非甾体抗炎药的肾脏不良反应 淄博市药师协会
本 期 目 录
一、关于开放性骨折抗菌药物使用的几点说明
二、非甾体抗炎药的肾脏不良反应
三、注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸的给药方法探讨
四、为什么注射用硫普罗宁配有专用溶媒？
五、应用蔗糖铁注射液的注意事项
六、美罗培南与丙戊酸钠相互作用
七、胰岛素类似物概述
八、药理学概念：受体与配体、竞争性抑制与非竞争性抑制
一、关于开放性骨折抗菌药物使用的几点说明
1. 开放性骨折使用抗菌药物是属于预防性还是治疗性？
感染是开放性骨折主要并发症之一。在正确使用抗菌药物、彻底清创等前提下，仍有可能发生感染。抗菌药物应用大大降低了开放性骨折的感染率。一项系统评价研究提示，开放性骨折预防性应用抗菌药物可使感染率降低59%，且证据等级为A级。因此，无论开放性骨折为何种类型及损伤程度，均应使用抗菌药物。相关指南均已明确开放性骨折围手术期用药属于预防用药，《抗菌药物临床应用指导原则（2015年版）》及《创伤后抗菌药物预防使用专家共识》（2016年）均建议预防性使用抗菌药物。
2. 开放性骨折使用抗菌药物预防感染的时机？
创伤可以造成组织失活、血肿、组织缺血，外来异物均有可能被细菌污染，预防使用抗菌药物的时机应该在伤后3 h 内尽快使用。伤后3 h 内是预防用药的“黄金时间”，在这一时期机体呈急性反应期，局部的充血反应有利于药物的弥散并发挥其抑菌或杀菌作用。对于开放性骨折患者，伤口的早期清创、软组织覆盖、有效的引流和骨折的稳定对预防伤口感染至关重要。对于非战伤的开放性骨折患者，如果存在指征，应该在受伤后尽早（有建议争取伤后1h内使用）全身性使用抗革兰阳性菌的药物。
3. 开放性骨折预防性使用抗菌药物的选药原则
《抗菌药物临床应用指导原则（2015年版）》中对于开放骨折内固定术，归类为Ⅱ类切口，可能的污染菌为金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、链球菌、革兰阴性菌、厌氧菌，建议术前0.5~1h给予第一、二代头孢菌素（头孢唑林、头孢呋辛）±甲硝唑治疗，可以选用头霉素（头孢美唑）预防手术切口部位的感染。
2016 年《创伤后抗菌药物预防使用专家共识》，主要针对预防非战伤所致的创伤性感染，建议：Ⅲ型开放性骨折（开放性粉碎性骨折，皮肤创口＞10 cm，伴有广泛的软组织或创伤性截肢）患者，除考虑革兰阳性菌外，还要覆盖革兰阴性菌如铜绿假单胞菌；对于Ⅱ型和Ⅲ型可以使用氨基苷类抗菌药物，不主张使用氟喹诺酮类药物，此类药物对骨折愈合可能有不良影响，甚至增加感染风险。对于有粪便或潜在梭状芽孢杆菌污染的开放性伤口的患者，可以使用青霉素预防厌氧菌感染。
4. 预防使用抗菌药物的疗程及剂量
创伤后的抗菌药物治疗应采用最短疗程，一般不超过3d。如果有多个伤口存在，持续用药时间因开放性伤口、排液或外固定装置而延长。通常选择常规剂量给药，值得注意的是对于创伤性失血的患者，考虑到伴有体液流失，抗菌药物的使用剂量应该及时追加2~3次。
5. 骨感染的诊断和治疗
开放骨折的感染需要早期发现、早期治疗，这对预后尤为重要。以下方法有助于早期发现感染：①体温尤其是晨起体温升高及局部出现红肿、渗出等症状，可提示感染发生；②血象、红细胞沉降率、C反应蛋白等实验室检查指标也具有一定指导意义，当这3项指标均为阳性时高度提示感染发生。
既往对开放性骨折多主张清创前后均常规作细菌培养，近年不少学者对其实用性和可靠性提出了质疑。有研究表明，清创前细菌培养阴性者最终感染发生率为8%，而培养阳性者却仅有7% 患者最终发生感染；结果表明，污染的开放性骨折会培养出多种细菌，但并不意味着最终发生伤口感染。目前不推荐清创前后均作细菌培养。开放性骨折部位感染其实多由院内细菌引起，因此早期无菌操作及伤口覆盖至关重要。引起开放性骨折感染的致病菌主要为革兰阴性杆菌和革兰阳性葡萄球菌，近年来耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌感染有上升趋势。建议根据药敏结果选用抗菌药物。
6. 国外指南对于开放性骨折预防性使用抗菌药物的推荐
2011 EAST 开放性骨折预防性使用抗生素实践管理指南（更新版）中对于预防使用抗菌药物一级推荐：①受伤后应尽早全身性使用抗革兰阳性菌的抗菌药物；②对于Ⅲ型开放性骨折，应该加用抗革兰阴性菌的抗菌药物；③有粪便或潜在的梭状芽胞杆菌污染伤口的患者（如农业相关的损伤），应该使用大剂量的青霉素；④氟喹诺酮类并没有比头孢菌素和氨基糖苷类抗菌药物有优势，而且此类抗菌药物对骨折愈合有不良影响，在Ⅲ型开放性骨折中增加感染的风险。二级推荐：①开放性骨折的抗菌药物使用应持续72h，对于软组织已覆盖创面者的使用不应超过24h；②Ⅱ型和Ⅲ型开放性骨折，使用１次/d的氨基糖苷类抗菌药物是安全有效的。
二、非甾体抗炎药的肾脏不良反应
非甾体抗炎药（nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）是基于抗炎作用，区别于糖皮质激素及其衍生物，通过抑制环氧合酶（cyclooxygenase，COX）减少前列腺素（prostaglandins，PGs）的产生而发挥作用的一类药物，临床应用十分广泛，具有解热、镇痛作用，绝大多数还兼有抗炎、抗风湿作用。
目前COX有两个亚型，即COX-1和COX-2。COX-1结构性表达于胃、肾、内皮等全身组织，调节血管阻力，保护胃粘膜，维持肾血流量，调节血小板聚集。COX-2多为炎症诱导性表达，促进炎症反应，提高疼痛敏感性。NSAIDs不良反应与抑制COX-1有关，而抗炎止痛作用与抑制COX-2有关。后来发现人类肾脏血管网、肾小球、致密斑、髓攀升支粗段和髓质间质细胞内发现均有COX-2的结构性表达，因此COX-2在调节肾血流灌注、髓襻水钠转运、肾素释放等生理作用上起重要作用。研究显示，COX-2选择性抑制剂的影响与传统NSAIDs相似，肾损害的危险性并未降低。
NSAIDs可引起多种肾损伤，其中常见的类型包括：肾前性急性肾衰竭、急性间质性肾炎、肾病综合征、镇痛剂肾病、肾乳头坏死、高血压和心衰……部分病人尚可同时出现两种或两种以上的肾损害。
1. 肾前性急性肾衰竭（ARF）
