抗生素
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抗生素（英語：antibiotic）又名抗菌素，是微生物（例如：放线菌）的代谢产物或人工合成的类似物，其主要用途是抑制其它种类微生物的生长（抑菌作用）或将它们杀死（杀菌作用），在定義上是一較廣的概念，包括抗细菌抗生素、抗真菌抗生素以及對付其他微小病原之抗生素；但臨床實務中，抗生素常常是指抗細菌抗生素。抗生素的副作用之一是使肠道正常菌群失调。[1]
用途
- 抗生素最主要用於醫療方面，可以用來殺死細菌。
- 對抗在人或動物體內的致病菌等病原體，可治療大多數細菌、立克次體、支原體、衣原體、螺旋體等微生物感染導致的疾病。
- 對於病毒、朊毒體等結構簡單的病原體所引起的疾病沒有效用。
- 除了抗細菌性的感染外，某些抗生素還具有抗腫瘤活性，用於腫瘤的化學治療。
- 有些抗生素還具有免疫抑制作用。
- 抗生素除用於醫療，還應用於生物科學研究、農業、畜牧業和食品工業等方面。
- 在畜牧業和農業中非治療用途的抗生素，稱為抗生素生長促進劑。
歷史
人类所认识的第一种抗生素——青黴素，是由微生物学家亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）于1928年偶然發現的。他從被黴菌汙染的葡萄球菌培養皿中，觀察到黴菌附近的細菌都無法生長，推測黴菌中可能有殺菌的物質。1929年，弗萊明將這個發現發表在《英國實驗病理學期刊》，但沒有得到重視。直到1939年，牛津大學的佛羅雷（Howard Florey）和錢恩（Ernst Chain）想開發能醫療細菌感染的藥物，才在聯絡弗萊明取得菌株後，成功提煉出青霉素。弗萊明、佛羅雷與錢恩因此於1945年共同獲得諾貝爾醫學獎[2][3]。
人类合成的第一种抗生素是磺胺，1932～1933年间德国病理与细菌学家格哈德·多馬克发现其具有体内抗菌活性，他因此获得1939年诺贝尔生理学或医学奖。
来源与製造方法
抗生素的主要製造方法為发酵，也可以通過化學合成和半合成的方法製造。先採用適當的菌種，經輻射處理，選擇最具潛力的變異菌株，將其從試管轉移到燒瓶再到發酵槽，在溫度與通風控制的環境中培育，然後從培養基中分離、純化、析離成抗生素的結晶。經研判化學結構、藥理實驗與臨床試驗後，才告完成。
分类
作为抗菌剂使用的抗生素有以下几个主要类别：
- β-内酰胺类抗生素
- 大环内酯类抗生素
- 天然大环内酯类抗生素：红霉素
- 半合成大环内酯类抗生素：阿奇霉素、克拉霉素
- 第三代大环内酯类抗生素/酮内酯类抗生素：泰利霉素、奎红霉素
- 氨基糖苷类抗生素：庆大霉素、链霉素
- 四环素类抗生素
- 天然：四环素、土霉素
- 半合成：多西环素、米诺环素
- 氯霉素（全合成抗生素）：毒性反应严重，只用于滴眼液
- 其他类抗生素：
- 林可霉素类抗生素
- 多肽类抗生素：
- 万古霉素
- 多粘菌素类
- 人工合成抗菌药：在不严格的情况下，有时候也把这两类抗菌剂并称为“抗生素”。
- 喹诺酮类抗菌药
- 第一代：萘啶酸
- 第二代：吡哌酸
- 第三代：含氟的喹诺酮类：氧氟沙星、环丙沙星
- 第四代：莫西沙星、加替沙星、加雷沙星
- 磺胺类药
- 甲氧苄啶（黄安增效剂）
- 硝基呋喃类：呋喃妥因、呋喃唑酮（痢特灵）
- 喹诺酮类抗菌药
| 中文名称 | 英文名称 | 廠牌名稱 | 应用 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
| 氨基糖苷类抗生素 | ||||
| 阿米卡星 | amikacin | Amikin | 革兰氏阴性菌感染，如大肠杆菌、克雷伯氏菌、绿脓杆菌 |
|
| 庆大霉素 | Gentamycin | Garamycin | ||
| 卡那霉素 | Kanamycin | Kantrex | ||
| 新霉素 | Neomycin | |||
| 奈替米星 | Netilmicin | Netromycin | ||
| 链霉素 | Streptomycin | |||
| 妥布霉素 | Tobramycin | Nebcin | ||
| 巴龙霉素 | Paromomycin | Humatin | ||
| 安莎霉素类 | ||||
| 格尔德霉素 | Geldanamycin | 用於抗腫瘤，處於實驗階段 | ||
| 除莠霉素 | Herbimycin | |||
| 碳头孢烯 | ||||
