带你了解新型抑菌剂聚季铵盐-1

发布日期:2026/10/8 8:01:32

简介

聚季铵盐-1(polyquaternium-1,以下简称PQ-1),最早出现于20世纪90年代初期,由美国爱尔康(Alcon)公司研发并申请了专利,商品名为Polyquad®。聚季铵盐-1具有抑菌作用强、眼部刺激小的特点,已作为抑菌剂在隐形眼镜护理液和部分滴眼液中得到应用,如Alcon公司上市的OPTI-FREE™、EXPRESS™隐形眼镜护理液以及Tears Naturale®II(人工泪液)、新泪然(人工泪液)、苏为坦(曲伏前列素滴眼液)等均选用了聚季铵盐-1作为抑菌剂，常用的浓度为0.001％。聚季铵盐-1是一种亲水性阳离子聚合物，分子大小约为苯扎氯铵(Benzalkonium chloride，以下简称BAK)的27倍，其分子量大不能进入哺乳动物细胞。虽然聚季铵盐-1可归类为季铵，但与BAK的区别是聚季铵盐-1缺乏大的疏水结构域并且不起表面活性剂的作用。

聚季铵盐-1

作用机制

在各种细菌和真菌的实验中,Codling等在电子显微镜下观察到聚季铵盐-1会导致细胞质膜的破坏以及细胞内含物的泄露。聚季铵盐-1对细胞膜的破坏已在研究中得到了证实,可引起铜绿假单胞菌,粘质沙雷氏菌,金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的钾离子(K⁺)泄漏。另外也有研究表明聚季铵盐-1会引起细胞质凝结。

抑菌作用

聚季铵盐-1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌和黑曲霉的最低抑菌浓度(MIC)分别为16,4,16,8,64ug・mL^-1,可见聚季铵盐-1对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最好,对黑曲霉的抑菌效果较差。紫外光照射和pH值对聚季铵盐-1的抑菌活性没有显著的影响,但随着处理温度的升高,抑菌活性呈下降趋势,因此,在使用过程中应尽量避免加热。体系中NaCl浓度为1%时,聚季铵盐-1的抑菌活性最好。BAK对以上五种菌的MIC分别为32,4,16,4,32ug・mL^-1,对比可知聚季铵盐-1与BAK的抑菌效力相当[1]。

毒性作用

目前已在不同动物模型和细胞模型中研究了聚季铵盐-1的眼部毒性。在一项大鼠模型的眼部毒性研究中,每日2次,连续使用11d后,通过荧光素染色、印模细胞学、体内共聚焦显微镜和组织学对毒性进行评估，结果表明聚季铵盐-1(0.1%和0.5%)毒性明显低于BAK(0.1%和0.5%)。在BAK或聚季铵盐-1作为抑菌剂的前列腺素类似物/β-受体阻断剂组合滴眼剂多次给药后,在兔眼中发现了类似的观察结果。与抑菌剂为BAK的滴眼剂相比,用聚季铵盐-1作为抑菌剂的滴眼剂表现出更低的眼表毒性。向兔眼滴注前列腺素类似物4周后,聚季铵盐-1和BAK之间也存在差异。在使用含BAK的滴眼剂组中,泪液中炎症细胞因子白细胞介素IL-6显著增加,同时观察到杯状细胞密度显著降低。相反,含聚季铵盐-1的滴眼剂组与不含抑菌剂的对照组得到相似的结果。

Brignole-Baudouin等进行了一系列的体外和体内实验,研究了空白缓冲液对照、聚季铵盐-1(0.001%)、BAK(0.015%和0.020%)，0.004%曲伏前列素(含0.001%聚季铵盐-1或0.015% BAK)和0.005%拉坦前列素(含0.02% BAK),在评估细胞生存力凋亡和氧化应激的研究中,表明使用0.001%聚季铵盐-1和0.004%曲伏前列素(含0.001%聚季铵盐-1)的细胞反应与空白缓冲液对照无统计学差异。由此可知,无论是动物模型还是细胞模型中,聚季铵盐-1均表现出较低的毒性[1]。

临床研究

有研究使用共聚焦显微镜观察分别使用了含BAK和聚季铵盐-1的曲伏前列素滴眼剂的眼角膜上皮和朗格汉斯细胞,与健康对照组相比，使用含有BAK的曲伏前列素滴眼剂会导致泪膜破裂时间缩短和上皮细胞密度显著降低,而使用含有聚季铵盐-1的曲伏前列素滴眼剂可更好地控制角膜动态平衡和减少眼表受累。

聚季铵盐-1的结构

Gibbs等发表了含有聚季铵盐-1的隐形眼镜润滑液(opti-FreeB)的6个月安全数据,发现该产品在正常使用时间和延长使用时间(每天浸泡透镜16h)条件下均安全有效。有临床研究评估了含0.005%聚季铵盐-1的隐形眼镜溶液(市售浓度的5倍)，其中9例(PQ-1组中有25例)由于轻度不舒适而中止了研究,在继续进行的研究中,有99%的患者表现为舒适或非常舒适。

对干眼症患者的临床研究表明,大多数干眼症患者眼表受损,使用含有聚季铵盐-1的人工泪液表现出了良好的耐受性。Mocanu等进行了一项研究，观察患者使用含有聚季铵盐-1的人工泪液(Systane®)进行干眼症治疗的前后变化，结果显示患者的泪膜破裂时间延长,角膜、结膜染色减少以及结膜充血减少,正常形态的结膜和杯状细胞得到增殖,说明含PQ-1不会影响人工泪液发挥疗效,不增加不良反应。也有治疗干眼症的不同滴眼液的对比研究,将不含抑菌剂的滴眼液(Hylabak®, LaboratoiresThea,Clermont Ferrand,France)与含有聚季铵盐-1的滴眼液(Systane)进行比较,在准分子激光原地角膜消除术(LASIK)后连续用药3个月,根据荧光素试验评分的主要结果进行评估,两者之间没有显者差异,两者均具有良好的耐受性,没有严重的不良反应事件。

Matoba等研究了1999~2014年间被诊断为树突状角膜病的病例,排除具有潜在树突状角膜病病因的患者,如单纯疱疹性角膜炎、水痘-带状疱疹病毒性角膜炎、棘阿米巴性角膜炎、粘液斑块性角膜病等,发现使用含有聚季铵盐-1的眼科产品后可能会引起树突状角膜病,并可能与浅表角膜感染相混淆,如单纯疱疹性角膜炎或棘阿米巴性角膜炎。这些症状在停止用药后的2~6周内,所有树突状病变均得到缓解。在局部使用Systane时,其用量从每天4次增加到每小时1次的研究中,也发现了患者出现树突状角膜病,但停止使用后得到缓解[1]。