID 25957940. doi:10.1002/14651858.CD007803.pub2. 
  8. ^ Schade S, Paulus W. D-Cycloserine in Neuropsychiatric Diseases: A Systematic Review. The International Journal of Neuropsychopharmacology. April 2016, 19 (4): pyv102. PMC 4851259 可免費查閱. PMID 26364274. doi:10.1093/ijnp/pyv102. 
  9. ^ Myers KM, Carlezon WA. D-cycloserine effects on extinction of conditioned responses to drug-related cues. Biological Psychiatry. June 2012, 71 (11): 947–55. PMC 4001849 可免費查閱. PMID 22579305. doi:10.1016/j.biopsych.2012.02.030. 
  10. ^ Lambert MP, Neuhaus FC. Mechanism of D-cycloserine action: alanine racemase from Escherichia coli W. Journal of Bacteriology. June 1972, 110 (3): 978–87. PMC 247518 可免費查閱. PMID 4555420. doi:10.1128/JB.110.3.978-987.1972. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 Prosser GA, de Carvalho LP. Kinetic mechanism and inhibition of Mycobacterium tuberculosis D-alanine:D-alanine ligase by the antibiotic D-cycloserine. The FEBS Journal. February 2013, 280 (4): 1150–66. PMID 23286234. S2CID 22305408. doi:10.1111/febs.12108 可免費查閱. 
  12. ^ 12.0 12.1 Kaushal G, Ramirez R, Alambo D, Taupradist W, Choksi K, Sirbu C. Initial characterization of D-cycloserine for future formulation development for anxiety disorders. Drug Discoveries & Therapeutics. October 2011, 5 (5): 253–60. PMID 22466372. doi:10.5582/ddt.2011.v5.5.253 可免費查閱. 
  13. ^ Silverman R. An Aromatization Mechanism of Inactivation of γ-Aminobutyric Acid Aminotransferase for the Antibiotic l-Cycloserine. Journal of the American Chemical Society. 1998, 120 (10): 2256–2267. doi:10.1021/ja972907b. 
  14. ^ Kuehl Jr FA, Wolf FJ, Trenner NR, Peck RL, Buhs RP, Howe E, et al. D-4-Amino-3-isoxazolidinone, a new antibiotic. Journal of the American Chemical Society. 1955, 77 (8): 2344–5. doi:10.1021/ja01613a105. 
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  17. ^ Pollack A. Drug Goes From $13.50 a Tablet to $750, Overnight. 20 September 2015 [21 September 2015]. （原始內容存檔於25 September 2015）. 
  18. ^ 18.0 18.1 Pollack A. Big Price Increase for Tuberculosis Drug Is Rescinded. NYT. 21 September 2015 [24 September 2015]. （原始內容存檔於26 September 2015）. 
  19. ^ Learning and Brain Activity Are Boosted by a Dose of a Small-Molecule Compound. Scientific American. （原始內容存檔於2015-12-23）. 
  20. ^ Bowers ME, Ressler KJ. An Overview of Translationally Informed Treatments for Posttraumatic Stress Disorder: Animal Models of Pavlovian Fear Conditioning to Human Clinical Trials. Biological Psychiatry. September 2015, 78 (5): E15–27. PMC 4527085 可免費查閱. PMID 26238379. doi:10.1016/j.biopsych.2015.06.008. 
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  23. ^ Goff DC. D-cycloserine: an evolving role in learning and neuroplasticity in schizophrenia. Schizophrenia Bulletin. September 2012, 38 (5): 936–41. PMC 3446239 可免費查閱. PMID 22368237. doi:10.1093/schbul/sbs012. 
  24. ^ Kantrowitz J, Halberstam B, Gangwisch J. Single-Dose Ketamine Followed by Daily d-Cycloserine in Treatment-Resistant Bipolar Depression. The Journal of Clinical Psychiatry. June 2015 [2022-11-12]. doi:10.4088/JCP.14l09527. （原始內容存檔於2022-11-12）. 

外部連結

[編輯]
  • Cycloserine. Drug Information Portal. U.S. National Library of Medicine. [2022-11-06]. （原始內容存檔於2022-11-06）. 
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