喹诺酮类（4-quinolones），又称吡酮酸类或吡啶酮酸类，属人工合成抗菌药，通过抑制细菌DNA回旋酶破坏DNA结构产生杀菌作用。该类药物分为四代，含氟品种如诺氟沙星、氧氟沙星等曾广泛用于泌尿生殖系统、胃肠及呼吸道感染治疗。动物专用品种包括恩诺沙星、沙拉沙星等，可用于畜禽细菌性感染防治。

喹诺酮类抗生素分子基本骨架均为氮（杂）双并环结构，喹诺酮类和其他抗菌药的作用点不同，它们以细菌的脱氧核糖核酸（DNA）为靶。细菌的双股DNA扭曲成为袢状或螺旋状（称为超螺旋），使DNA形成超螺旋的酶称为DNA回旋酶，喹诺酮类妨碍此种酶，进一步造成细菌DNA的不可逆损害，而使细菌细胞不再分裂。它们对细菌显示选择性毒性。当前，一些细菌对许多抗生素的耐药性可因质粒传导而广泛传布。本类药物则不受质粒传导耐药性的影响，因此，本类药物与许多抗菌药物间无交叉耐药性。

拓扑异构酶 Ⅳ（革兰氏阳性菌主要靶点）由 ParC（切割）和 ParE（能量）亚基组成，负责分离复制后的 DNA 双链。喹诺酮类与 ParC 的 QRDR 结合，抑制双链分离，导致细菌无法分裂。

喹诺酮类是主要作用于革兰阴性菌的抗菌药物，对革兰阳性菌的作用较弱（某些品种对金黄色葡萄球菌有较好的抗菌作用）。

构效关系（SAR）揭示药物结构与活性的关联，是药物优化的关键：

（一）基本母核

4 - 喹诺酮是必需结构，A 环（喹诺酮环）的 3 位羧基（-COOH）和 4 位羰基（=O）是抗菌活性必需基团，缺失则活性消失。

（二）取代基的影响

1 位（R1）：环丙基（如环丙沙星）活性最强，增强酶结合与组织分布；2,4 - 二氟苯基（如妥舒沙星）提高革兰氏阳性菌活性。

6 位（R6）：氟原子（氟喹诺酮）是核心修饰，增强酶亲和力、组织穿透性及抗革兰氏阴性菌活性 [6]。

7 位（R7）：哌嗪环（如环丙沙星）增强抗革兰氏阴性菌活性；吡咯烷（如莫西沙星）增强抗革兰氏阳性菌及厌氧菌活性。

8 位（R8）：甲氧基（如莫西沙星）增强抗革兰氏阳性菌活性，降低毒性；氟原子（如加雷沙星）提高厌氧菌活性。

喹诺酮按发明先后及其抗菌性能的不同，分为一、二、三、四代。

第一代喹诺酮类，只对大肠杆菌、痢疾杆菌、克雷白杆菌、少部分变形杆菌有抗菌作用。药代动力学：口服吸收差，组织分布有限，半衰期短（约 6 小时）。具体品种有萘啶酸（Nalidixic acid）和吡咯酸（Piromidic acid）等，仅用于轻中度泌尿道感染，因抗菌谱窄、副作用明显（胃肠道刺激、中枢神经毒性）及易耐药，因疗效不佳现已少用。

第二代喹诺酮类通过在 6 位引入氟原子（氟喹诺酮），显著增强抗菌活性与组织穿透性。以 1962 年上市的萘啶酸为代表，核心母核为 1,8 - 萘啶 - 4 - 酮。，在抗菌谱方面有所扩大，对肠杆菌属、枸橼酸杆菌、绿脓杆菌、沙雷杆菌也有一定抗菌作用。吡哌酸是国内主要应用品种用于泌尿道、呼吸道、肠道感染（如肾盂肾炎、急性支气管炎、细菌性痢疾）。此外尚有新恶酸（Cinoxacin）和甲氧恶喹酸（Miloxacin），在国外有生产。

