8-羥基喹啉（8-Hydroxyquinoline，8-HQ）是一種含氮雜環芳香族化合物，分子結構中同時存在羥基與喹啉環活性位點，可通過螯合真菌細胞內的金屬離子、破壞細胞膜完整性及抑制關鍵酶活性等機制發揮抗真菌作用。其廣譜抗真菌活性、低成本及易改性特性使其在抗真菌領域具備研究價值，但由于自身水溶性差、細胞毒性及耐藥性風險等短板，臨床直接應用受限，需通過結構修飾或劑型優化拓展其應用前景。

一、抗真菌作用機制

8-羥基喹啉的抗真菌活性源于分子結構與真菌細胞生理代謝的多重作用靶點，核心機制可分為以下三類：

1. 金屬離子螯合作用

8-羥基喹啉分子中的羥基氧原子與喹啉環氮原子可形成雙齒配體，高效螯合真菌細胞內的Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等必需金屬離子，這些金屬離子是真菌細胞內多種關鍵酶（如細胞色素P450酶、超氧化物歧化酶、DNA拓撲異構酶）的活性中心組分，螯合作用會導致酶活性喪失，進而抑制真菌的能量代謝、DNA復制與細胞壁合成。

研究表明，8-羥基喹啉對真菌細胞內Fe³⁺的螯合常數高達10³⁰L/mol，遠高于對宿主細胞金屬離子的螯合能力，具備一定的靶向性。

2. 細胞膜與細胞壁損傷作用

8-羥基喹啉的疏水喹啉環可插入真菌細胞膜的磷脂雙分子層，破壞膜的流動性與完整性；同時，其羥基基團可與細胞膜上的脂質分子形成氫鍵，進一步加劇膜結構的紊亂，導致細胞內電解質與營養物質外泄，最終造成真菌細胞死亡。

對于念珠菌、曲霉等具有細胞壁的真菌，8-羥基喹啉可抑制細胞壁合成關鍵酶（如β-1,3-葡聚糖合成酶）的活性，降低細胞壁的機械強度，使真菌細胞更易受宿主免疫細胞的攻擊。

3. 氧化應激誘導作用

8-羥基喹啉螯合金屬離子后形成的復合物可通過芬頓反應產生大量活性氧（ROS），如超氧陰離子、羥基自由基等。真菌細胞內的抗氧化系統（如谷胱甘肽、過氧化氫酶）無法及時清除過量ROS，會引發蛋白質氧化、DNA斷裂及脂質過氧化，最終誘導真菌細胞凋亡。

二、抗真菌性能評估

1. 體外抗真菌活性譜

8-羥基喹啉對多種臨床常見致病真菌具有抑制作用，其體外抗菌活性可通過極低抑菌濃度（MIC）與極低殺菌濃度（MBC）衡量：

念珠菌屬：對白色念珠菌、熱帶念珠菌、光滑念珠菌的MIC值為2~8μg/mL，MBC值為4~16μg/mL，活性優于部分傳統抗真菌藥物（如制霉菌素）。

曲霉屬：對煙曲霉、黃曲霉的MIC值為8~32μg/mL，雖弱于伏立康唑，但對部分唑類耐藥菌株仍有抑制效果。

其他真菌：對隱球菌、皮膚癬菌（如紅色毛癬菌、須癬毛癬菌）也具有一定抑制活性，MIC值為4~16μg/mL。

需注意的是，8-羥基喹啉的體外活性受培養基pH、金屬離子濃度影響較大——培養基中Fe³⁺、Zn²⁺濃度升高時，會與其競爭性結合，導致其抗真菌活性下降。

2. 體內抗真菌療效與安全性

體內療效：動物實驗顯示，8-羥基喹啉局部給藥（如外用軟膏）對小鼠皮膚念珠菌病、豚鼠癬病具有顯著處理效果，可有效降低皮損部位的真菌載量，緩解紅腫、瘙癢癥狀；但系統給藥（如腹腔注射）時，由于水溶性差，生物利用度低，對系統性真菌感染（如念珠菌血癥）的療效有限。

