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頭孢菌素類抗生素(cephalosporins)分子中含有頭孢烯的半合成抗生素。屬于β－內酰胺類抗生素，是β-內酰胺類抗生素中的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的衍生物，因此它們具有相似的殺菌機制。本類藥可破壞細菌的細胞壁，并在繁殖期殺菌。對細菌的選擇作用強，而對人幾乎沒有毒性，具有抗菌譜廣、抗菌作用強、耐青霉素酶、過敏反應較青霉素類少見等優點，是一類高效、低毒、臨床廣泛應用的重要抗生素。頭孢維星(Cefovecin)是第三代頭孢菌素類藥物，臨床使用其鈉鹽頭孢維星鈉，頭孢維星于1994年由SmithKlineBeecham公司首次合成成功，但生產成本較高，后來由輝瑞開發成寵物專用藥，于2006年首次在歐盟允許用于貓、狗的皮膚感染治療，直到2008年美國才允許用于貓、狗的皮膚和軟組織感染治療，目前在我國尚未上市。與已經應用的三種頭孢菌素類(頭孢拉定、頭孢泊肟酯、頭孢噻呋)藥物相比，頭孢維星具有更好的抗菌活性，更高的生物利用度和更長的消除半衰期。對于頭孢維星的制備，Pfizer公司已公布的制備方法，是以青霉素G為原料，首先用氯甲酸芐酯保護2位羥基，然后依次對4位羥基進行臭氧化、環氧化，并催化氫化脫除CBZ保護基，然后經開環胺化、酰胺化等8步反應制得頭孢維星。但是該方法路線長，收率低，反應條件苛刻，環保要求高，操作難度大，因此用于大量生產不利于操作和節約成本。
頭孢維星屬于頭孢菌素類抗菌藥物，其作用機制與其他β－內酰胺類抗生素的作用機制相似，都能抑制胞壁黏肽合成酶，即青霉素結合蛋白，從而阻礙細胞壁黏肽合成，使細菌胞壁缺損，菌體膨脹裂解，為繁殖期殺菌劑。頭孢維星抗菌譜廣，對大腸埃希菌、多殺性巴桿菌、變形桿菌、克雷伯菌屬（括肺炎克雷伯菌）、β－溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌及對厭氧菌包括梭桿菌屬、擬桿菌屬、普雷沃氏菌屬、棒狀桿菌屬和梭狀芽胞桿菌屬等具有良好的抗菌活性。大多數第3代頭孢菌素會在胃中被滅活，十二指腸也會限制藥物的吸收，所以口服給藥是不可行的。頭孢維星一般以頭孢維星鈉注射液的形式經皮下注射或靜脈注射給藥。頭孢維星不同于其他頭孢菌素，它具有高蛋白結合率，因此活性維持時間長；表現為親水性，主要分布在細胞外液。頭孢維星只發生輕微的肝代謝，主要經尿液排出體外。
目前，國外已經報道了關于犬、貓、食蟹猴、東非狒狒、獼猴、松鼠猴、幼雞和綠鬣蜥等頭孢維星藥代動力學研究。用隨機雙相交叉試驗對頭孢維星在犬體內的藥動學參數進行了測定。通過靜脈注射和皮下注射兩種給藥方式，按8mg/kg體重單劑量給藥。結果顯示，皮下注射后頭孢維星的血藥峰濃度約為121μg/mL，消除半衰期為133h，其生物利用度高達100％。靜脈注射后測得清除率為0.76（mL·kg）/h。頭孢維星在皮下注射給藥后14d測得尿液中的濃度為2.9μg/mL。通過平衡透析法來測定其血漿蛋白結合率，在濃度范圍10μg/mL～100μg/mL（即接近于按8mg/kg體重給藥后的峰濃度），測得血漿蛋白結合率為96％～98.7％。滲出液中游離型的頭孢維星平均峰濃度為血漿中的3倍，并能維持濃度高于0.25 μg/mL（中間葡萄球菌MＩＣ為0.25μg/mL）達19d。利用隨機交叉試驗，對成年貓按8mg/kg體重經皮下注射和靜脈注射兩種方式單劑量給藥后進行一系列體內外試驗測定其藥代動力學參數。結果顯示，頭孢維星吸收迅速，皮下注射后2h內可達血藥峰濃度，約為141μg/mL，生物利用度達99％，消除半衰期為166h。在靜脈注射后，分布容積為0.09L/kg，血漿清除率為0.35（mL·kg）/h。利用Ｃ14放射示蹤試驗對頭孢維星的排泄途徑進行研究。研究發現，皮下注射21d后50％的藥物經尿液排出及25％的藥物經糞便排出體外。體外測得在血漿濃度范圍為10μg/mL～100μg/mL時，血漿蛋白結合率為99.5％～99.8％。在給藥后至少14d內，滲出液中游離型的頭孢維星的濃度始終維持高于0.06μg/mL（即頭孢維星對多殺性巴氏桿菌MＩＣ90）。