NSAIDs引起ARF发生率为0.5%~1.0%，在药物性急性肾功能衰竭中占16%，仅次于氨基糖苷类抗菌药物。传统NSAIDs和COX-2抑制剂均可引起肾前性ARF。该不良反应往往发生快，用药后2d~2周发生，有的甚至在24h内发生，但典型发病是在72~96h后。可出现尿量减少、少尿或无尿，血肌酐（Scr）超过基础值的50% 或 >44.2μmol/L，血浆尿素氮（BUN，mg/dL）和Scr（mg/dL）比值（BUN/Scr）>20：1，并可出现高钾血症以及代谢性酸中毒。一旦停药后肾功能也能迅速恢复至基础水平，属可逆性肾功能衰竭。
NSAIDs所致ARF与药物种类、用药剂量、用药时间有关。Whelton等报道，吲哚美辛引起的急性肾衰竭风险最高。阿司匹林发生率相对较低。对乙酰氨基酚不抑制肾脏前列腺素的产生，不会诱发ARF。而萘普生、双氯酚酸钠、布洛芬、吡罗昔康等则介于吲哚美辛与阿司匹林之间。ARF的发生也与剂量有关，大量使用时易发生，但有研究表明即使治疗剂量的一半也有可能导致ARF发生。短效制剂发生时间往往较早，而长效制剂则相对要晚。
NSAIDs所致ARF发病机制主要有两方面原因：（1）肾血管收缩致肾脏灌注不足。在肾小球疾病、肾功能不全、高钙血症以及有效循环血容量不足等病理状态下，前列腺环素（PGI2）和前列腺素E2（PGE2）的分泌明显增加，发挥局部作用舒张肾血管，维持肾脏的血液灌注和肾小球滤过率（GFR）。服用NSAIDs会改变肾血管收缩和舒张间的平衡，导致肾脏血液灌注减少，出现可逆性肾前性ARF。（2）血容量不足。在使用NSAIDs治疗过程中，特别是大量用药退热治疗后，患者可出现明显大汗，不显性失水明显增加。在没有及时的补液治疗后，可发生血容量不足，肾脏血液灌注减少，导致肾前性ARF。
老年人、高血压、心力衰竭、肾小球肾炎、慢性肾脏病、使用利尿剂、血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）和血管紧张素受体阻断剂（ARB）等药物之一者，应该慎用NSAIDs 。
2. 急性间质性肾炎（AIN）
NSAIDs导致的急性间质性肾炎（AIN）是西方国家AIN的第一或第二位原因，占37％~44％，而本病在我国相对少见。
AIN的发病机制不十分明确。可能有以下两方面原因：（1）T细胞活化。NSAIDs阻断COX代谢途径后，花生四烯酸转而经脂氧化酶代谢生成白细胞三烯，后者活化T细胞，导致T淋巴细胞在肾间质浸润，形成AIN。（2）过敏学说：在首次或再次应用NSAIDs 3~5天后，患者出现过敏反应，同时介导肾小管间质炎症细胞浸润。
几乎所有的NSAIDs均可引起AIN，常于用药几天至几月后发生（2周~18个月），表现为血尿、无菌性白细胞尿、白细胞管型、蛋白尿、肾性糖尿与急性肾衰竭。和抗菌药物导致的过敏性间质性肾炎的临床表现有所不同，本病以中老年多见，AIN发病与用药间隔时间较长，常合并有大量蛋白尿，甚至肾病综合征。多数患者无发热、皮疹、嗜酸性粒细胞增多、嗜酸性白细胞尿等过敏表现。停用可疑药物几周至几月后，少数患者肾脏病表现可自发缓解。再次应用相同的药物，可再次出现AIN。
对于NSAIDs引起的AIN的治疗应首先停用可疑药物，停药1~2周后，肾功能无好转者，可予泼尼松30~40mg/d 治疗，肾功能缓解后，可逐渐减量，总疗程约2~3个月。对于糖皮质激素无效的少数病例可试用环磷酰胺、吗替麦考酚酯等免疫抑制剂治疗。
3. 肾病综合征
70％的NSAIDs导致的肾前性急性肾衰竭合并肾病综合征。该并发症不是很多见，发生率约为0.01%~0.02%，主要见于丙酸类非甾体抗炎药物（布洛芬、萘普生、酮洛芬、芬布芬），往往在用药几天至几月后发生（2周~18个月，平均5.4个月）。
NSAIDs阻断COX代谢途径后，花生四烯酸转而经脂氧化酶代谢生成白细胞三烯，活化T细胞，后者释放白介素-4（IL-4）、白介素-13（IL-13）等多种介质，导致肾小球滤过膜通透性增加，出现大量蛋白尿，以及肾小球上皮细胞足突部分广泛融合。 病理类型多为肾小球微小病变（MCD），也有膜性肾病（MN），肾小球硬化症等。患者出现浮肿、大量蛋白尿、低白蛋白血症、高脂血症等肾病综合征表现，常合并急性肾衰竭。停用药物后，肾病综合征可在3~64周内自行缓解。
明确诊断后，首先应该停用NSAIDs。对于无严重低蛋白血症（ALB≥20g/L）并且肾功能正常者，可同时给予ACEI和（或）ARB类药物减少蛋白尿；对于合并严重低白蛋白血症或ARF者，可短期应用糖皮质激素治疗。
4. 镇痛药肾病（AN）
AN系指因长期服用NSAIDs所致的慢性间质性肾炎，特征性改变包括肾乳头坏死和毛细血管硬化，有时可伴有肾乳头和尿路粘膜的褐色变。几乎所有的传统的NSAIDs均可导致AN，常见药物包括：对乙酰氨基酚、阿司匹林、非那西丁等。尤以非那西丁更易致本病，因此西方国家和我国均在20世纪八十年代初期禁止使用非那西丁单方制剂。
累积服用各种镇痛剂总量超过3.0kg，或每日服用1.0g连续3年以上容易引起镇痛剂肾病。水杨酸、苯基保泰松、氨基比林及吲哚美辛可引起肾乳头坏死，其肾毒性相对大。同时使用两种以上NSAIDs，或用量过大，或联合使用咖啡因或可待因，均可加重肾毒性。其他合并的危险因素有小儿、老年人、基础肾脏损害、低血容量状态、心功能不全、高血压、肝硬化腹水、感染等。
AN多见于30~70岁女性患者，常隐袭起病，早期常无症状，因此早期诊断较为困难。常见临床表现包括少量的肾小管性蛋白尿（常低于1.5g/d）、镜下血尿、无菌性白细胞尿。肾功能损害特点是，先出现肾小管功能损害（如夜尿增多、尿渗透压降低、肾性糖尿以及肾小管酸中毒等），随后出现肾小球滤过功能损害（GFR降低、Scr升高等），或者是肾小管功能损害比肾小球滤过功能损害更为突出。若未经及时诊断与治疗，患者肾功能可进展恶化至终末肾脏病。60％~90％患者有不同程度的贫血，常与肾功能损害程度不平行。轻至重度肾功能不全患者，常无高血压表现，随着疾病发展，约35％重度肾功能衰竭患者可出现高血压。此外，女性患者常出现尿路感染表现。
治疗关键在于早期发现，及时停药及积极对症治疗。一旦发现感染和其他并发症，积极选用肾脏低毒性或无毒性抗菌药物治疗控制疾病发展和加重，以免引起肾功能衰竭。在治疗过程中应该注意以下四方面问题：
①防止肾功能急性恶化：立即停服所有可疑药物，预防和及时治疗低血容量、尿路梗阻等可导致肾功能急剧恶化的因素。
②及时给予延缓肾功能恶化的相关治疗：如优质低蛋白饮食(0.6g/kg·d)、控制血压至<130/80mmHg。
