抗生素，是指由微生物（包括細菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產物，能幹擾其他生活細胞發育功能的化學物質。現臨床常用的抗生素有微生物培養液中的提取物以及用化學方法合成或半合成的化合物。目前已知天然抗生素不下萬種。抗生素等抗菌劑的抑菌或殺菌作用，主要是針對“細菌有而人（或其他動植物）沒有”的機制進行殺傷，有四大作用機理：1.阻礙細菌細胞壁的合成，導致細菌在低滲透壓環境下膨脹破裂死亡，以這種方式作用的抗生素主要是內醯胺類抗生素。哺乳動物的細胞沒有細胞壁，不受這類藥物的影響。2.與細菌細胞膜相互作用，增強細菌細胞膜的通透性、打開膜上的離子通道，讓細菌內部的有用物質漏出菌體或電解質平衡失調而死。以這種方式作用的抗生素有多黏菌素和短桿菌肽等。3.與細菌核糖體或其反應底物（如tRNA、mRNA）相互所用，抑制蛋白質的合成。以這種方式作用的抗生素包括四環素類抗生素、大環內酯類抗生素、氨基糖苷類抗生素、氯黴素等。
基本介紹
簡介,分類,發現歷史,使用歷史,作用,作用機制,作用過程,特點,直接作用於菌體細胞,具有選擇性抗生譜,有效作用濃度,適用範圍,不良反應,濫用危害,DNA污染,細菌抗藥性,超級細菌,人體危害,注意事項,發展前景,
簡介
抗生素（antibiotics）是由微生物（包括細菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產物，能幹擾其他生活細胞發育功能的化學物質。現臨床常用的抗生素有轉基因工程菌培養液液中提取物以及用化學方法合成或半合成的化合物。20世紀90年代以後，科學家們將抗生素的範圍擴大，統稱為生物藥物素。主要用於治療各種細菌感染或致病微生物感染類疾病，一般情況下對其宿主不會產生嚴重的副作用。2011年10月18日，中國衛生部表示，在中國，患者抗生素的使用率達到70%，是歐美國家的兩倍，但真正需要使用的不到20%。預防性使用抗生素是典型的濫用抗生素。
分類
抗生素的生產根據其種類的不同有多種方式，如青黴素由微生物發酵法進行生物合成，磺胺、喹諾酮類等，可用化學合成法生產；還有半合成抗生素，是將生物合成法製得的抗生素用化學、生物或生化方法進行分子結構改造而製成的各種衍生物。按照化學結構可以分為：喹諾酮類抗生素、β-內醯胺類抗生素、大環內酯類、氨基糖苷類抗生素等；按照用途可以分為抗細菌抗生素、抗真菌抗生素、抗腫瘤抗生素、抗病毒抗生素、畜用抗生素、農用抗生素及其他微生物藥物（如麥角菌產生的具有藥理活性的麥角鹼類，有收縮子宮的作用）等。
發現歷史
很早以前，人們就發現某些微生物對另外一些微生物的生長繁殖有抑制作用，把這種現象稱為抗生。隨著科學的發展，人們終於揭示出抗生現象的本質，從某些微生物體內找到了具有抗生作用的物質，並把這種物質稱為抗生素，如青黴菌產生的青黴素，灰色鏈絲菌產生的鏈黴素都有明顯的抗菌作用。所以人們把由某些微生物在生活過程中產生的，對某些其他病原微生物具有抑制或殺滅作用的一類化學物質稱為抗生素。由於最初發現的一些抗生素主要對細菌有殺滅作用，所以一度將抗生素稱為抗菌素。但是隨著抗生素的不斷發展，陸續出現了抗病毒、抗衣原體、抗支原體，甚至抗腫瘤的抗生素也紛紛發現並用於臨床，顯然稱為抗菌素就不妥，還是稱為抗生素更符合實際了。抗腫瘤（antineoplastic)抗生素的出現，說明微生物產生的化學物質除了原先所說的抑制或殺滅某些病原微生物的作用之外，還具有抑制癌細胞的增殖或代謝的作用，因此現代抗生素的定義應當為：由某些微生物產生的化學物質，能抑制微生物和其他細胞增殖的物質叫做抗生素。
