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抗生素是一种对细菌有活性的抗菌物质。它是对抗细菌感染最重要的抗菌剂，抗生素药物广泛用于治疗和预防此类感染。 它们可以杀死或抑制细菌的生长。有限数量的抗生素也具有抗原生动物活性。 抗生素对病毒无效，例如普通感冒或流感；抑制病毒的药物称为抗病毒药物或抗病毒药物，而不是抗生素。 有时，抗生素这个词——字面意思是“反对生命”，来自希腊语词根ἀντιanti，“反对”和βίοςbios，“生命”——广泛用于指任何用于对抗微生物的物质，但在通常的医疗用途中，抗生素（如青霉素）是自然产生的（由一种微生物与另一种微生物对抗），而非抗生素的抗菌剂（如磺胺和防腐剂）是完全合成的。 然而，这两个类别都具有杀死或阻止微生物生长的相同目标，并且都包含在抗菌化学疗法中.“抗菌剂”包括防腐剂、抗菌皂和化学消毒剂，而抗生素是一类重要的抗菌剂，更具体地用于医学，有时用于牲畜饲料。 自古以来就使用抗生素。许多文明使用发霉面包的局部应用，其中许多提到古埃及、努比亚、中国、塞尔维亚、希腊和罗马产生的有益效果。第一个直接记录使用霉菌治疗感染的人是约翰·帕金森（John Parkinson，1567-1650）。抗生素在20世纪彻底改变了医学。亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming，1881–1955)于1928年发现了现代青霉素，其广泛使用证明在战时大有裨益。 然而，抗生素的有效性和容易获得也导致了它们的过度使用一些细菌已经进化出对它们的抵抗力。 世界卫生组织已将抗菌素耐药性归类为一种普遍存在的“严重威胁，不再是对未来的预测，它现在正在世界每个地区发生，并且有可能影响任何国家、任何年龄的任何人”。2019年，全球因抗微生物药物耐药性导致的死亡人数为127万。 词源 “antibiosis”一词，意为“对抗生命”，由法国细菌学家Jean Paul Vuillemin引入，作为，些早期抗菌药物所表现出的现象的描述性名称。 1877年，Louis Pasteur和Robert Koch观察到空气传播的芽孢杆菌可以抑制炭疽芽孢杆菌的生长时，首次在细菌中描述了抗生素。 ，些药物后来被美国微生物学家Selman Waksman于1947年更名为抗生素。 抗生素一词于1942年由Selman Waksman和他的合作者在期刊文章中首次使用，用于描述由一种微生物产生的任何物质，些物质在高稀释度下对其他微生物的生长具有拮抗作用。 该定义排除了能杀死细菌但不是由微生物产生的物质（如胃液和过氧化氢）。它还排除了合成抗菌化合物，例如磺胺类药物.在当前使用中，术语“抗生素”适用于杀死细菌或抑制其生长的任何药物，无论该药物是否由微生物产生。 “抗生素”一词源自anti+βιωτικός(biotikos)，“适合生活，活泼”，源自βίωσις(biosis)，“生活方式”，以及源自βίος(bios)，“生活”。“抗菌”一词源自希腊语ἀντί(anti)，“反对”+βακτήριον(baktērion)，βακτηρία(baktēria)的缩略词，“工作人员，手杖”，因为第一个待发现的细菌是杆状的。 用法 医疗用途 抗生素用于治疗或预防细菌感染，有时还用于治疗或预防原生动物感染。（甲硝唑对多种寄生虫病有效）。当怀疑感染导致疾病但尚未确定致病病原体时，采用经验性治疗。，涉及根据出现的体征和症状施用广谱抗生素，并在等待可能需要数天的实验室结果时启动。 当已知或已鉴定出负责任的病原微生物时，可以开始明确的治疗。，通常涉及使用窄谱抗生素。给予抗生素的选择也将基于其成本。鉴定至关重要，因为它可以降低抗生素治疗的成本和毒性，并降低出现抗菌素耐药性的可能性。为避免手术，非复杂性急性阑尾炎可给予抗生素。 抗生素可作为预防措施，通常仅限于高危人群，例如免疫系统较弱的人群（特别是在HIV病例中以预防肺炎）、服用免疫抑制药物的人群、癌症患者和接受手术的人群。它们在外科手术中的用途是帮助防止切口感染。它们在牙科抗生素预防中具有重要作用，使用它们可以预防菌血症和随之而来的感染性心内膜炎. 抗生素也用于预防中性粒细胞减少症的感染，尤其是与癌症相关的感染。 目前的科学证据不支持使用抗生素进行冠心病的二级预防，实际上可能会增加心血管死亡率、全因死亡率和中风的发生率。 功效途径 抗生素治疗有许多不同的给药途径。抗生素通常口服。在更严重的情况下，特别是深部全身感染，可以静脉内或注射抗生素。 在容易进入感染部位的地方，可以将抗生素以滴眼液的形式局部给予结膜以治疗结膜炎或滴耳剂以治疗耳部感染和游泳者耳朵的急性病例。 局部使用也是某些皮肤病的治疗选择之一，包括痤疮和蜂窝组织炎。局部应用的优点包括在感染部位实现高浓度和持续的抗生素浓度；减少全身吸收和毒性的可能性，并减少所需的抗生素总量，从而也降低了抗生素滥用的风险。 据报道，在某些类型的手术伤口上使用局部抗生素可降低手术部位感染的风险。