③合理治疗慢性肾脏病的合并症：及时纠正贫血、代谢酸中毒、高血容量、高磷血症、肾性骨病等慢性肾脏病的合并症。
④有计划地、科学地安排肾脏替代治疗方案：停药后少数轻症患者肾功能可相对稳定或有一定程度好转，但多数患者肾功能可能持续发展，直到进入终末肾脏病。当eGFR<30ml/min·1.73m2时，应该给予肾脏替代治疗的相关准备，包括透析前教育及建立血液透析或腹膜透析治疗通路；当患者有肾脏替代治疗指征时，应该及时给予透析治疗。
三、注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸的给药方法探讨
国内已上市的丁二磺酸腺苷蛋氨酸注射剂型为冻干粉针，配备专用溶媒，溶媒成分为注射用水、氢氧化钠、L-赖氨酸或盐酸赖氨酸。
1. 注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸的稳定性
大分子量的丁二磺酸阴离子通过静电作用与S-腺苷蛋氨酸（SAMe）结合，利用其空间位阻限制SAMe氨基酸链的自由旋转，从而使得SAMe的稳定性得到提高。但pH对其稳定性有影响，当pH上升时，微观结合常数Kb下降，即依赖于SAMe带电状态的丁二磺酸阴离子与配体间的静电作用减弱，SAMe的稳定性下降。丁二磺酸腺苷蛋氨酸冻干前的溶液pH约为2~3，因此冻干粉相对稳定。
粉针溶解过程中，氢氧化钠会与丁二磺酸反应，使溶液的酸碱度接近中性，同时释放SAMe。丁二磺酸腺苷蛋氨酸注射剂最终以SAMe的形式进入人体发挥作用，因此SAMe的稳定性对药效发挥有关键影响。
SAMe的分子式为C15H22N6O5S，结构如图1。由其化学结构可以看出，在SAMe分子中有四个可解离基团，嘌呤环上的氨基(pKa=3.4)、甲硫氨酸残基上的羧基(pKa=1.8)、氨基(pKa=7.8)和硫基(pKa=12.5)。其中硫基具有很强的极性，带有永久的正电荷。SAMe的重要生理功能在很大程度上在于其分子结构中含有一个活性甲基和一个高能硫原子。SAMe是手性物质，只有(S,S)-SAMe有生物活性，其可自发消旋为非生物活性的(R,S)-SAMe结构。
图1 S-腺苷蛋氨酸分子结构图
SAMe在生产和应用过程中最关键的问题是稳定性差、易发生失活反应。在强酸性及低温下可明显减缓SAMe降解。SAMe在常温及生理pH环境下，由于高能硫原子的存在，使相连的C原子活化，容易受到亲核进攻，硫-碳键极易断裂，会发生各种降解及硫原子上的手性异构反应。
由于SAMe有多个可解离基团，因此其失活反应受pH值影响很大。水解成腺嘌呤的反应可在pH为6时强烈抑制，在pH为4.5或更低时完全消除。裂解反应以相对高的速率持续进行，由于其羧基的pKa处于1.8~2.2之间，故该反应不受抑制，直到pH接近或小于2。消旋反应pH依赖性较低，在pH为7.5~1.5的范围内，消旋反应均有发生，且速率没有明显变化。
1. 注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸的给药方式
注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸的说明书上标明给药方式为肌注和缓慢静脉注射，但常见文献报道的给药方式是静脉滴注。这是否合理？注射用丁二磺酸腺苷蛋氨酸为冻干粉针，其pH约为2~3左右，附带专用溶媒的pH约为10~11，专用溶媒溶解粉针后，溶液pH约为7，且溶媒量只有5 ml，直接静推几乎无血管刺激性，且可保证药物的稳定性，最大限度地减少药物的降解，保证药效。
在中性溶液中，SAMe非常不稳定，易降解，影响其药理活性。临床采用专用溶媒溶解后再稀释，增加了该药的不稳定性，多种降解产物是否增加血管刺激性也未可知。采用静滴的给药方法，药物配置流程繁琐，配药和输液时间较长，SAMe降解率很可能升高，药效得不到保障。临床资料显示，大输液静脉滴注SAMe可引起血管刺激反应。
需要注意的是，无论选择何种给药方式，都应使用整支溶媒进行溶解，以免酸碱中和反应不完全导致pH过低而刺激血管，影响患者用药安全。
四、为什么注射用硫普罗宁配有专用溶媒？
已上市的硫普罗宁注射制剂主要有硫普罗宁注射液、注射用硫普罗宁及注射用硫普罗宁钠。其中，注射用硫普罗宁配备了5%碳酸氢钠（5%NaHCO3）溶液作为专用溶媒（0.1g硫普罗宁配有2ml溶媒）。另外两种注射剂可直接用葡萄糖注射液或氯化钠注射液进行溶解稀释后使用。其原因为何？
硫普罗宁的化学名为N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸，结构式为
，其不稳定的因素来自一端的巯基，巯基呈弱酸性，易被氧化。硫普罗宁用葡萄糖或氯化钠扩容后呈酸性，pH约为2.9~3.1，直接注射会对血管产生较强的刺激。而用5%NaHCO3溶液溶解后，硫普罗宁的羧基可与NaHCO3发生反应，生成硫普罗宁钠和二氧化碳，用葡萄糖注射液或氯化钠注射液扩容后溶液pH约为6.7~7.1，可避免输液对血管的刺激。
硫普罗宁注射液在制备时已加入了乙二胺四乙酸二钠 (EDTA-2Na)调节其pH值至4.5左右；注射用硫普罗宁钠为硫普罗宁与碱性钠反应生成的钠盐，因此这两种注射制剂在配制时均不需要加入5%NaHCO3溶液进行调节。
药品说明书显示，硫普罗宁与硫普罗宁钠的体内药代动力学无显著性差异，因此，其用法用量也一致，无需进行调整。使用硫普罗宁注射制剂应临用现配。
五、应用蔗糖铁注射液的注意事项
蔗糖铁注射液最早由维福（Vifor）国际公司研发，1950 年在瑞士上市，商品名为维乐福（Venofer），适用于口服铁剂效果不佳和口服铁剂不能耐受的需要静脉注射铁剂治疗的病人。2000 年，维乐福被批准进入美国市场，2005年被引进中国。
1. 蔗糖铁注射液为什么不能用葡萄糖注射液稀释？
蔗糖铁注射液说明书用法规定如下：本品只能与0.9%氯化钠注射液混合使用。本品不能与其它的治疗药品混合使用。英国药典2010版、美国药典第33版均指出：蔗糖铁注射液为无菌胶体溶液，含有氢氧化三铁复合物，其中加入氢氧化钠以调节pH值，只能静脉使用；20℃时pH值为10.5～11.1。因此，蔗糖铁注射液是碱性较强的液体。而5%葡萄糖注射液pH3.2～6.5，属于偏酸性溶液，所以二者混合可会发生酸碱反应，影响蔗糖铁注射液的稳定性和安全性。
2. 为什么蔗糖铁注射液的稀释浓度要求必须≥1mg/ml?