1929年英國細菌學家弗萊明在培養皿中培養細菌時，發現從空氣中偶然落在培養基上的青黴菌長出的菌落周圍沒有細菌生長，他認為是青黴菌產生了某種化學物質，分泌到培養基里抑制了細菌的生長。這種化學物質便是最先發現的抗生素--青黴素。
在第二次世界大戰期間弗萊明和另外兩位科學家————弗洛里、錢恩經過艱苦的努力，終於把青黴素提取出來製成了制服細菌感染的物資藥品。因為在戰爭期間，防止戰傷感染的藥品是十分重要的戰略物資。所以，美國把青黴素的研製放在同研製核子彈同等重要的地位。1943年，這個訊息傳到中國，當時還在抗日後方從事科學研究工作的微生物學家朱既明，也從長霉的皮革上分離到了青黴菌，並且用這種青黴菌製造出了青黴素。
1947年，美國微生物學家瓦克斯曼又在放線菌中發現、並且製成了治療結核病的鏈黴素。
過去了半個多世紀，科學家已經發現了近萬種抗生素。不過它們之中的絕大多數毒性太大，適合作為治療人類或牲畜傳染病的藥品還不到百種。後來人們發現，抗生素並不是都能抑制微生物生長，有些是能夠抑制寄生蟲的，有的能夠除草，有的可以用來治療心血管病，還有的可以抑制人體的免疫反應，可以用在器官移植手術中。在20世紀90年代以後，科學家們把抗生素的範圍擴大了，給了一個機關報的名稱，叫做生物藥物素。
使用歷史
1877年，Pasteur和Joubert首先認識到微生物產品有可能成為治療藥物，他們發表了實驗觀察，即普通的微生物能抑制尿中炭疽桿菌的生長。
1928年，弗萊明爵士發現了能殺死致命的細菌的青黴菌。青黴素治癒了梅毒和淋病，而且在當時沒有任何明顯的副作用。
1936年，磺胺的臨床套用開創了現代抗微生物化療的新紀元。
1944年在新澤西大學分離出來第二種抗生素鏈黴素，它有效治癒了另一種可怕的傳染病：結核。
1947年出現氯黴素，它主要針對痢疾、炭疽病菌，治療輕度感染。
1948年四環素出現，這是最早的廣譜抗生素。在當時看來，它能夠在還未確診的情況下有效地使用。現代社會四環素基本上只被用於家畜飼養。
1956年禮來公司發明了萬古黴素，它被稱為抗生素的最後武器。因為它對G+細菌細胞壁、細胞膜和RNA有三重殺菌機制，不易誘導細菌對其產生耐藥。
1980年代喹諾酮類藥物出現。和其他抗菌藥不同，它們破壞細菌染色體，不受基因交換耐藥性的影響。
1983年轉基因工程菌成為抗生素的主要手段。提高的初級樣品的純度。
1992年，這類藥物中的一個變體因為造成肝腎功能紊亂被美國取締，但在開發中國家仍有使用。
重複使用一種抗生素可能會使致病菌產生抗藥性。之所以提出杜絕濫用抗生素此乃是原因之一。科學地使用抗生素是有的放矢。通常建議做細菌培養並作藥敏試驗，根據藥敏試驗的結果選用極度敏感藥物，這樣就避免了盲目性，而且也能收到良好的治療效果。
作用
作用機制
抗生素殺菌作用主要有4種機制：抑制細菌細胞壁的合成、與細胞膜相互作用、干擾蛋白質的合成以及抑制核酸的轉錄和複製抑制。
作用過程
（1）抑制細胞壁的合成