| 氯碳头孢 | Loracarbef | Lorabid | ||
| 碳青霉烯 | ||||
| 厄他培南 | Ertapenem | |||
| 亚胺培南 | Imipenem/Cilastatin | Primaxin | ||
| 美罗培南 | Meropenem | |||
| 第一代頭孢菌素 | ||||
| 头孢羟氨苄 | Cefadroxil | Duricef | ||
| 头孢唑啉 | Cefazolin | Ancef | ||
| 頭孢氨苄 | Cefalexin | Keflex | ||
| 头孢硫脒 | Cefathiamidine | |||
| 头孢拉定 | Cefradine | |||
| 头孢替唑钠 | Ceftezole Sodium | |||
| 头孢羟氨苄 | Cefadroxil | |||
| 第二代頭孢菌素 | ||||
| 头孢克洛 | Cefaclor | Ceclor |
| |
| 頭孢孟多 | Cefamandole | Mandole | ||
| 頭孢西丁 | Cefoxitin | Mefoxin | ||
| 头孢丙烯 | Cefprozil | Cefzil | ||
| 頭孢呋辛酯 | Cefuroxime Axetil | Ceftin | ||
| 头孢美唑 | Cefmetazole | |||
| 头孢替安 | Cefotiam | |||
| 头孢尼西 | Cedonicid | |||
| 头孢孟多酯 | Cefamandole Nafate | |||
| 第三代頭孢菌素 | ||||
| 头孢克肟 | Cefixime |
| ||
| 头孢地尼 | Cefdinir | Omnicef | ||
| 头孢妥仑 | Cefditoren | |||
| 头孢哌酮 | Cefoperazone | Cefobid | ||
| 头孢唑肟 | Cefotaxime | Claforan | ||
| 头孢泊肟 | Cefpodoxime | |||
| 头孢他啶 | Ceftazidime | Fortum | ||
| 头孢布烯 | Ceftibuten | |||
| 头孢唑肟 | Ceftizoxime | |||
| 头孢曲松 | Ceftriaxone | Rocephin | ||
| 头孢噻肟钠 | Cefotaxime | |||
| 头孢地秦 | Cefodizime | |||
| 头孢甲肟 | Cefmenoxime | |||
| 头孢匹胺钠 | Cefpiramide Sodium | |||
| 头孢布宗 | Cefbuperazone Sodium | |||
| 头孢磺啶 | Cefsulodine Sodium | |||
| 头孢唑南钠 | Cefuzonam Sodium | |||
| 头孢替坦 | Cefotetan | |||
| 拉氧头孢 | Latamoxef | |||
| 氟氧头孢钠 | Flomoxef Sodium | |||
| 头孢米诺钠 | Cefminox Sodium | |||
| 头孢咪唑 | Cefpimizole | |||
| 头孢他美酯 | Cefetamet Pivoxil | |||
| 头孢泊肟酯 | Cefpodoxime Proxetil | |||
| 头孢托仑酯 | Cefditoren Pivoxil | |||
| 头孢特仑匹酯 | Cefteram Pivoxil | |||
| 第四代頭孢菌素 | ||||
| 头孢吡肟 | Cefepime | Maxipime |
| |
| 头孢匹羅 | Cefpirome | Cefrom | ||
| 头孢克定 | Cefclidin | |||
| 头孢噻利 | Cefoselis | |||
| 糖肽类抗生素 | ||||
| 替考拉宁 | Teicoplanin | |||
| 万古霉素 | Vancomycin | Vancocin | ||
| 大环内酯类抗生素 | ||||
| 阿奇霉素 | Azithromycin | Zithromax、Sumamed、Zitrocin | 治疗链球菌感染、梅毒、呼吸道感染、支原体感染、莱姆病 |
|
| 克拉霉素 | Clarithromycin | Biaxin | ||
| 地红霉素 | Dirithromycin | |||
| 红霉素 | Erythromycin | |||
| 罗红霉素 | Roxithromycin | |||
