1．藥理作用環丙沙星是壹種合成的廣譜抗生素。在體外可有效抑制包括綠膿桿菌在內的所有革蘭氏陰性菌，也可有效抑制革蘭氏陽性菌，如葡萄球菌和鏈球菌。通常厭氧菌敏感性較差。環丙沙星具有快速殺菌作用，不僅作用在增殖相，而且可作用在靜止相。細菌處在增殖相時，染色體部分卷曲，部分不卷曲，DNA螺旋酶在此過程中起決定性作用。環丙沙星抑制DNA螺旋酶，從而阻斷細菌的代謝，使得信息不再能從細菌的染色體轉錄。環丙沙星的耐藥發展很慢，且逐步發生(多步驟過程)。常見於β-內酰胺類，氨基糖甙類和四環素類抗生素的有質粒介導的耐藥反應未在環丙沙星見到，這表明攜帶質粒的細菌同樣對環丙沙星敏感。由於環丙沙星的特殊作用方式，通常不與其他如β-內酰胺類抗生素，氨基糖甙類，四環素類，大環內酯或多肽類抗生素，磺胺類，甲氧芐胺嘧啶或呋喃西林衍生物等重要的、化學成分不同的活性組分有平行的耐藥作用。環丙沙星也完全適用於對上述抗生素耐藥的病原菌。在螺旋酶抑制劑中可見平行耐藥。然而由於環丙沙星對大多數病原菌有高度敏感性，所以對此藥的平行耐藥少見報道。因此對那些療效較差的螺旋酶抑制劑已經耐藥的病原菌環丙沙星仍然有效。由於環丙沙星的化學結構，它對產β-內酰胺酶的細菌完全有效。根據體外試驗認為下列病原菌為敏感菌：大腸桿菌，誌賀菌屬，沙門菌屬，枸櫞酸菌屬，克雷白菌屬，腸桿菌屬，沙雷菌屬，哈夫尼亞菌屬，愛德華菌屬，變形桿菌(吲哚陽性和吲哚陰性)，普羅威登斯菌屬，摩根氏菌，耶爾森菌屬，弧菌屬，氣單胞菌屬，鄰單胞菌，巴斯德菌屬，嗜血桿菌屬，彎曲菌屬，假單胞菌，軍團菌屬，莫拉菌屬，不動桿菌屬，布魯菌屬，葡萄球菌屬，李斯特菌屬，棒狀桿菌屬，衣原體屬。在體外和利用血清濃度作為替代指標，環丙沙星均顯示了抗炭疽桿菌的活性。下列菌顯示出不同程度的敏感性：奈瑟氏菌屬，加德納菌屬，黃桿菌屬，產堿桿菌屬，無乳鏈球菌，糞腸球菌，釀膿鏈球菌，肺炎鏈球菌，草綠色鏈球菌，人型支原體，結核分枝桿菌，偶發分枝桿菌。下列菌通常耐藥：糞腸球菌，溶脲脲原體，星形奴卡菌。消化鏈球菌耐藥：如類桿菌屬。環丙沙星對梅毒螺旋體無效。對於某些細菌的獲得性耐藥率可能隨地理和時間而改變，應參照本地耐藥情況，特別是治療嚴重感染時。上述體外敏感試驗結果僅供判斷微生物是否對環丙沙星敏感時參考。環丙沙星可與其他抗生素合用。體外將環丙沙星與β-內酰胺類抗生素和氨基糖甙類抗生素合用於通常敏感的病原菌，研究表明主要具有相加作用或無相互作用，療效的協同作用相對很少，拮抗作用罕見。可能的合並用藥包括：假單胞菌：阿洛西林，頭孢他啶鏈球菌：美洛西林，阿洛西林，其他有效的β-內酰胺類抗生素葡萄球菌：β-內酰胺類抗生素，特別是異惡唑青黴素，萬古黴素厭氧菌：甲硝唑，克林黴素吸入性炭疽-附加說明人血清環丙沙星濃度可作為替代指標可能合理地預知臨床效果，為治療提供基礎信息。以恒河猴為吸入性炭疽動物模型，當生存率的改善出現統計學意義時，其平均血清環丙沙星濃度達到或超過了成人或兒童患者口服或靜脈用藥時的血藥濃度。對各種人群進行了環丙沙星藥代動力學評價。成人每12小時口服環丙沙星500mg，或每12小時靜脈輸註400mg達到穩態時的平均峰值血清藥物濃度分別是2.97和4.56μg／ml；兩種給藥方法穩態時的平均血清藥物谷濃度都是0.2μg／ml。對年齡在6～16歲的10名兒童患者進行的研究結果表明，每12小時靜脈註射10mg／kg環丙沙星1次，每次輸註30分鐘，***2次，平均峰值血漿藥物濃度為8.3μg／ml，谷濃度範圍為0.09～0.26μg／ml。第2次靜脈輸註後，患者改為每12小時口服環丙沙星15mg／kg，初次口服後平均峰值血藥濃度為3.6μg／ml。包括對軟骨的影響等兒童患者使用環丙沙星後的長期安全性資料有限。以恒河猴為對象進行了安慰劑對照研究，實驗動物吸入平均11倍LD50(～5.5×10[sup]5[/sup])量的炭疽桿菌孢子(範圍是5～30倍LD50)。對於本研究中使用的炭疽桿菌菌株，環丙沙星的最低抑制濃度(MIC)是0.08μg／ml。在本動物試驗中，口服給藥後在預期的Tmax(暴露後1小時)時，環丙沙星達到穩態血藥濃度，範圍是0.98～1.69mg／ml。