蔗糖铁注射液说明书、《临床静脉用药调配与配伍速查2010版》均提到：1ml：20mg蔗糖铁注射液最多只能稀释到20ml 0.9％氯化钠注射液（NS）中，l0ml：200mg蔗糖铁注射液最多可用NS 200ml。为保证药液的稳定，不允许将药液配成更稀的溶液。有文献报道，蔗糖铁的多核氢氧化铁-蔗糖复合物结构，其稳定性受多种因素影响，与溶剂种类、浓度均有关，浓度过低会导致复合物分解，增加不良反应发生率。
3．为什么蔗糖铁注射液规定最大单次剂量？
静脉铁剂直接注入体内，铁几乎全部被吞噬细胞吞噬转化，随后缓慢释放成为循环铁，铁的损失较少，因此为防止铁过载，给药剂量必须严格控制。静脉铁剂复合物的相对分子质量小、多糖外壳与铁核结合松散等都会增加铁的释放速率。如果铁离子释放速率过快，超过铁转移蛋白结合速率就会导致游离铁的生成，产生氧化应激和其他毒性反应，因此需要限制静脉补铁药物的单次最大给药剂量。蔗糖铁注射液单次最大剂量以不超过300 mg为宜。
研究表明分子量及铁核心越小，铁制剂越不稳定，活性铁释放越快，由活性铁引起的不良反应更多，也更易被机体清除，临床应用间隔时间及单次用药剂量也只能更小。而具有较高分子量及较大铁核心颗粒的铁制剂则意味着更加安全和方便。几种铁制剂分子量大小依次为： 高分子右旋糖酐铁(265 KD)>低分子右旋糖酐铁（103 KD）>蔗糖铁（43 KD）>葡萄糖酸铁钠（38 KD），铁核心大小排序也与此相同。相比较右旋糖酐铁，蔗糖铁注射液分子量小，铁核心小，铁释放快；释放至转铁蛋白的铁比例高，铁的生物利用率高。
静脉铁剂结构示意图
1. 蔗糖铁注射液的主要不良反应有哪些？
几乎所有的铁制剂(包括口服铁剂)均可能有一些不良反应，如金属味、头痛、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等，出现的这些不良反应多可耐受。
蔗糖铁较少引起过敏反应，对于右旋糖酐铁不耐受的病人可以选择蔗糖铁。右旋糖酐铁导致过敏反应主要与抗右旋糖酐抗体有关。而蔗糖铁不包含缓慢降解的生物聚合体，不诱导抗体生成，过敏反应罕见，也无黑框警示。
蔗糖铁可能会增加氧化应激和感染的风险。具有催化活性的游离铁能引起氧化应激，导致脂质过氧化，并进而产生更多的自由基和促炎性物质；且游离铁为细菌生长繁殖重要的营养剂，并能降低白细胞功能，因此有可能增加感染机会。蔗糖铁进入人体后，仍有小部分游离铁可直接进入血中，较长时间应用蔗糖铁后动脉硬化及肾小管损伤增加。国内研究表明可应用维生素C、番茄红素等减少氧化应激损伤。
六、美罗培南与丙戊酸钠相互作用
美罗培南会引起丙戊酸钠血药浓度降低。丙戊酸钠主要在肝脏转化形成葡萄糖苷酸丙戊酸(VPA- G)，这一过程通过二磷酸尿苷(UDP)和葡萄糖苷酸转移酶(UDPGA)完成，随后VPA-G被转运到胆汁，排入肠道，部分药物通过肠道微生物分解代谢，其余的 VPA-G则经肠道吸收后重新进入血液循环，增加其血药浓度。美罗培南可增加体内 UDPGA的水平，从而加速了丙戊酸钠的葡萄糖苷酸化，进而增加其在肠道中的分解代谢，降低体内游离丙戊酸的浓度；另外美罗培南还可降低 VPA-G的水解作用，使 VPA-G无法重新生成有效的丙戊酸钠，导致大部分丙戊酸钠都通过肠道微生物较快地分解，致使丙戊酸钠血浆浓度迅速降低。此外，碳青霉烯类抗菌药物可通过抑制丙戊酸钠在肠道的吸收，增加其在红细胞膜上的分布等，进而降低丙戊酸钠血浆浓度。
合用碳青霉烯类药物，包括亚胺培南，患者接受丙戊酸或双丙戊酸钠会导致丙戊酸浓度降低。因为药物相互作用，丙戊酸浓度会低于治疗范围，因此癫痫发作的风险增加。增加丙戊酸或双丙戊酸钠的剂量并不足以克服该类相互作用。一般不推荐亚胺培南与丙戊酸或双丙戊酸钠同时给药。当患者癫痫发作经丙戊酸或双丙戊酸钠良好控制后，应考虑非碳青霉烯类的其他抗菌药物用于治疗感染。如果必需使用碳青霉烯类抗菌药物，应考虑补充抗惊厥治疗。亚胺培南西司他丁钠（泰能）说明书明确：对于癫痫的患者除非其益处大于危险，否则不应使用。
《马丁代尔药典》（第37版）认为治疗过程中使用厄他培南、亚胺培南或
美罗培南，结果会导致丙戊酸盐的血浆浓度降低至治疗水平以下（有时导致癫痫发作）。另有报道3名儿童因使用帕尼培南倍他米隆而导致丙戊酸盐浓度显著下降。英国药监局（Medicines and healthcare products regulatory agency，MHRA）建议，考虑丙戊酸盐浓度下降快速且明显。因此不推荐碳青霉烯类与丙戊酸或丙戊酸钠合用。此外，《抗菌药物临床应用指导原则》（2015版）及《碳青霉烯类抗菌药物临床应用评价细则》均提到本类药物均应避免与丙戊酸联合使用。
另外，癫痫患者还需禁/慎用其他几个抗菌药物品种。
（1）禁用硝基咪唑类药物。甲硝唑、替硝唑禁用于有活动性中枢神经疾病和血液病患者。奥硝唑禁用于脑和脊髓发生病变的患者，癫痫及各种器官硬化症患者。
作用机制可能为药物容易透过血脑屏障（脑脊液/血药浓度比：甲硝唑43%，替硝唑80%），药物中的硝基成份在无氧环境还原成氨基或自由基，影响大脑皮层一部分神经元，其膜电位活动发生异常，放电频率增高引起。也可能与药物作用于小脑的γ-氨基丁酸A型受体（GABAA受体）有关。
（2）慎用喹诺酮类药物。有中枢神经系统疾病及癫痫史患者应慎用左氧氟沙星。莫西沙星说明书提示喹诺酮类使用可诱发癫痫的发作，对于已知或怀疑有能导致癫痫发作或降低癫痫发作阈值的中枢神经系统疾病的患者，莫西沙星应谨慎使用。
喹诺酮类药物的致痫作用与其具有一定的脂溶性有关，特别是氟喹诺酮类，可透过血脑屏障进入脑组织，抑制中枢神经γ-氨基丁酸(GABA)受体的暴露，阻止GABA与相应受体的结合，使中枢神经系统的抑制过程减弱，从而表现为兴奋性增强，导致惊厥和癫痫发作。在临床中多次遇到癫痫患者因使用左氧氟沙星导致癫痫持续状态。