| 醋竹桃霉素 | Troleandomycin | |||
| 单内酰环类 | ||||
| 安曲南 | Aztreonam | |||
| 青霉素類 | ||||
| 阿莫西林 | Amoxicillin | Novamox | 广谱抗菌、链球菌感染、梅毒、莱姆病 |
|
| 安比西林 | Ampicillin | |||
| 阿洛西林 | Azlocillin | |||
| 羧苄西林 | Carbenicillin | |||
| 鄰氯西林 | Cloxacillin | |||
| 雙氯西林 | Dicloxacillin | |||
| 氟氯西林 | Flucloxacillin | |||
| 美洛西林 | Mezlocillin | |||
| 乙氧萘西林 | Nafcillinum | |||
| 青霉素（盘尼西林） | Penicillin | |||
| 哌拉西林 | Piperacillin | |||
| 替卡西林 | Ticarcillin | |||
| 多肽類抗生素 | ||||
| 杆菌肽 | Bacitracin | 眼、耳和膀胱感染（直接用于眼或肺部吸入，很少用于注射） |
| |
| 粘杆菌素 | Colistin | |||
| 多黏菌素B | polymyxinB | |||
| 四環素類抗生素 | ||||
| 地美环素 | Demeclocycline | 梅毒、支原体感染、衣原体感染、膝立克次氏体感染、莱姆病 |
| |
| 强力霉素 | doxycycline | Vibramycin | ||
| 米诺环素 | Minocycline | Minocin | ||
| 土霉素 | Oxytetracycline | |||
| 四環素 | Tetracycline | Sumycin | ||
| 其他 | ||||
| 胂凡纳明 | Arsphenamine | Salvarsan | 螺旋体感染（已淘汰） | |
| 氯霉素 | Chloromycetin | 各种敏感菌（已基本不用） | ||
| 氯潔霉素（克林霉素） | Clinmycin | Cleocin | 革兰氏阳性菌 | |
| 乙胺丁醇 | Ethambutol | 结核杆菌 | ||
| 磷霉素 | Fosfomycin | 革兰阴性菌 | ||
| 夫西地酸 | Fusidic acid | 革兰氏阳性球菌、葡萄球菌（皮肤感染） | ||
| 呋喃唑酮 | Furazolidone | 革兰氏阴性菌和阳性菌（兽用） | ||
| 异烟肼 | Isoniazid | 结核杆菌 | ||
| 雷奈佐利 | Linezolid | Zyvox | 革兰氏阳性菌的严重感染 | |
| 甲硝唑 | Metronidazole | Flagyl | 各种厌氧菌感染 | |
| 莫匹罗星 | Mupirocin | 革兰氏阳性球菌（外用皮肤感染） | ||
| 呋喃妥因 | Nitrofurantoin | Macrodantin、Macrobid | 革兰阳性菌及阴性菌 | |
| 平板霉素 | Platensimycin | 革兰氏阳性菌（实验中） | ||
| 吡嗪酰胺 | Pyrazinamide | 结核杆菌 | ||
| 奎奴普丁/达福普汀 | Quinupristin/Dalfopristin | Syncercid | 革兰阳性菌 | |
| 利福平 | Rifampin | 结核分枝杆菌和部分非结核分枝杆菌 | ||
| 大观霉素 | Spectinomycin | 淋病奈瑟菌所致尿道、宫颈和直肠感染 | ||
| 替利霉素 | Telithromycin | Ketek | 肺炎
| |
| 喹诺酮 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 中文名称 | 英文名称 | 廠牌名稱 | 应用 | 副作用 |
| 环丙沙星 | Ciprofloxacin | Ciproxin, Ciplox | 尿路感染，细菌性前列腺炎、细菌性腹泻、淋病 |
|
| 伊诺沙星 | Enoxacin | |||
| 加替沙星 | Gatifloxacin | Tequin | ||
| 左氧氟沙星 | Levofloxacin | Levaquin | ||
| 洛美沙星 | Lomefloxacin | |||
| 莫西沙星 | Moxifloxacin | Avelox | ||
