抗生素的定义、发展历程及应用范围

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广播简介

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很早以前，人们就发现某些微生物对其他微生物的生长繁殖具有抑制作用，这种现象称为抗生素。随着科学的发展，人们终于揭示了抗生素现象的本质，并从某些微生物中发现了具有抗菌作用的物质，并将这些物质称为抗生素，例如青霉菌和灰色链霉菌产生的青霉素。后来，人们进一步完善了抗生素的定义，即某些微生物在生命过程中产生的对某些其他病原微生物具有抑制或杀灭作用的一类化学物质。 [2]

由于最早发现的一些抗生素主要是杀死细菌，因此抗生素一度被称为抗生素。然而，随着抗生素的不断发展，抗病毒、抗衣原体、抗支原体、甚至抗肿瘤抗生素相继被发现并应用于临床。显然，称它们为抗生素是不合适的，所以抗生素这个名字似乎更合适。实际的。 [3]

发现和应用历史广播

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发现历史

1929年，英国细菌学家弗莱明在培养皿中培养细菌时，发现从空中意外落到培养基上的青霉菌菌落周围并没有细菌生长。他相信青霉菌会产生某种化学物质。分泌到培养基中的物质抑制细菌的生长。这种化学物质是第一种被发现的抗生素——青霉素。 [4]

第二次世界大战期间，弗莱明和另外两位科学家弗洛里和钱恩努力提取青霉素，并将其制成控制细菌感染的材料和药物。因为在战争时期，防止战伤感染的药品是非常重要的战略物资。因此，美国把青霉素的研制与原子弹的研制同等重要。 [4]

1943年，仍在抗日后方从事科学研究的微生物学家朱继明也从发霉的皮革中分离出青霉菌，并用这种青霉菌生产青霉素。 [4]

1947年，美国微生物学家瓦克斯曼在放线菌中发现了链霉素，并将其用于治疗结核病。 [4] 在过去的半个世纪里，科学家们已经发现了近万种抗生素。然而，它们大多毒性太大，因此适合治疗人类或牲畜传染病的药物不足100种。后来，人们发现抗生素不仅可以抑制微生物的生长，有的还可以抑制寄生虫的生长，有的可以杀死杂草，有的可以用来治疗心血管疾病，有的可以抑制人体的免疫反应，然后被广泛使用。应用于器官。移植手术期间。 [4]

20世纪90年代后，科学家扩大了抗生素的定义，并给它们起了一个新名称：生物制药。 [5]

麻省理工学院的研究人员利用人工智能系统发现了一种超强抗生素[14]，这是人工智能发现的第一种抗生素[15]。该研究成果于2020年2月20日发表在《Cell》上，并出现在该杂志当期封面[14]。

申请历史

1877 年，他们发表了实验观察结果，发现常见的微生物可以抑制尿液中炭疽杆菌的生长，他们是第一个认识到微生物产品作为治疗药物的潜力的人。 [2]

1928年，约翰·弗莱明爵士发现了青霉菌，它可以杀死致命的细菌。青霉素治愈了梅毒和淋病，当时没有任何明显的副作用。 [2]

1936年，磺酰胺的临床应用开创了现代抗菌化疗的新纪元。 [2]

1944年，新泽西大学分离出第二种抗生素链霉素，有效治愈了另一种可怕的传染病：肺结核。 [2]

1947年，氯霉素出现，主要针对痢疾和炭疽菌，治疗轻度感染。 [2]

1948年，四环素出现，是最早的广谱抗生素。当时看来，它可以在尚未确诊的情况下有效使用。现代社会，四环素基本上只用于畜牧养殖。 [2]

1956年，礼来公司发明了万古霉素，被称为抗生素的最后手段。由于它对G+细菌细胞壁、细胞膜和RNA具有三重杀菌机制，不易诱发细菌对其产生耐药性。 [2]

20世纪80年代，喹诺酮类药物出现。与其他抗菌药物不同，它们会破坏细菌染色体，并且不受基因交换耐药性的影响。 [2]

主要类别播出

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根据化学结构，抗生素可分为：喹诺酮类抗生素、β-内酰胺类抗生素、大环内酯类抗生素、氨基糖苷类抗生素等。

按用途，抗生素可分为抗菌抗生素、抗真菌抗生素、抗肿瘤抗生素、抗病毒抗生素、畜牧抗生素、农用抗生素和其他微生物药物（如麦角菌产生的具有药理活性的麦角生物碱，包括收缩子宫的作用） ）， ETC。