（3）慎用β-内酰胺类药物。肾功能不全患者未相应调整头孢吡肟剂量时，可引起脑病，肌痉挛，癫痫。如发生与治疗相关的癫痫，应停止用药，必要时，进行抗惊厥治疗。
β-内酰胺环与神经递质抑制剂γ-氨基丁酸有相似的结构，两者在γ-氨基丁酸的受体部位发生竞争性/非竞争性拮抗作用，从而抑制中枢神经细胞Na+-K+-ATP 酶活性使神经元兴奋性增高并突触后膜去极化，降低致癫痫的阈值，引起中枢神经系统损害等。β-内酰胺酶破坏β-内酰胺环后，其神经兴奋毒性也随之消失。化学结构不同的β-内酰胺类药物的神经毒性也不尽相同，如亚胺培南C2位置上的侧链含亚胺基结构，可能是其比美罗培南神经兴奋毒性更强的原因。
七、胰岛素类似物概述
胰岛素及其类似物在糖尿病的治疗中占有重要地位。胰岛素是一种蛋白激素，由51个氨基酸、两条多肽链组成，分别成为A链（21个氨基酸）、B链（30个氨基酸），在A、B链之间和A链本身共有三个二硫键相连，在A、B链之间和A链本身共有三个二硫键相连，其连接点都是半胱氨酸，分别为B7-A7、B19-A20及A6-A11，二硫键是由半胱氨酸的巯基（-SH）缩合而成，对维持胰岛素的二级和三级结构特征有重要作用，如图1。胰岛素相对分子量5800，呈酸性，等电点为5.3。
图1 胰岛素结构
胰岛素按照来源大致分为三类：动物胰岛素、基因重组人胰岛素和胰岛素类似物。胰岛素类似物是利用重组DNA技术，通过对人胰岛素的氨基酸序列进行修饰生成新的胰岛素类似物，该类似物是可以模拟正常胰岛素分泌和作用的一类物质，具有与普通胰岛素不同的结构、理化性质和药动学特征。
目前临床上应用的胰岛素类似物（不包含预混胰岛素）分为：超短效胰岛素类似物（赖脯胰岛素和门冬胰岛素）和超长效胰岛素类似物（甘精胰岛素和地特胰岛素）。
1. 赖脯胰岛素（优泌乐）
构成：将人胰岛素B链第28位的脯氨酸和第29位的赖氨酸进行换位修饰。脯氨酸和赖氨酸换位改变了B链末端的空间结构，导致二聚体自我聚合的能力下降，易于解离而加快吸收。
历史：1996年美国礼来公司推出了世界上第一个超短效人胰岛素类似物赖脯胰岛素（优泌乐）。2005年5月20日在中国正式上市。同种药物速秀霖是由北京甘李生物技术有限公司生产的赖脯胰岛素。
适应症：适用于治疗需要胰岛素维持正常血糖稳态的成人糖尿病患者。
禁忌：赖脯胰岛素在低血糖发作时严禁使用。对赖脯胰岛素或其赋形剂过敏者严禁使用。
2. 门冬胰岛素（诺和锐）。
构成：利用啤酒酵母属，将人胰岛素B链第28位的脯氨酸由门冬氨酸代替，由于门冬氨酸的负电荷与其他阴性氨基酸的负电荷产生“负-负”排斥作用，阻碍胰岛素相互聚合而以单体和二聚体的混合物存在，所以皮下注射后吸收迅速。
历史：2001年12月26日诺和诺德对外宣布，胰岛素类似物门冬胰岛素通过FDA审批。2002年12月16日，诺和锐在中国上市。
适应症：用于治疗糖尿病。
禁忌：低血糖发作时严禁使用。对门冬胰岛素或本品中任何成份过敏者禁用。
3. 甘精胰岛素（来得时）。
形成：在B 链C 端增加了两个带正电荷的精氨酸，改变了胰岛素的等电点（pH由5.4升至6.7），在pH=4的环境下，胰岛素呈澄清溶液状态，注射到pH为7.4的皮下后形成细小的胰岛素微沉淀，这些沉淀在较长时间内持续稳定的释放胰岛素。在A链第21位用电荷中性的甘氨酸取代酸性的门冬氨酸，从而增强在酸性环境中的稳定性，延长甘精胰岛素的代谢活性。制剂中存在锌离子，能增加胰岛素六聚体的稳定性，六聚体分解的时间也延长，造成吸收延迟且延长。由于此两位置不参与胰岛素受体的结合，所以这种改变不影响胰岛素的生物活性。
历史：2000年赛诺菲-安万特公司推出第一个通过模拟重组DNA技术制作的长效胰岛素来得时（甘精胰岛素），2000年4月FDA批准使用，欧洲医药产品评价管理局在2000年6月批准使用。4年之后来到中国。
适应症：需用胰岛素治疗的成人1型和2型糖尿病，青少年和年龄在6岁及以上儿童的1型糖尿病。
禁忌症：对甘精胰岛素或其注射液中任何一种辅料过敏者。
4. 地特胰岛素（诺和平）。
成因：去除人胰岛素B链第30位的氨基酸，并在B链第29位赖氨酸残基上续接一个14碳非酯化脂肪酸（肉豆蔻酸），从而增强与清蛋白的结合力。人皮下组织富含清蛋白，地特胰岛素皮下注射后，可与皮下清蛋白结合，显著延缓吸收过程，吸收入血后又与血浆清蛋白结合（结合率为99%），又可显著延长作用过程。
历史：2010年2月26日在中国上市。
适应症：治疗糖尿病。
禁忌症：对地胰岛素者或本品中任何其他成份过敏者。
八、药理学概念：受体与配体、竞争性抑制与非竞争性抑制
1 受体与配体
受体（receptor）是指生物体内糖蛋白或脂蛋白构成的生物大分子。配体（ligand）指能够对受体具有识别能力并能与之结合的物质，配体通常是指内源性的激素、细胞因子、神经递质和细胞内信号分子等物质。配体与受体的结合具有以下特点：（1）高度专一性：受体选择性地与特定配体结合，这是由分子的几何形状决定的，两者的结合通过反应基团的定位和分子构象的相互契合而实现；（2）高度亲和力；（3）饱和性：增加配体至一定浓度，可使受体饱和；（4）可逆性：受体与配体以非共价键可逆性结合，主要靠离子键、氢键、范德华力和疏水作用而相互结合；（5）特定的作用模式：受体的分布有组织特异性，有特定的作用模式，受体与配体结合后，能引起特定的生理效应。
受体存在于细胞膜、胞浆或细胞核内，因此根据受体在细胞中的位置，将其分为细胞膜受体和细胞内受体两大类：（1）细胞膜受体：大多数配体信号分子是亲水性的生物大分子，如细胞因子、蛋白质多肽类激素、水溶性激素、前列腺素、亲水性神经递质等，由于不能通透靶细胞膜进入胞内，因此，这类配体信号分子的受体是定位于靶细胞膜上；（2）细胞内受体：有一些配体信号分子可以直接穿过靶细胞膜，与细胞质或细胞核受体相互作用，通过调控特定基因的转录，利用基因表达产物的上调或下调，由此启动一系列的生化反应，最终导致靶细胞产生生物效应。这种信号分子包括脂溶性的固醇类激素、甲状腺激素等。