第三代喹诺酮类通过优化 7 位取代基（如哌嗪环），增强抗革兰氏阳性菌活性，抗菌谱进一步扩大，对葡萄球菌等革兰阳性菌也有抗菌作用，对一些革兰阴性菌的抗菌作用则进一步加强。本类药物中，国内已生产诺氟沙星。尚有氧氟沙星（Ofloxacin）、培氟沙星（Perfloxacin）、依诺沙星（Enoxacin）、环丙沙星（Ciprofloxacin）等。本代药物的分子中均有氟原子。因此称为氟喹诺酮。

第四代喹诺酮类与前三代药物相比在结构上修饰，结构中引入8-甲氧基，有助于加强抗厌氧菌活性，而C-7位上的氮双氧环结构则加强抗革兰阳性菌活性并保持原有的抗革兰阴性菌的活性，不良反应更小，但价格较贵。对革兰阳性菌抗菌活性增强，对厌氧菌包括脆弱拟杆菌的作用增强，对典型病原体如肺炎支原体、肺炎衣原体、军团菌以及结核分枝杆菌的作用增强。多数产品半衰期延长，如加替沙星与莫西沙星。

喹诺酮类抗生素是一类人畜通用的药物。因其具有抗菌谱广、抗菌活性强、与其他抗菌药物无交叉耐药性和毒副作用小等特点，被广泛应用于畜牧、水产等养殖业中，包括在鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊、鱼、虾、蟹等的养殖中用于疾病防治。

恩诺沙星，喹诺酮类抗生素的一种，具有抗菌谱广、杀菌力强、作用迅速、体内分布广泛及与其他抗生素之间无交叉耐药性等特点，预防和治疗畜禽的细菌性感染及支原体病有良好的效果，在猪病防治中，对包括绿脓杆菌、克雷伯氏菌、大肠杆菌、肠杆菌属、弯曲杆菌属、志贺氏菌属、沙门氏菌属、气单胞菌属、嗜血杆菌属、耶尔森菌属、沙雷氏菌属、弧菌属、变形杆菌属等在内的革兰氏阴性杆菌和球菌，对布鲁氏菌属、巴斯德氏菌属、丹毒丝菌、博德特氏菌、葡萄球菌、支原体属和衣原体也有效。此外，对增效磺胺耐药菌、庆大霉素耐药绿脓杆菌、青霉素耐药金黄葡萄球菌及泰乐菌素或泰妙菌素耐药支原体均有良效。

喹诺酮类的不良反应多为轻度，但部分可致命，高危人群包括老年人、肝肾功能不全者、合用皮质类固醇者：

本类药物的不良反应主要有：①胃肠道反应：恶心、呕吐、不适、疼痛等；②中枢反应：头痛、头晕、睡眠不良等，并可致精神症状；③由于本类药物可抑制γ-氨基丁酸（GABA）的作用，因此可诱发癫痫，有癫痫病史者慎用；④本类药物可影响软骨发育，孕妇、未成年儿童应慎用；⑤可产生结晶尿，尤其在碱性尿中更易发生；⑥大剂量或长期应用本类药物易致肝损害⑦肌肉骨骼系统：肌腱炎与肌腱断裂：发生率≤1%，主要累及跟腱，表现为疼痛、肿胀、活动受限，高危因素包括高龄（≥60 岁）、合用皮质类固醇。儿童关节软骨损伤：幼年动物实验显示可导致软骨坏死，未批准用于 16 岁以下儿童（特殊情况除外。⑧心血管系统：QT 间期延长：所有喹诺酮类均可能引起，莫西沙星风险较高，可诱发尖端扭转型室速（TdP），高危因素包括低钾 / 低镁血症、合用胺碘酮 [23]。主动脉瘤与夹层：罕见但致命，长期使用风险升高，表现为突发撕裂样胸痛。⑩过敏与皮肤反应常见：皮疹、瘙痒（发生率 1%-5%）。严重：固定药疹（FDE，Ⅳ 型超敏反应）、中毒性表皮坏死松解症（TEN，死亡率 30%-50%），需及时停药 。

喹诺酮类药物被广泛用于人和动物疾病的治疗，由于喹诺酮类药物在动物机体组织中的残留，人食用动物组织后喹诺酮类抗生素就在人体内残留蓄积，造成人体疾病对该药物的严重耐药性，影响人体疾病的治疗，俗话说的好，是药三分毒，长期摄入含有喹诺酮类药物的动物源食品，对人体有百害而无一利。