安全性問題：

細胞毒性：8-羥基喹啉對哺乳動物細胞具有一定毒性，其半數抑制濃度（IC₅₀）為50~100μg/mL，高于抗真菌有效濃度，但長期或高劑量使用仍可能損傷宿主細胞。

遺傳毒性：部分研究表明，8-羥基喹啉在代謝過程中可能產生醌類衍生物，具有潛在的致突變風險，這是其臨床系統應用的主要障礙。

耐藥性風險：長期體外誘導實驗發現，白色念珠菌可通過上調金屬離子轉運蛋白表達、增強抗氧化系統活性等機制產生耐藥性，耐藥菌株的MIC值可升高4~8倍。

3. 與其他抗真菌藥物的協同作用

8-羥基喹啉與唑類（如氟康唑）、多烯類（如兩性霉素B）抗真菌藥物聯用，可產生顯著的協同增效作用：

與氟康唑聯用時，8-羥基喹啉的螯合作用可降低真菌細胞內的Zn²⁺濃度，抑制氟康唑耐藥菌株中藥物外排泵的表達，逆轉耐藥性；

與兩性霉素B聯用時，8-羥基喹啉對細胞膜的損傷作用可增強兩性霉素B的膜穿透能力，提升殺菌效率。

協同用藥可降低各藥物的使用劑量，減少毒副作用與耐藥性風險。

三、臨床應用前景與優化方向

8-羥基喹啉自身存在水溶性差、毒性較高等缺陷，限制了其直接臨床應用，目前主要通過結構修飾與劑型優化兩大路徑，拓展其在抗真菌領域的應用場景。

1. 結構修飾：開發高效低毒衍生物

通過在8-羥基喹啉的喹啉環或羥基上引入不同官能團（如鹵素、氨基、羧基、酯基），可顯著改善其水溶性、靶向性與抗真菌活性，降低毒性。

氯喹啉類衍生物：如5-氯-8-羥基喹啉（氯碘羥喹），是目前唯一實現臨床應用的8-羥基喹啉衍生物，具有廣譜抗真菌與抗細菌活性，主要用于處理皮膚黏膜真菌感染（如足癬、股癬、口腔念珠菌病）及阿米巴痢疾。其水溶性優于母體化合物，且毒性更低，遺傳毒性風險顯著降低。

金屬配合物衍生物：8-羥基喹啉與Zn²⁺、Cu²⁺等金屬離子形成的配合物，抗真菌活性遠高于游離配體。例如，8-羥基喹啉鋅配合物對白色念珠菌的MIC值降至0.5~1μg/mL，且水溶性大幅提升，對宿主細胞的毒性顯著降低，有望開發為新型抗真菌藥物。

靶向修飾衍生物：在分子中引入真菌細胞膜靶向基團（如甘露糖、肽段），可使衍生物特異性結合真菌細胞，減少對宿主細胞的損傷，提升靶向處理效果。

2. 劑型優化：提升生物利用度與局部療效

針對8-羥基喹啉水溶性差的問題，通過制備新型給藥劑型，可提升其局部生物利用度，適用于皮膚、黏膜等局部真菌感染的處理。

外用制劑：制備軟膏、乳膏、凝膠等劑型，將8-羥基喹啉或其衍生物包埋于基質中，可延長藥物在病灶部位的滯留時間，提升局部療效。例如，8-羥基喹啉凝膠劑處理口腔念珠菌病時，藥物在口腔黏膜的滯留時間可達4~6小時，療效優于傳統含漱液。

納米載藥系統：利用脂質體、納米粒、環糊精包合物等納米載體包載8-羥基喹啉，可改善其水溶性與透皮吸收能力，同時降低細胞毒性。例如，8-羥基喹啉-β-環糊精包合物的水溶性提升10倍以上，對皮膚癬菌的抑制效果增強2~3倍，且對皮膚角質層無刺激性。

緩釋制劑：制備微球、微囊等緩釋劑型，可實現藥物的長效釋放，減少給藥頻率，提升患者依從性，適用于慢性真菌感染的處理。

3. 潛在臨床應用場景

局部真菌感染處理：經結構修飾或劑型優化的8-羥基喹啉類藥物，可用于處理皮膚癬病、甲癬、外陰陰道念珠菌病等局部真菌感染，尤其適用于唑類耐藥菌株引起的感染。

口腔與消化道真菌感染：氯碘羥喹等衍生物已用于口腔念珠菌病的處理，未來可開發靶向口腔黏膜的緩釋制劑，提升療效并減少全身吸收。

聯合處理方案：作為協同藥物，與氟康唑、兩性霉素B聯用處理系統性真菌感染，可逆轉耐藥性，降低一線藥物的使用劑量，減少毒副作用。

抗真菌涂層材料：將8-羥基喹啉衍生物負載于醫用材料（如導管、義齒、人工關節）表面，制備抗菌涂層，可預防醫用材料相關的真菌感染，降低院內感染風險。

8-羥基喹啉類化合物的抗真菌研究雖取得一定進展，但仍面臨諸多挑戰：一是部分衍生物的潛在毒性（如遺傳毒性）需進一步驗證，確保臨床應用安全；二是真菌耐藥性機制尚未完全闡明，需開發針對耐藥菌株的新型衍生物；三是系統給藥的生物利用度與靶向性仍需提升，以拓展其在系統性真菌感染中的應用。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://www.tgios.com.cn/