暴露後12小時平均穩態谷濃度的範圍是0.12～0.19mg／ml。吸入炭疽桿菌後24小時開始接受為期30天的環丙沙星口服療法，與安慰劑組動物(9／10)比較動物死亡率明顯降低(1／9)[p=0.001]。環丙沙星治療組中有壹例在30天藥物治療後因炭疽而死亡。2．毒理學研究急性毒性研究根據個體差異，靜脈輸液的LD50為125～290mg／kg。 慢性毒性研究超過4周的亞急性毒性研究各試驗中最大劑量組(大鼠80mg／kg，猴30mg／kg)動物的尿沈渣中出現了含有環丙沙星的結晶；個別動物腎小管也發生了病變——由結晶樣沈澱物引起的典型異物反應。觀察到的腎小管病變並不是環丙沙星原始毒性作用的結果(如氨基糖甙類藥物引起的)，而是由於遠曲小管中結晶復合物的沈澱引起的繼發性炎性異物反應。(參見亞慢性和慢性毒性研究)。超過3個月的亞慢性毒性研究雖然有時觀察到的腎小管病變很輕微，但各劑量組大鼠都存在這種改變。而猴子僅僅在最大劑量時(18mg／kg)才出現腎小管病變，同時伴有紅細胞減少和血紅蛋白含量降低。超過6個月的慢性毒性研究最大劑量組(20mg／kg)猴血中尿素和肌酐濃度輕度升高，遠曲小管發生病變。致癌性研究以小鼠(21個月)和大鼠(24個月)為對象進行了致癌性研究，最大給藥劑量小鼠約1000mg／kg／天，大鼠125mg／kg／天(22周後增加到250mg／kg／天)，無證據表明環丙沙星在各劑量水平有潛在致癌性。生殖毒性研究大鼠繁殖力研究環丙沙星對動物繁殖力、幼仔宮內發育和出生後發育、F1代繁殖力沒有影響。胚胎毒性研究無任何證據表明環丙沙星的胚胎毒性或致畸作用。大鼠圍產期和出生後發育研究環丙沙星對動物圍產期或出生後發育沒有影響。飼養期結束時組織學檢查未發現任何動物幼仔關節損害的跡象。致突變性研究進行了8項環丙沙星體外致突變性試驗，結果如下：沙門氏菌：微粒體試驗(陰性)大腸桿菌：DNA修復試驗(陰性)小鼠淋巴瘤細胞正向突變試驗(陽性)中國倉鼠V79細胞HGPRT試驗(陰性)敘利亞倉鼠胚胎細胞轉化試驗(陰性)釀酒酵母：點突變試驗(陰性)有絲分裂交叉及基因轉換試驗(陰性)大鼠肝細胞初級培養DNA修復試驗(UDS)(陽性)8項體外試驗中有2項是陽性結果，但以下4種體內試驗體系的結果都呈陰性：大鼠肝細胞DNA修復試驗微核試驗(小鼠)顯性致死試驗(小鼠)中國倉鼠骨髓試驗雖然8項體外試驗中有2項(即小鼠淋巴瘤細胞正向突變試驗，大鼠肝細胞初級培養DNA修復試驗(UDS))呈陽性反應，但4項覆蓋了全部相應終點的體內試驗體得出的都是陰性結果。總之，環丙沙星沒有潛在的致突變性。長期的小鼠和大鼠致癌性研究支持這壹說法。特殊毒性研究動物比較性研究結果表明，早期螺旋酶抑制劑(例如萘啶酸和吡哌酸)和某些新型螺旋酶抑制劑(例如諾氟沙星和氧氟沙星)可能引起壹些特征性損害，例如腎臟損害、未成熟動物負重關節軟骨損害和眼損害等。腎臟毒性研究動物試驗觀察到的結晶化現象通常發生在特定的pH條件下，因此，不適用於人類。與快速註射比較，緩慢輸註環丙沙星可降低結晶性沈澱的發生率。腎小管中結晶性沈澱的出現並不立即自發地引起腎臟損害。在動物研究中，這類損害僅僅在大劑量給藥後發生，結晶尿的水平相對較高。例如，雖然經常引起結晶尿，但大劑量給藥超過6個月，動物仍顯示出良好的耐受性，並沒有出現腎臟損害，也沒有出現遠曲小管異物反應。未觀察到無結晶尿的腎臟損害。因此，動物試驗中觀察到的腎臟損害肯定不是環丙沙星對腎組織的原始毒性作用(與氨基糖甙類抗生素引起的腎小管病變不同)，而是由於環丙沙星、鎂和蛋白質的結晶性復合物的沈澱引起的典型的繼發性炎性異物反應。關節毒性研究與其他螺旋酶抑制劑相同，環丙沙星可引起未成熟動物大的負重關節的損害。軟骨損害的範圍依據動物年齡、種屬和給藥劑量而不同。取消關節負重可減輕軟骨損害。以成熟動物(大鼠，狗)為對象的研究結果未顯示任何軟骨損害的證據。排除致白內障作用的研究根據研究結果，從毒物學觀點分析，可以認為環丙沙星治療不會增加發生白內障的風險。視網膜毒性研究環丙沙星能夠與包括視網膜在內的含有黑色素的組織結合。以幾種有色素組織的動物為對象，評估了環丙沙星對視網膜的潛在作用。環丙沙星治療對視網膜的形態學結構和視網膜電圖無影響。