抑制細胞壁的合成會導致細菌細胞破裂死亡，以這種方式作用的抗菌藥物包括青黴素類和頭孢菌素類，哺乳動物的細胞沒有細胞壁，不受這些藥物的影響。細菌的細胞壁主要是肽聚糖，而合成肽鏈的細胞器為核糖體，核糖體是細菌的細胞器。但是使用頻繁會導致細菌的抗藥性增強。
這一作用的達成依賴於細菌細胞壁的一種蛋白，通常稱為青黴素結合蛋白（PBPs），β內醯胺類抗生素能和這種蛋白結合從而抑制細胞壁的合成，所以PBPs也是這類藥物的作用靶點。
（2）與細胞膜相互作用
一些抗菌素與細胞的細胞膜相互作用而影響膜的滲透性，這對細胞具有致命的作用。以這種方式作用的抗生素有多粘菌素和短桿菌素。
（3）干擾蛋白質的合成
干擾蛋白質的合成意味著細胞存活所必需的酶不能被合成。干擾蛋白質合成的抗生素包括福黴素（放線菌素）類、氨基糖苷類、四環素類和氯黴素。
（4）抑制核酸的轉錄和複製抑制
抑制核酸的轉錄和複製抑制核酸的功能阻止了細胞分裂和/或所需酶的合成。以這種方式作用的抗生素包括萘啶酸和二氯基吖啶。
特點
直接作用於菌體細胞
抗生素則能選擇性地作用於菌體細胞DNA、RNA和蛋白質合成系統的特定環節，干擾細胞的代謝作用，妨礙生命活動或使停止生長，甚至死亡。而不同於無選擇性的普通消毒劑或殺菌劑。
具有選擇性抗生譜
抗生素的作用具有選擇性，不同抗生素對不同病原菌的作用不一樣。對某種抗生素敏感的病原菌種類稱為該抗生素的抗生譜（抗菌譜）。
有效作用濃度
抗生素是一種生理活性物質。各種抗生素一般都在很低濃度下對病原菌就發生作用，這是抗生素區別於其他化學殺菌劑的又一主要特點。各種抗生素對不同微生物的有效濃度各異，通常以抑制微生物生長的最低濃度作為抗生素的抗菌強度，簡稱有效濃度。有效濃度越低，表明抗菌作用越強。
適用範圍
抗生素的使用，原則上應根據病原菌種類及病原菌對抗生素對敏感性的結果來選用。
1.預防用藥
（1）清潔手術術前套用通常只用一次，通常在麻醉誘導時用。如果手術時間長或出血量大，可在手術中給予第二劑。
2.治療用藥
（1）通過培養、塗片、血清學檢查、X線等儘可能明確病原體後開始治療。如系病毒感染不需要用抗生素。
（2）在培養結果未出來時，可根據症狀、體徵、血常規生化和影像學結果判斷經驗性用藥，但用抗生素前必須送痰、血或無菌分泌物做培養。
（3）抗生素種類根據病情，輕者口服或肌注，病情較重者可靜脈用藥，危重患者可聯合套用2種抗生素。
（4）抗生素套用一般為3天，如不見好轉可改用其他抗生素；如培養陽性，藥敏對所用抗生素不敏感者，但臨床情況好轉可繼續用，如培養的細菌對藥物敏感，而臨床不見改善，可改用其他敏感抗生素。
不良反應
濫用抗生素會導致肝腎功能損害、菌群失調、抗生素相關性腹瀉，以及細菌的耐藥性增加、二重感染，甚至是延誤病情導致死亡等嚴重不良反應的發生。
濫用危害
DNA污染
青黴素問世後抗生素成了人類戰勝病菌的神奇武器。然而，人們很快發現雖然新的抗生素層出不窮，但是，抗生素奈何不了的耐藥菌也越來越多，耐藥菌的傳播令人擔憂。2003年的一項關於幼稚園兒童口腔衛生情況的研究發現，兒童口腔細菌中約有15%是耐藥菌，97%的兒童口腔中藏有耐4—6種抗生素的細菌，雖然這些兒童在此前3個月中都沒有使用過抗生素。
從某種意義上說，現代醫學正在為它的成功付出代價。抗生素的普遍使用有力的抑制了普通細菌，客觀上減少了微生物世界的競爭，因而促進了耐藥性細菌的增長。