人类长期食用含较低浓度QNs药物的动物性食品、中成药保健食品等，容易诱导耐药性的传递，从而影响该类药物的临床疗效。因此，喹诺酮类药物残留问题越来越引起人们的关注。联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂专家联席委员会、欧盟都已制定了多种喹诺酮类药物在动物组织中的最高残留限量。美国FDA于2005年宣布禁止用于治疗家禽细菌感染的抗菌药物恩诺沙星的销售和使用。

我国也于2002年规定了环丙沙星、单诺沙星、恩诺沙星、沙拉沙星、二氟沙星、恶喹酸和氟甲喹等7种QNs药物在动物肌肉组织中的最高残留限量为10～500μg/kg 。喹诺酮类药物在动物组织中的残留分析方法主要有酶联免疫吸附测定法( EL ISA) 、高效液相色谱法(HPLC) 和液相色谱2质谱分析法(LC2MS) 。

（1）碱性药物、抗胆碱药、H2受体阻滞剂均可降低胃液酸度而使本类药物的吸收减少，应避免同服。

（2）利福平（RNA合成抑制药）、氯霉素（蛋白质合成抑制药）均可使本类药物的作用降低，使萘啶酸和氟哌酸的作用完全消失，使氟嗪酸和环丙氟哌酸的作用部分抵消。

（3）氟喹诺酮类抑制茶碱的代谢，与茶碱联合应用时，使茶碱的血药浓度升高，可出现茶碱的毒性反应，应予注意。

（4）与抗酸药（氢氧化铝）、钙 / 铁剂合用，形成不溶性螯合物，降低吸收（血药浓度下降 50% 以上），需间隔 2-4 小时服用。

（5）增强药效：华法林、磺酰脲类

华法林：抑制 CYP2C9 酶，增强抗凝作用，需监测 INR（目标 2.0-3.0）；

磺酰脲类（格列本脲）：抑制代谢，增加胰岛素分泌，导致低血糖，需监测血糖。

（一）现状

喹诺酮类耐药率持续上升：我国肺炎支原体对喹诺酮类耐药率从 2010 年的不足 10% 升至 2023 年的 30% 以上 [28]；大肠埃希菌对氟喹诺酮类耐药率达 50% 以上。

（二）对策

严格用药指征：不作为轻症感染（如急性鼻窦炎）首选；

药敏试验：根据药敏选择药物，避免经验性用药；

避免低剂量：确保剂量足够（达到 MIC 以上），避免亚 MIC 状态促进生物膜形成；

联合用药：与 β- 内酰胺类合用，抑制多重耐药机制。

抗病毒：修饰喹诺酮 1 位、7 位基团，增强对 SARS-CoV-2、流感病毒的抑制作用；

非氟喹诺酮：奈莫沙星（非氟），广谱抗菌、免疫调节，适用于肝肾功能不全患者；

甲氟喹新用途：从抗疟扩展至抗癌、治疗利什曼病，合成方法优化（提高立体选择性）。

外排泵抑制剂：小分子抑制剂降低药物排出，恢复细胞内浓度；

靶标修正：修饰 7 位取代基，增强与突变后靶标的结合。

喹啉（喹诺酮核心单元）从 “被动底物” 转变为 “光活性试剂”，用于 Minisci 型烷基化反应，简化药物合成。

喹诺酮这一大类广谱抗菌类药物，主要是用于人体疾病的治疗，为了避免人食用含有喹诺酮药残的动物源食品而造成对人体的伤害，有必要开发动物专用的喹诺酮类药物。

动物专用的有沙拉沙星、恩诺沙星、丹诺沙星、马波沙星、奥比沙星、达诺沙星等。丹诺沙星用于治疗牛、猪、鸡等动物细菌和支原体引起的疾病，对呼吸道主要致病菌的抗菌效果好。奥比沙星用于治疗猪和牛等家畜的肺炎与腹泻。

但是需要评估动物专用喹诺酮类药物对人类的安全性。