| 诺氟沙星 | Norfloxacin | |||
| 氧氟沙星 | Ofloxacin | Ocuflox | ||
| 曲氟沙星 | Trovafloxacin | Trovan | ||
| 磺胺類 | ||||
| 磺胺米隆 | Mafenide | 尿路感染（磺胺醋酰和磺胺米隆除外）、磺胺米隆用于烧伤 |
| |
| 百浪多息 | Prontosil (archaic) | |||
| 磺胺醋酰 | Sulfacetamide | |||
| 磺胺甲二唑 | Sulfamethizole | |||
| 磺胺二甲异恶唑 | Sulfanilimide (archaic) | |||
| 柳氮磺吡啶 | Sulfasalazine | |||
| 磺胺异恶唑 | Sulfisoxazole | |||
| 甲氧苄定 | Trimethoprim | |||
| 复方增效磺胺 | Trimethoprim-Sulfamethoxazole (Co-trimoxazole) (TMP-SMX) | Bactrim | ||
作用机理
抗生素等抗菌剂有抑菌或杀菌作用，但抗生素對微生物的作用具選擇性，依其作用，可分為廣效或是專一。主要是针对“细菌有而人（或其它高等动植物）没有”的机制进行杀伤，有4大类作用机理[5]：
- 阻碍细菌细胞壁的合成，导致细菌在低渗透压环境下溶胀破裂死亡，以这种方式作用的抗生素主要是β-内酰胺类抗生素。哺乳动物的细胞没有细胞壁，不受这类药物的影响。
- 与细菌细胞膜相互作用，增强细菌细胞膜的通透性、打开膜上的离子通道，让细菌内部的有用物质漏出菌体或电解质平衡失调而死。以这种方式作用的抗生素有多粘菌素和短杆菌肽等。
- 与细菌核糖体或其反应底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白质的合成——这意味着细胞存活所必需的结构蛋白和酶不能被合成。以这种方式作用的抗生素包括四环素类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素、氯霉素等。
- 阻碍细菌DNA的复制和转录，阻碍DNA复制将导致细菌细胞分裂繁殖受阻，阻碍DNA转录成mRNA则导致后续的mRNA翻译合成蛋白的过程受阻。以这种方式作用的主要是人工合成的抗菌剂喹诺酮类（如氧氟沙星）。
與細胞壁或細胞膜作用的兩類抗生素，是以破壞菌體完整性的方式殺死細菌，故可稱為殺菌劑（Bactericidal agent）；另外兩類抗生素則是靠抑制細菌大分子合成的方式，阻斷其繁殖，故又可稱之為抑菌劑（Bacteriostatic agent）[6]。
抗藥性
分級
| 種類 | |
|---|---|
| 第一線 | 巨環類、頭孢子菌類、胺基配糖體、青黴素類、四環素類、其他 |
| 第二線 | 青黴素類、胺基配糖體、頭孢子菌類 |
| 第三線 | 頭孢子菌類、恩菎類藥、青黴素類、其他 |
| 第四線 | 頭孢子菌類、β-丙醯胺抗生素類、四環素類-胺基乙醯、其他 |
参考文献
- ^ Morgun A. Uncovering effects of antibiotics on the host and microbiota using transkingdom gene networks. (PDF). Gut. 2015 [2016-02-28]. PMID 25614621. （原始内容存档 (PDF)于2020-06-30）.
- ^ 盧柏樑. 抗生素與抗藥性. 高醫醫訊 (高雄市: 高醫醫訊雜誌社). 2003-04-01, 22 (11) [2022-01-14]. （原始内容存档于2008-10-06）.
- ^ 林天送. 抗生素的研究. 科學發展 (臺北市: 行政院國家科學委員會). 2010-08-10, (452): 72-75. ISSN 0250-1651.
- ^ 4.0 4.1 Berkow, Robert. The Merck manual of medical information Home edition. New York: Pocket Books. Sep 1999. ISBN 0-671-02727-1.
- ^ 温学义. 抗生素作用机理研究进展. 吉林医学. 1982.
- ^ 蔡嘉寅. 感染性疾病和抗生素的使用. 科學月刊 (科學月刊雜誌社). 1971-1, 2 (1): 19-23. ISSN 0250-331X.