細菌耐藥基因的種類和數量增長速度之快，是無法用生物的隨機突變來解釋的。細菌不僅在同種內，而且在不同的物種之間交換基因，甚至能夠從已經死亡的同類散落的DNA中獲得基因。事實上，這些年來，每一種已知的致病菌都已或多或少的獲得了耐藥基因。研究人員對一株耐萬古黴素腸球菌的分析表明，它的基因組中，超過四分之一的基因，包括所有耐抗生素基因，都是外來的。耐多種抗生素的鮑氏不動桿菌也是在與其他菌種交換基因中獲得了大部分耐藥基因。
研究人員正在梳理鏈黴菌之類土壤微生物的DNA，他們對近500個鏈黴菌品系的每一個菌種都檢測了對多種抗生素的耐藥性。結果，平均每種鏈黴菌能夠耐受七八種抗生素，有許多能夠耐受十四五種。對於試驗中用到的21種抗生素，包括泰利黴素和利奈唑胺這兩種全新的合成抗生素，研究人員在鏈黴菌中都發現了耐藥基因。研究發現，這些耐藥基因與致病菌中耐藥基因有著細微的差異。有證據表明，耐藥基因在從土壤到危重病人的旅途中，經過了許多次轉移。
世界衛生組織呼籲，為防止濫用抗生素而導致細菌產生抗藥性，歐盟決定從2006年1月起，全面禁止將抗生素作為生出生長促進劑。
據美國胸內科醫師學會的《Chest》雜誌訊息，一項由加拿大馬尼托巴大學和蒙特婁的McGill大學共同進行的研究揭示，在一歲內的嬰兒套用抗生素可能明顯的增加其在7歲前罹患哮喘的風險。
該研究的結論是，在1歲內曾接受抗生素治療非呼吸道感染的小孩在其7歲時罹患哮喘的風險是在1歲內未曾接受過抗生素治療的小孩的2倍。接受治療的次數越多，其罹患哮喘的風險越大。
細菌抗藥性
細菌對抗生素（包括抗菌藥物）的抗藥性主要有5種機制
1.使抗生素分解或失去活性：
細菌產生一種或多種水解酶或鈍化酶來水解或修飾進入細菌內的抗生素使之失去生物活性。
如：細菌產生的β-內醯胺酶能使含β-內醯胺環的抗生素分解；細菌產生的鈍化酶（磷酸轉移酶、核酸轉移酶、乙醯轉移酶）使氨基糖苷類抗生素失去抗菌活性。
2.使抗菌藥物作用的靶點發生改變：
由於細菌自身發生突變或細菌產生某種酶的修飾使抗生素的作用靶點（如核酸或核蛋白）的結構發生變化，使抗菌藥物無法發揮作用。
如：耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌是通過對青黴素的蛋白結合部位進行修飾，使細菌對藥物不敏感所致。
3.細胞特性的改變：
細菌細胞膜滲透性的改變或其它特性的改變使抗菌藥物無法進入細胞內。
4.細菌產生藥泵將進入細胞的抗生素泵出細胞：
細菌產生的一種主動運輸方式，將進入細胞內的藥物泵出至胞外。
5.改變代謝途徑：
如磺胺藥與對氨基苯甲苯酸（PABA），競爭二氫喋酸合成酶而產生抑菌作用。再如，金黃色葡萄球菌多次接觸磺胺藥後，其自身的PABA產量增加，
可達原敏感菌產量的20-100倍，後者與磺胺藥競爭二氫喋酸合成酶，使磺胺藥的作用下降甚至消失。
超級細菌
上世紀40年代，青黴素開始被廣泛為抗生素，此後，細菌就開始對抗生素產生抗藥性，這也迫使醫學研究者研發出許多新的抗生素。但是抗生素的濫用和誤用，也導致了許多藥物無法治療的“超級感染”，如抗藥性金黃葡萄球菌感染等。
醫學研究者指出，每年在全世界大約有50%的抗生素被濫用，而中國這一比例甚至接80%。在中國，印度和巴基斯坦等國，抗生素通常不需要處方就可以輕易買到，這在一定程度上導致了普通民眾濫用、誤用抗生素。而當地的醫生在治療病人時就不得不使用藥效更強的抗生素，這再度導致了病菌產生更強的抗藥性。正是由於藥物的濫用，使病菌迅速適應了抗生素的環境，各種超級病菌相繼誕生。過去一個病人用幾十單位的青黴素就能活命，而相同病情，幾百萬單位的青黴素也沒有效果。由於耐藥菌引起的感染，抗生素無法控制，最終導致病人死亡。
