Các quinolone là một lớp kháng sinh tổng hợp nhân tạo có nguồn gốc từ các thuốc kháng ký sinh trùng sốt rét như mepacrine và chloroquine. Quinolone đầu tiên là nalidixic acid được sản xuất vào năm 1962, sau khi nó được chú ý đến như một sản
phẩm phụ của quá trình chưng cất trong sản xuất chloroquine nhưng lại có đặc tính diệt vi khuẩn (51). Hình 1.6 trình bày sự phát triển lâm sàng của các thuốc quinolone theo thời gian.
Hình 1.6. Quá trình phát triển lâm sàng của các thuốc quinolone.
Nalidixic acid được sử dụng chủ yếu để chống nhiễm trùng đường tiểu. Sau đó, các dẫn xuất của nalidixic acid lần lượt được tổng hợp và tạo ra một họ kháng sinh duy nhất có đặc tính kháng khuẩn nhờ ức chế các enzyme topoisomerase của vi khuẩn (59). Chúng có thể khóa hoạt động của hoặc topoisomerase II (DNA gyrase) hoặc topoisomerase IV dù tác động này là không đồng đều lên 2 loại enzyme. Các quinolone thường ức chế DNA gyrase trong trường hợp vi khuẩn Gram âm nhưng lại ức chế enzyme topoisomerase IV trong trường hợp vi khuẩn Gram dương (42). Kết quả của việc này là sự ức chế quá trình sinh tổng hợp DNA, đứt gãy DNA và gây chết tế bào vi khuẩn
Các quinolone được sử dụng trong lâm sàng là các 4-quinolone và có chứa một nhóm carboxylic acid (-COOH) tại vị trí thứ 3 trên vòng cơ bản. Đặc điểm khác biệt chủ yếu của các FQ đối với các dẫn xuất khác của quinolone là nhóm fluorine tại vị trí thứ 6 của vòng cơ bản. Hình 1.7 minh họa cấu trúc hóa học cơ bản của fluoroquinolone.
Hình 1.7. Cấu trúc hóa học cơ bản của fluoroquinolone.
Các quinolone được phân làm 4 thế hệ dựa vào cấu trúc hóa học của chúng: nalidixic acid là quinolone thế hệ thứ nhất; thế hệ hai bao gồm norfloxacin, ciprofloxacin, enoxacin, ofloxacin; thế hệ ba bao gồm sparfloxacin và grepafloxacin; thế hệ bốn gồm có trovafloxacin, clinafloxacin, moxifloxacin và gatifloxacin (59).