根据抗生素的类型，生产抗生素的方法有很多种。例如，青霉素是通过微生物发酵生物合成的，磺胺类、喹诺酮类等可以通过化学合成生产；还有半合成抗生素，是通过生物合成产生的抗生素。利用化学、生物或生物化学方法修饰分子结构而制成的各种衍生物。 [4]

行动机制报告

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抗生素产生杀菌作用的机制主要有四种，即：抑制细菌细胞壁合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质合成、抑制核酸复制和转录。 [6]

抑制细胞壁合成

细菌的细胞壁主要由多糖、蛋白质和脂质组成，具有保持形态和抵抗渗透压变化的重要功能。 [12]因此，抑制细胞壁合成会导致细菌细胞破裂死亡；哺乳动物细胞不受这些药物的影响，因为它们没有细胞壁。这种效果的实现取决于细菌细胞壁中的一种蛋白质，通常称为青霉素结合蛋白（PBP）。 β-内酰胺类抗生素可与该蛋白结合，抑制细胞壁合成，因此PBPs也是该类药物的作用靶点。观点。以这种方式起作用的抗菌药物包括青霉素和头孢菌素，但频繁使用会导致细菌耐药性增加。 [6]

与细胞膜相互作用

有些抗生素与细胞的细胞膜相互作用，影响细胞膜的通透性，导致细菌内的盐离子、蛋白质、核酸、氨基酸等重要物质漏出，对细胞产生致命作用。但细菌细胞膜的基本结构与人体细胞膜有一些相似之处，因此这类抗生素对人体有一定的毒性。以这种方式起作用的抗生素是粘菌素和短杆菌肽。 [6]

干扰蛋白质合成

蛋白质合成受到干扰意味着细胞生存所需的酶无法合成。具有这种作用的抗生素包括福霉素（放线菌素）、氨基糖苷类、四环素类和氯霉素。蛋白质合成在核糖体上进行，核糖体由 50S 和 30S 两个亚基组成。其中氨基糖苷类、四环素类抗生素作用于30S亚基，而氯霉素、大环内酯类、林可霉素等主要作用于50S亚基，抑制蛋白质合成和肽链伸长的初始反应。过程和终止反应。 [6]

抑制核酸复制和转录

抑制核酸的转录和复制可以抑制细菌核酸的功能，从而阻止细胞分裂和/或所需酶的合成。以这种方式起作用的抗生素包括萘啶酸和二氯吖啶、利福平。 [6]

功能特色播报

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直接作用于细菌细胞

抗生素能选择性地作用于细菌细胞的DNA、RNA和蛋白质合成系统中的特定环节，干扰细胞的新陈代谢，阻碍生命活动或停止生长，甚至导致死亡，这与非选择性的普通消毒剂或灭菌剂不同。代理人。其抗菌活性主要表现在抑菌、杀菌和溶菌三种现象。 [7]

选择性抗生素谱

抗生素的作用具有选择性，不同的抗生素对不同的病原菌有不同的作用。对某种抗生素敏感的病原菌种类称为该抗生素的抗菌谱（抗菌谱）。这些抗生素被称为窄谱抗生素，因为它们仅对单一种或属的细菌具有抗菌作用。例如，青霉素仅对革兰氏阳性菌有抑制作用。不仅对细菌有作用，对衣原体、支原体、立克次体、螺旋体和原虫也有抑制作用。这类抗生素称为广谱抗生素，如四环素类（金霉素、土霉素等）阳性和阴性，立克次体及某些病毒和原虫都有抑制作用。 [7]

有效浓度

抗生素是具有生理活性的物质。各种抗生素一般在很低的浓度下就能作用于病原菌。这是抗生素区别于其他化学杀菌剂的又一大特点。各种抗生素对不同微生物的有效浓度不同。通常以抑制微生物生长的最低浓度（MIC）作为抗生素的抗菌强度，简称有效浓度。有效浓度越低，抗菌作用越强。有效浓度高于100mg/L的抗生素为低效抗生素，有效浓度低于1mg/L的抗生素为高效抗生素。 [7]

选择性毒性

抗生素对人类、动物、植物的毒性比微生物小，这称为选择性毒力。对敏感微生物有特异的拮抗作用，作用很强。稀释10000倍以上仍具有显着的抑菌、杀菌作用。 [7]

不良反应报告

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过敏反应

抗生素的不良反应很常见。引起过敏反应的主要原因是患者的个体体质、药物本身、药物中的杂质或药物的代谢产物。过敏类型主要有：①过敏性休克； ②溶血性贫血； ③血清病和药物热； ④未分类过敏反应：主要临床表现为皮疹、血管性水肿、固定性红斑、重度红斑等，如青霉素类、四环素类、链霉素和林可霉素等[8-9]