人們致力尋求一種戰勝超級病菌的新藥物，但一直沒有奏效。不僅如此，隨著全世界對抗生素濫用逐漸達成共識，抗生素的地位和作用受到懷疑的同時，也遭到了嚴格的管理。在病菌蔓延的同時，抗生素的研究和發展卻漸漸停滯下來。失去抗生素這個曾經有力的武器，人們開始從過去簡陋的治病方式重新尋找對抗疾病靈感。找到一種健康和自然的療法，用人類自身免疫來抵禦超級病菌的進攻，成為許多人對疾病的新共識。
人體危害
主要不良反應是抑制骨髓造血機能。症狀有二：一為可逆的各類血細胞減少，其中粒細胞首先下降，這一反應與劑量和療程有關。一旦發現，應及時停藥，可以恢復；二是不可逆的再生障礙性貧血，雖然少見，但死亡率高。此反應屬於變態反應與劑量療程無直接關係。可能與氯黴素抑制骨髓造血細胞內線粒體中的與細菌相同的70S核蛋白體有關。為了防止造血系統的毒性反應，應避免濫用，套用時應勤查血象，氯黴素也可產生胃腸道反應和二重感染。此外，少數患者可出現皮疹及血管神經性水腫等過敏反應，但都比較輕微。新生兒與早產兒劑量過大可發生循環衰竭（灰嬰綜合徵），這是由於他們的肝發育不全，排泄能力差，使氯黴素的代謝、解毒過程受限。
注意事項
我們使用抗生素，必須了解各種抗生素相應的抗菌譜和藥學特點，醫師應根據其臨床適應證正確選用抗生素。套用廣譜抗生素或多個抗生素聯合套用時，應注意抗生素相關腹瀉和真菌感染，需密切追查痰、尿、便內是否出現菌絲。必要時應加用口服抗真菌藥。嚴格掌握廣譜抗生素套用的劑量和時間，劑量不宜過大，除敗血症和顱內感染，一般用藥7～10天，儘早改用窄譜的抗生素，以免繼發真菌感染。
（說明：上述內容僅作為介紹，藥物使用必須經正規醫院在醫生指導下進行。）
發展前景
現今社會醫院各科室眾多，藥品品種繁多，但抗生素類藥品卻套用在各個科室，各種病症，在中國已連續多年銷售總額排名第一，占全國藥品銷售額的近三分之一，可見其在醫藥領域的重要性，全國5000多個生產企業中，有1000多家生產各種抗生素，產品競爭異常。抗生素是微生物的代謝產物，是由真菌、細菌或其他生物在繁殖過程中所產生的一類具有殺滅或抑制微生物成長的物質。自第一代抗生素出現以來，抗生素種類已達到近千種之多，臨床常用的也有幾百種。
自21世紀以來，抗感染藥物中以大環內酯類以其免皮試，副作用小而贏得患者的青昧，它的銷售總額暈明顯上升姿態，當然也與其開發新藥的速度密不可分；而四環素類藥物由於毒副作用較大，所以其份額逐漸在減少。其他類抗生素相對保持穩定，領頭的仍為頭孢類抗生素，約占有近半份額。當前，全球範圍內的抗生素增長空間有限，另外，新產品不斷出現，今後市場競爭將日趨激烈。在各個國家逐步改善醫療衛生條件下，致病菌將也得到控制，也使抗生素使用量逐步減少。另一方面，人類經過長期使用抗生素，也認識到濫用抗生素的嚴重後果，所以對使用抗生素更趨謹慎。只要有細菌的存在，就會有抗生素的存在，人類與細菌的戰鬥是一場持久戰，隨著各種病症和各類抗生素新藥的不斷出現，抗感染類藥物的市場將發生巨大的變化，而臨床用的新型抗感染類藥將成為市場上的新焦點，故研究新型抗感染類藥物具有廣闊的市場前景。