受体本身至少含有两个活性部位：一个是识别并结合配体的活性部位；另一个是负责产生应答反应的功能活性部位，这一部位只有在与配体结合形成二元复合物并变构后才能产生应答反应，由此启动一系列的生化反应，最终导致靶细胞产生生物效应。
1.1 受体类型
根据受体蛋白结构、信息传导过程、效应性质、受体位置等特点，受体大致可分为下列4类：
（1） 含离子通道的受体 又称直接配体门控通道型受体，它们存在于快速反应细胞的膜上，由单一肽链反复4次穿透细胞膜形成1个亚单位，并由4～5个亚单位组成穿透细胞膜的离子通道，受体激动时离子通道开放使细胞膜去极化或超极化，引起兴奋或抑制效应。最早发现的N型乙酰胆碱受体就是由α×2、β、γ、δ 5个亚单位组成的钠离子通道，在α亚单位上各有一个乙酰胆碱结合点与乙酰胆碱结合后，钠离子通道开放，胞外钠离子内流、细胞膜去极化、肌肉收缩。这一过程在若干毫秒内完成（钠离子通道开放时间仅1ms)。脑中γ氨基丁酸(GABA)受体情况类似，其他如甘氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸受体都属于这一类型。
（2）G-蛋白偶联受体 这一类受体最多，数十种神经递质及激素的受体需要G-蛋白介导其细胞作用，例如肾上腺素、多巴胺、5-羟色胺、M-乙酰胆碱、阿片类、嘌呤类、前列腺素及一些多肽激素等的受体，这些受体结构非常相似，都为单一肽链形成7个α-螺旋来回穿透细胞膜，N-端在细胞外，C-端在细胞内，这两段肽链氨基酸组成在各种受体差异很大，与其识别配体及转导信息各不相同有关。胞内部分有G-蛋白结合区。G-蛋白(G-protein)是鸟苷酸结合调节蛋白的简称，存在于细胞膜内侧，由三个亚单位组成。主要有两类，其一为兴奋性G-蛋白（Gs），霍乱弧菌毒素能使之活化，激活腺苷酸环化酶（AC）；另一为抑制性G-蛋白（Gi），抑制AC，百日咳杆菌素抑制之。G-蛋白还介导心钠素及NO对鸟苷酸环化酶（GC）的激活作用。此外G-蛋白对磷脂酶C、磷脂酶A2、Ca2+、K+离子通道等有重要调节作用。一个受体可激活多个G-蛋白，一个G-蛋白可以转导多个信息给效应机制，调节许多细胞功能。
（3）具有酪氨酸激酶活性的受体 这一类细胞膜上的受体由三个部分组成，细胞外有一段与配体结合区，中段穿透细胞膜，胞内区段有酪氨酸激酶活性，能促其本身酪氨酸残基的自我磷酸化而增强此酶活性，再对细胞内其他底物作用，促进其酪氨酸磷酸化，激活胞内蛋白激酶，增加DNA及RNA合成，加速蛋白合成，从而产生细胞生长分化等效应。胰岛素、胰岛素样生长因子、上皮生长因子、血小板生长因子及某些淋巴因子(lymphokines)的受体属于这一类型。
（4）细胞内受体 甾体激素受体存在于细胞浆内，与相应甾体结合后分出一个磷酸化蛋白，暴露与DNA结合区段，进入细胞核能识别特异DNA碱基区段并与之结合促进其转录及以后的某种活性蛋白增生。甲状腺素受体存在于细胞核内，功能大致相同。这两种受体触发的细胞效应很慢。需若干小时。
1.2 第二信使
受体在识别相应配体并与之结合后需要细胞内第二信使(second messenger) 将获得信息增强、分化、整合并传递给效应机制才能发挥其特定的生理功能或药理效应。最早发现的第二信使是环磷腺苷（cAMP），现在知道还有许多其他物质参与细胞内信息转导。
（1）G-蛋白 G蛋白静息状态时与GDP结合。相应受体激活后GDP-α、β、γ复合物在Mg2+参与下，结合的GDP与胞浆中GTP交换，GTP-α与β、γ分离并与相应的效应机制结合，同时配体与受体分离。α亚单位内在的GTP酶活性促使GTP水解为GDP，激活效应机制，从而恢复原来静息状态。Gs激活腺苷酸环化酶（AC），使cAMP增加。Gi抑制AC，使cAMP减少，G-蛋白还激活磷脂酶C（PLC），调节Ca2+、K+等离子通道。对鸟苷酸环化酶也有激活作用，作用非常广泛，介导多种效应。近来发现G-蛋白还介导激活磷脂酶A2（PLA2）而产生花生四烯酸（AA），后者是各种前列腺素及白三烯的前体。
（2）环磷腺苷（cAMP） cAMP是ATP经AC作用的产物。β受体、D1受体、H2受体等激动药通过Gs作用使AC活化，ATP水解而使细胞内cAMP增加。α受体、D2受体、MACh受体、阿片受体等激动药通过Gi作用抑制AC，细胞内cAMP减少。cAMP受磷酸二酯酶(phosphodiesterase，PDE)水解为5’AMP后灭活。茶碱抑制PDE而使胞内cAMP增多。cAMP能激活蛋白激酶A（PKA）,使胞内许多蛋白酶磷酸化（ATP提供磷酸基）而活化，例如磷酸化酶、脂酶、糖原合成酶等活化而产生能量。钙离子通道磷酸化后激活，钙离子内流而使神经、心肌、平滑肌等兴奋。
（3）环磷鸟苷（cGMP） cGMP是GTP经鸟苷酸环化酶（GC）作用的产物，也受PDE灭活。cGMP作用与cAMP相反，使心脏抑制、血管舒张、肠腺分泌等。cGMP可激活蛋白酶G而引起各种效应。
（4）肌醇磷脂(phosphatidylinositol) 细胞膜肌醇磷脂的水解是另一类重要的受体信息转导系统。α、H1、5-HT2、M1、M3等受体激动药与其受体结合后通过G-蛋白介导激活磷脂酶C（PLC），PLC使4,5-二磷酸肌醇磷脂（PIP2）水解为二酰甘油（DAG）及1,4,5-三磷酸肌醇 (IP3)。DAG在细胞膜上激活蛋白激酶C（PKC），使许多靶蛋白磷酸化而产生效应，如腺体分泌，血小板聚集，中性粒细胞活化及细胞生长、代谢、分化等效应。IP3能促进细胞内钙池释放Ca2+，也有重要的生理意义。