毒性反应

抗生素引起的毒性反应可导致机体功能或组织结构的改变，导致机体生理和功能的改变。往往与用药剂量和用药时间长有关。尤其是化疗指数低的药物，安全范围小，容易导致毒性反应。 。

主要包括：

毒性反应

序列号

反应

神经系统毒性

耳毒性、肾毒性

肝脏毒性

血液学毒性

免疫系统毒性

其次还有胃肠道毒性、心脏毒性反应等，导致患者出现胃肠道反应、心律失常、心肌损伤等[8-9]

特殊反应

少数患者会出现特殊反应，且通常与遗传因素有关。由于先天遗传而对某些药物产生异常敏感性，与该药物固有的药理作用基本一致。大多是由于体内缺乏某些酶，阻碍了体内药物的代谢而引起的。例如，氯霉素和两性霉素B进入红细胞后，可将血红蛋白转化为变性血红蛋白；但酶系统正常的患者服药后不会出现这样的反应。 [8-9]

重复感染

大剂量或长期使用抗生素，特别是使用广谱抗生素，会导致敏感细菌被杀死或抑制，其他非敏感细菌就会趁机大量生长繁殖。引起新感染的细菌可以是正常情况下对身体无害的寄生细菌。由于菌群的变化，其他能够抑制细菌生长的无害细菌被药物抑制后转变成致病菌，或者也可以是原发感染菌的耐药菌株。使用广谱抗生素时较容易发生的二重感染包括：艰难梭菌肠炎、真菌性肠炎、口腔霉菌感染、白色念珠菌阴道炎等，导致二重感染。 [8-9]

合理运用广播

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对症用药

应根据抗生素的适应症选择抗生素的使用。主要选择原则如下：

①根据病原菌种类、传染病临床症状及药物抗菌谱选择合适的抗生素。

②根据感染部位和药代动力学选择抗生素。抗生素要在体内发挥杀菌或抑菌作用，必须在靶组织中达到有效药物浓度。因此，抗生素的选择要根据抗生素在感染部位的浓度和维持时间而定。

③根据患者的生理、病理和免疫状态选择药物，因为上述因素都会影响药物的效果。不同的患者使用不同的抗生素。孕妇和哺乳期妇女应避免服用可能导致畸形和影响新生儿发育的药物。 [8]

剂量和治疗持续时间

抗菌药物的使用剂量和次数要适当，疗程要足够；剂量过小或疗程过短会影响疗效，且容易使细菌产生耐药性；剂量过高或疗程过长不仅会造成浪费，还会引起不良反应。 [8]

预防药物

抗生素的预防性应用约占抗生素使用量的40%，但真正有价值的只有一小部分。错误地使用抗生素治疗病毒感染甚至可能导致耐药性或继发感染的发生。因此，必须严格应用预防性抗生素。下列情况可预防性使用抗生素：用苄星青霉素、青霉素V等清除咽喉等部位的溶血性链球菌，预防和治疗风湿热的发作；当心内膜炎流行时，可口服磺胺嘧啶作为预防药物；风湿病或先天性心脏病患者可在口腔或泌尿道手术前使用青霉素，以预防感染性心内膜炎的发生；外伤、战伤、脉搏闭塞青霉素可用于预防气管炎患者截肢手术时发生气性坏疽；结肠手术前可使用甲硝唑、庆大霉素预防厌氧菌感染。 [8]

联合申请

联合用药的目的是提高疾病治疗效果，降低细菌耐药性，减少不良反应的发生，扩大抗菌范围。但联合使用抗生素的适应症必须严格控制，如单一抗生素无法控制的混合感染，如腹部器官损伤引起的腹膜炎；单一抗生素无法控制的严重感染，如败血症、败血症等严重感染；应用单一抗生素难以渗透的感染部位，如结核感染；病原尚未查明的严重感染等，如果长期治疗，病原可能产生耐药性，必须联合用药。具体联合用药原则请参阅相关书籍或文献，或遵医嘱。 [8]

滥用危险报告

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细菌耐药性

抗生素的发现和应用是人类的一场伟大革命。然而，随着抗生素在临床的广泛使用，耐药性很快出现，不仅造成了抗生素的使用危机，而且“超级耐药菌”的出现再次严重威胁人类健康。 [1]