上述研究結果表明，頭孢維星在犬和貓體內表現為吸收迅速、消除緩慢、表觀分布容積大、生物利用度高的藥動學特點，并在細胞外液維持較長時間的游離濃度，可維持14d的有效血藥濃度。因此，有人考慮頭孢維星是否也適用于動物園作為野生動物獸用藥，在作用于其他種類的野生動物時是否同樣具有以上藥代動力學特點。
通過試驗來測定頭孢維星對糞腸細菌的數量和敏感性的影響。14只比格犬被隨機分配到治療組（ｎ＝7）或空白組（ｎ＝7），治療組按8mg/kg體重單劑量皮下注射頭孢維星1次。試驗期間確定治療組體內是否含有頭孢維星，而空白組體內始終沒有檢測到頭孢維星。試驗的第3天，檢測到治療組的大腸埃希菌絕對數量低于空白組的，而在試驗的第7、14、28天發現治療組的耐頭孢維星大腸埃希菌絕對數量高于空白組。試驗后，治療組大腸埃希菌出現β－內酰胺類耐藥性的情況也比空白組的多。試驗結果表明，頭孢維星的使用有可能會帶來腸道菌群失衡的風險。在為1只24月齡的雄性豹貓治療骨折時，出現了艱難梭菌性腹瀉。其病因懷疑是使用了比推薦劑量高很多的頭孢維星，使得腸道菌群失衡，導致艱難梭菌在胃腸道定植而造成腹瀉。該試驗結果表明了應注意頭孢維星的使用劑量。
目前，頭孢維星禁止使用在對頭孢菌素類和青霉素類抗生素過敏的動物、小于8周齡的犬和貓，以及豚鼠和兔子等草食動物身上。由于頭孢維星在犬、貓體內消除半衰期長，而頭孢維星在犬、貓懷孕期和哺乳期的安全性評價尚未建立，因此，在最后一次給藥12周后方可進行妊娠。
目前，國外已經有關于頭孢維星的抗菌活性及用于防治犬、貓由細菌引起的皮膚感染、泌尿生殖道感染、消化道感染、呼吸道感染等的報道，研究表明頭孢維星治療指數高、藥效持久、安全性好。同時，也報道了頭孢維星用于非洲獅子、東北虎等野生動物細菌感染的防治，效果同樣顯著。
頭孢維星鈉鹽合成方法包括以下步驟：
(1)溴化：將頭孢唑肟鈉(GHYA)中間體式(Ⅰ)溶于有機溶劑中，然后降溫至3℃，慢慢滴加溴化劑，再加入堿，0-5℃下反應2小時，反應完全后調pH至2，加水，萃取，水相經石油醚、有機溶劑依次萃取，水相調pH至9，有機溶劑萃取后，濃縮，干燥，得溴化產物式(II)；
(2)親電加成：二氫呋喃溶入甲苯中，室溫下加入含有苯亞磺酸和HBF4的有機溶劑，攪拌反應，乙酸乙酯提取，濃縮，干燥，HPLC手性分離，得白色固體產物2S-苯磺酰基四氫呋喃；
(3)親核取代：溴化產物(II)溶于有機溶劑中，加入步驟(2)中的2S-苯磺酰基四氫呋喃，再添加I2或NMP，反應完全后加水，再用有機溶劑提取，經濃縮、干燥、柱分離后得固體產物式(III)；
(4)脫保護基：將上述式(III)的白色固體溶于溶劑中，添加硫代硫酸鈉和堿，通入氨氣，加熱至回流，反應完成后經過濾、濃縮、干燥，得白色粉末狀固體式(IV)；
(5)酰胺化：將步驟4)的產物(IV)與溶劑、AE活性酯加熱至50℃，反應，濃縮一半，再將濃縮物加入到有機溶劑和水的混合液中，2小時內，加入含有酸的乙醇液中，沉淀產物，經攪拌、過濾、乙醇洗、干燥后得到產物頭孢維星式(V)
(6)頭孢維星鈉鹽的制備：取上述實施例5的產物式10.1g，溶入50ml的丁醇/水混合溶液中，以5M的NaHCO3溶液調節PH值至6.5，加入10g活性炭，攪拌30Min，過濾脫碳，濾液經30℃真空干燥得白色或類白色固體10.15g，收率：96.7％，熔點>；250℃；
[1] 頭孢維星研究概況
[2] 頭孢維星研究進展
[3] CN201510786189.6一種頭孢維星及其鈉鹽的合成方法