（5）钙离子 细胞内Ca2+浓度在1μmol/l以下，不到血浆Ca2+的0.1%，对细胞功能有着重要的调节作用，如肌肉收缩、腺体分泌、白细胞及血小板活化等。细胞内Ca2+可从细胞外经细胞膜上的钙离子通道流入，也可从细胞内肌浆网等钙池释放，两种途径互相促进。前者受膜电位、受体、G-蛋白，蛋白激酶A（PKA）等调控，后者受IP3作用而释放。细胞内Ca2+激活蛋白激酶C（PKC），与DAG有协同作用，共同促进其他信息传递蛋白及效应蛋白活化。很多药物通过对细胞内Ca2+影响而发挥其药理效应，故对细胞内Ca2+调控及其作用机制近年来受到极大的重视。
1.3 受体的调节
受体虽是遗传获得的固有蛋白，但并不是固定不变的，而经常代谢转换处于动态平衡状态，其数量，亲和力及效应力经常受到各种生理及药理因素的影响。连续用药后药效递减是常见的现象，一般称为耐受性(tolerance)、不应性(refractoriness)、快速耐受性(tachyphylaxis)等。由于受体原因而产生的耐受性称为受体脱敏 (receptor desensitization)。N2-ACh受体在受激动药连续作用后若干秒内发生脱敏现象，这是由于受体蛋白构象改变，钠离子通道不再开放所致。β-Adr受体脱敏时不能激活AC是因为受体与G-蛋白亲和力降低，或由于cAMP上升后引起PDE负反馈增加所致。具有酪氨酸激酶活性的受体可被细胞内吞(endocytosis)而数目减少，这一现象称为受体数目的向下调节(down regulation)。受体与不可逆拮抗药结合后其后果等于失去一部分受体，如银环蛇咬伤中毒时，N2-ACh受对激动药脱敏。与此相反，在连续应用拮抗药后受体会向上调节(up regulation)，反应敏化。例如长期应用β-Adr受体拮抗药后，由于受体向上调节，突然停药时会出现反跳反应。
2 受体的竞争性拮抗剂与非竞争性拮抗剂
根据药物与受体结合后所产生效应的不同，习惯上将作用于受体的药物分为激动剂、部分激动剂和拮抗剂(阻断剂) 3类。
2.1激动剂
为既有亲和力又有内在活性的药物，它们能与受体结合并激动受体而产生效应。依其内在活性大小又可分为完全激动剂（full agonist)和部分激动剂（partial agonist)。前者具有较强亲和力和较强内在活性（α=1)；后者有较强亲和力，但内在活性不强（α<1)，与激动剂并用还可拮抗激动剂的部分效应，如吗啡为完全激动剂，而喷他佐辛则为部分激动剂。
2.2拮抗剂
能与受体结合，具有较强亲和力而无内在活性（α=0)的药物。它们本身不产生作用，但因占据受体而拮抗激动剂的效应，如纳洛酮和普萘洛尔均属于拮抗剂。少数拮抗剂以拮抗作用为主，同时尚有较弱的内在活性（α<>< span="">），故有较弱的激动受体的作用，如β受体拮抗剂氧烯洛尔。 <>
根据拮抗剂与受体结合是否具有可逆性而将其分为竞争性拮抗剂（competitive antagonist) 和非竞争性拮抗剂（noncompetitive antagonist)。竞争性拮抗剂能与激动剂竞争相同受体，其结合是可逆的。通过增加激动剂的剂量与拮抗剂竞争结合部位，可使量效曲线平行右移，但最大效能不变。可用拮抗参数(antagonism parameter，pA2 ) 表示竞争性拮抗剂的作用强度，其含义为：当激动剂与拮抗剂合用时，若2倍浓度激动剂所产生的效应恰好等于未加入拮抗药时1倍浓度激动剂所引起的效应，则所加入拮抗剂的摩尔浓度的负对数值为pA2。也就是说，pA2是当有一定浓度的拮抗剂存在时，激动剂增加到2倍时才能达到原来效应，此时拮抗剂摩尔浓度 (A )的负对数即拮抗参数， pA2 = -lg[A]，pA2越大，拮抗作用越强。pA2还可用以判断激动剂的性质，如两种激动剂被同一拮抗剂拮抗，且二者pA2相近，则说明此两种激动剂是作用于同一受体。
非竞争性拮抗剂与激动剂并用时，可使亲和力与活性均降低，即不仅使激动剂的量效曲线右移，而且降低其最大效能。与受体结合非常牢固，产生不可逆结合的药物也能产生类似效应。
竞争性拮抗剂
非竞争性拮抗剂
3 酶促反应的竞争性抑制与非竞争性抑制
3.1 米氏方程
米氏方程（Michaelis-Menten equation）表示一个酶促反应的起始速度（v）与底物浓度（S）关系的速度方程，v=VmaxS/（Km+S）。酶促反应动力学简称酶动力学，主要研究酶促反应的速度以及其他因素，例如抑制剂等对反应速度的影响。在酶促反应中，在低浓度底物情况下，反应相对于底物是一级反应（first order reaction）；而当底物浓度处于中间范围时，反应（相对于底物）是混合级反应（mixed order reaction）。当底物浓度增加时，反应由一级反应向零级反应（zero order reaction）过渡。
v=Vmax×[S]/（Km+[S])，这个方程称为Michaelis-Menten方程，是在假定存在一个稳态反应条件下推导出来的，其中 Km 值称为米氏常数，Vmax是酶被底物饱和时的反应速度，[S]为底物浓度。由此可见Km值的物理意义为反应速度（v）达到1/2Vmax时的底物浓度（即Km=[S]），单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关。可用Km的值鉴别不同的酶。当底物浓度非常大时，反应速度接近于一个恒定值。在曲线的这个区域，酶几乎被底物饱和，反应相对于底物S是个零级反应。就是说再增加底物对反应速度没有什么影响。反应速度逐渐趋近的恒定值称为最大反应速度Vmax。对于给定酶量的Vmax可以定义为处于饱和底物浓度的起始反应速度n。对于反应曲线的这个假一级反应区的速度方程可写成一种等价形式：
n（饱和时）=Vmax=k[E][S]0=k[E]total=k cat[ES]
速度常数k等于催化常数k cat，k cat是ES转化为游离的E和产物的速度常数。饱和时，所有的E都是以ES存在。方程（3.2）中还有另一个简单的关系式：Vmax=k cat [E]total。从中得出：k cat=Vmax / [E]total。k cat的单位是s-1。催化常数可以衡量一个酶促反应的快慢。