医学研究人员指出，全球每年约有50%的抗生素被滥用，在中国这一比例甚至接近80%。在中国、印度和巴基斯坦等国家，抗生素往往无需处方即可轻易获得，这在一定程度上导致了公众对抗生素的滥用和误用。当地医生在治疗病人时不得不使用更强力的抗生素，这再次导致细菌产生更强的抗生素耐药性。正是由于药物的滥用，病菌很快适应了抗生素的环境，各种“超级细菌”纷纷诞生。

细菌对抗生素（包括抗菌药物）产生耐药性的机制主要有五种：分解或灭活抗生素，即：细菌产生一种或多种水解酶或灭活酶，对进入细菌内的抗生素进行水解或修饰。生物活性丧失；引起抗菌药物作用靶点发生改变，即：由于细菌本身的突变或细菌产生的某些酶的修饰，使抗生素作用靶点的结构（如核酸或核蛋白）发生变化，引起抗菌药物的作用靶点发生改变。抗菌药物要改变。无法工作；细胞特性的改变，即细菌细胞膜的通透性改变或阻止抗菌药物进入细胞的其他特性的改变；细菌产生药物泵，将进入细胞的抗生素泵出细胞，即：细菌产生的药物以主动运输方式将进入细胞的药物泵出细胞；改变代谢途径，如磺胺类药物和对氨基苯甲酸（PABA），会与二氢蝶呤酸合酶竞争产生抗菌作用。又如，金黄色葡萄球菌多次接触磺胺类药物后，其自身PABA产量增加，可达原敏感菌的20～100倍。后者与磺胺类药物竞争二氢蝶酸合酶，导致磺胺类药物的作用降低甚至消失。 [1]

此外，过度使用抗生素造成的DNA污染是造成“超级细菌”的另一个重要因素。细菌抗性基因的类型和数量增长如此之快，以至于无法用生物体中的随机突变来解释。细菌不仅可以在同一物种内交换基因，还可以在不同物种之间交换基因，甚至可以从死亡物种的分散DNA中获取基因。于是，耐药基因在细菌中迅速传播，进一步促进了“超级细菌”的出现。

人类危害

抗生素在杀死致病菌的同时，也会对人体造成损害。药物通过口腔进入胃，通过肠道吸收进入血液，输送到人体各个细胞。只有到达病灶部位的药物才能对病原菌产生杀菌作用。其他组织中的药物不但没有杀菌作用，相反，代谢产物还要通过肝肾排出体外，对肝肾等器官有一定的损害作用。例如氯霉素、林可霉素、四环素、红霉素等都需要在肝脏中代谢。 [10]

另外，很多抗生素如青霉素、链霉素等药物会引起过敏反应，如过敏性休克，轻则轻度皮疹、发热，重则造血系统抑制等，甚至会损伤神经系统，如中枢神经系统。系统、听力、视力、周围神经系统病变及神经肌肉传导阻滞等[10]

最后，滥用抗生素还可能造成细菌失衡，延误疾病的治疗。由于抗生素的影响，正常菌群中的各种细菌的种类和数量都会发生变化。严重的菌群失调会导致体内出现一系列临床症状。主要见于长期接受广谱抗生素治疗的患者。体内对抗生素敏感的细菌被大量杀死，而金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等不敏感的细菌则被杀死。细菌乘机繁殖，引起伪膜性结肠炎、白色念珠菌肺炎等，即临床上所谓的二重感染，进而给疾病的治疗带来很大麻烦，产生严重的不良后果。 [10]

发展前景播报

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抗生素（）是微生物（包括细菌、真菌、放线菌）或高等动植物在生命过程中产生的一类具有抗病原体或其他活性的次生代谢产物。它们是可以干扰其他细胞发育功能的化学物质。物质。回顾其发展历史，随着微生物研究的不断发展，人们有了越来越多的新发现。

随着抗生素的广泛使用甚至滥用，细菌对抗生素的耐药性问题变得非常严重，抗生素耐药性正在对全球健康构成威胁。因此，开发新型抗生素势在必行。基于不同机制的新抗生素正处于不同的开发阶段。此外，由于生物技术的快速发展，推动了抗体药物和抗菌肽药物的研发，成为抗生素领域的生力军。这些新型抗生素的研发有望不仅解决临床抗生素耐药问题，也为病原微生物的防治提供新途径。 [11]

密钥管理和控制广播

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自2023年3月1日起，《新重点控制污染物名录（2023年版）》正式实施。将抗生素等14类新污染物纳入重点管控范围，实行禁止、限制、限排等环境风险管控。措施。 [13]