米氏常数Km是酶促反应速度n为最大酶促反应速度值一半时的底物浓度。这可通过用[S]取代米氏方程中的Km证明，通过计算可得n=Vmax /2。
3.1.1 参数意义
①当ν=Vmax/2时，Km=[S]。因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
②当k-1>>k+2时，Km=k-1/k+1=Ks。因此，Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，则越小。
③Km可用于判断反应级数：当[S]<0.01Km时，ν=（Vmax/Km）[S]，反应为一级反应，即反应速度与底物浓度成正比；当[S]>100Km时，ν=Vmax，反应为零级反应，即反应速度与底物浓度无关；当0.01Km<[S]<100Km时，反应处于零级反应和一级反应之间，为混合级反应。
④Km是酶的特征性常数：在一定条件下，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）的Km值，来判断是否为不同的酶。
⑤Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，Km值最小者，为该酶的最适底物。
⑥Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，ν=91%Vmax，为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。
⑦Vmax可用于酶的转换数的计算：当酶的总浓度和最大速度已知时，可计算出酶的转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。
⑧Km和Vmax的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。
3.1.2 双倒数图
酶促反应中的Km和Vmax值有几种测量方法。固定反应中的酶浓度，然后分析几种不同底物浓度下的起始速度，就可获得Km和Vmax值。但直接从起始速度对底物浓度的图中确定Km或Vmax值是很困难的，因为曲线接近Vmax时是个渐进过程。所以通常都是利用米氏方程的转换形式求出Km和Vmax值。常用的米氏方程转换形式是Lineweaver-Burk方程，也称为双倒数方程。
使1/ v 对1/[S]作图，可以获得一条直线。从直线与x轴的截距可以得到1/Km的绝对值；而1/Vmax是直线与y轴的截距。双倒数作图直观、容易理解，为酶抑制研究提供了易于识别的图形。
缺点：底物浓度低时，坐标点集中于坐标左下方，使得误差增大，往往偏离直线，Vm、Km无法精确定出。
解决方法：底物浓度配成1/[S]的浓度级差，而不是[S]的浓度极差，使点距离平均，再以最小二乘法线性回归分析。
3.1.3 抑制作用
竞争性抑制
Km值增大，Vmax值不变
非竞争性抑制
Km值不变，Vmax值变小
反竞争性抑制
Km值变小，Vmax值变小，但Vmax/Km值不变
3.2竞争性抑制（competitive inhibition）
竞争性抑制是指抑制剂会与底物竞争酶的同一活性中心，从而干扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低，这种抑制使得Km增大，而Vmax不变，可以通过增大底物浓度来消除这种抑制。这里的Km是米氏常数，酶促反应速度与底物浓度的关系可用米氏方程来表示，酶反应速度与底物浓度之间具有定量关系。Km值等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时所对应的底物浓度，是酶的特征常数之一。不同的酶Km值不同，同一种酶与不同底物反应Km值也不同，Km值可近似的反映酶与底物的亲和力大小：Km值大，表明亲和力小；Km值小，表明亲合力大。Vmax表示最大酶促反应速度。
竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物，抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同。竞争性抑制剂与酶的结合是可逆的，抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小；因此，表现为动力学参数Km值增大，Vm值不变。典型的例子是磺胺类药物（对氨基苯磺酰胺）对二氢叶酸合成酶（底物为对氨基苯甲酸）的竞争性抑制。
3.3非竞争性抑制（noncompetitive inhibition）
非竞争性抑制是指有些抑制物往往与酶的非活性部位相结合，形成抑制剂-酶复合物，使酶分子形状发生了变化，致使酶活性下降。使得Vmax变小，但Km不变。非竞争性抑制具有以下特点：(1)非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似；(2)底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合；(3)抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；(4)动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
3.4反竞争性抑制（uncompetitive inhibiton）
反竞争性抑制是指抑制剂不直接与游离酶相结合，而仅与酶-底物复合物结合形成酶-底物-抑制剂复合物( enzyme- substrate- inhibitor compound，ESI)，该复合物不能生成产物，从而影响酶促反应的现象。Vmax和Km都变小，但Vmax/Km比值不变。
本期编辑：王雪 司继刚