然而，有一些普遍的原因与抗生素的局部给药有关。可能会发生一些抗生素的全身吸收；抗生素用量难以准确计量，也存在局部感染的可能发生超敏反应或接触性皮炎。建议尽快使用抗生素，尤其是在危及生命的感染中。许多急诊部门为此目的储备抗生素。 全球消费 不同国家的抗生素消费量差异很大。世卫组织2018年发布的《抗生素消费监测报告》分析了来自 65个国家的2015年数据。以每1，000名居民每天规定的每日剂量来衡量。蒙古的消费量最高，为 64.4。布隆迪最低，为4.4。阿莫西林和阿莫西林/克拉维酸是最常食用的。 副作用 抗生素在批准临床使用之前会进行任何负面影响的筛查，通常被认为是安全且耐受性良好的。然而，根据所用抗生素的类型、目标微生物和个体患者的不同，一些抗生素与从轻微到非常严重的广泛不良副作用有关。 副作用可能反映了抗生素的药理学或毒理学特性，或者可能涉及超敏反应或过敏反应。不良反应范围从发烧和恶心到主要的过敏反应，包括光皮炎和过敏反应。 口服抗生素的常见副作用包括腹泻，是由于肠道菌群中物种组成的破坏，例如导致艰难梭菌等病原菌过度生长。在抗生素治疗过程中服用益生菌有助于预防抗生素相关性腹泻。抗菌剂也会影响阴道菌群，并可能导致外阴阴道区域念珠菌属酵母菌过度生长。相互作用可能会产生额外的副作用与其他药物一起使用，例如使用全身性皮质类固醇的喹诺酮类抗生素可能导致肌腱损伤。 一些抗生素还可能损害线粒体，是一种在真核生物（包括人类）细胞中发现的细菌衍生细胞器。线粒体损伤会导致细胞中的氧化应激，并已被认为是氟喹诺酮类药物副作用的一种机制。众所周知，它们会影响叶绿体。 避孕药 关于抗生素使用是否会增加口服避孕药失败的风险的控制良好的研究很少。大多数研究表明抗生素不会干扰避孕药，如临床研究表明抗生素引起的避孕药失败率非常低（约1%）。可能增加口服避孕药失败风险的情况包括不遵守规定（错过服用避孕药）、呕吐或腹泻。 胃肠道疾病或口服避孕药吸收的患者间变异性影响血液中炔雌醇的 血清水平。月经不规律的女性失败的风险可能更高，应建议在抗生素治疗期间和完成后一周内使用备用避孕药。如果怀疑口服避孕药效果降低的患者特定风险因素，建议使用备用避孕药。 如果抗生素被认为会影响避孕药的功效，例如广谱抗生素利福平，些情况可能是由于肝酶活性的增加导致避孕药的活性成分分解增加. 也有人提出对肠道菌群的影响，可能导致结肠中雌激素的吸收减少，但，些建议尚无定论且存在争议。 临床医生建议在使用怀疑与口服避孕药相互作用的抗生素治疗期间采取额外的避孕措施。需要对抗生素和避孕药（口服避孕药）之间可能的相互作用进行更多研究，并在消除对备用避孕药的需求之前仔细评估患者特定的潜在口服避孕药失败的风险因素。 酒精 酒精和某些抗生素之间可能会发生相互作用，并可能导致副作用和抗生素治疗效果下降。 虽然适度饮酒不太可能干扰许多常见的抗生素，但有特定类型的抗生素，饮酒可能会导致严重的副作用。因此，副作用和有效性的潜在风险取决于所用抗生素的类型。 甲硝唑、替硝唑、头孢孟多、拉多头孢、头孢哌酮、头孢甲肟和呋喃唑酮等抗生素通过抑制乙醛脱氢酶分解酒精与酒精发生类似双硫仑的化学反应，可能导致呕吐、恶心和呼吸急促。此外，多西环素和琥珀酸红霉素的功效可能会因饮酒而降低。酒精对抗生素活性的其他影响包括改变分解抗生素化合物的肝酶的活性。 药效学 使用抗菌化合物进行抗菌治疗的成功结果取决于几个因素。，些包括宿主防御机制、感染部位以及抗菌药物的药代动力学和药效学特性。抗菌剂的杀菌活性可能取决于细菌的生长阶段，它通常需要持续的代谢活性和细菌细胞的分裂。，些发现基于实验室研究，并且在临床环境中也被证明可以消除细菌感染。 由于抗菌药物的活性经常取决于其浓度，因此在体外抗菌活性的表征通常包括确定抗菌剂的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度。 为了预测临床结果，通常将抗菌药物的抗菌活性与其药代动力学特征相结合，并使用几个药理学参数作为药物疗效的标志物。 联合治疗 在包括结核病在内的重要传染病中，联合治疗（即同时使用两种或多种抗生素）已被用于延迟或预防耐药性的出现。在急性细菌感染中，抗生素作为联合治疗的一部分被规定为具有协同作用以改善治疗结果，因为两种抗生素的联合作用优于它们的单独作用。 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染可以用夫西地酸和利福平的联合疗法治疗。联合使用的抗生素也可能具有拮抗作用，两种抗生素的联合作用可能低于其中一种抗生素作为单一疗法使用的情况。例如，氯霉素和四环素是青霉素的拮抗剂。但是，可能因细菌种类而异。通常，抑菌抗生素和杀菌抗生素的组合是拮抗的。 除了将一种抗生素与另一种抗生素组合外，有时还会将抗生素与抗性调节剂联合使用。例如，当患者感染产生β-内酰胺酶的细菌菌株时， β-内酰胺抗生素可以与β-内酰胺酶抑制剂联合使用，例如克拉维酸或舒巴坦。 抗生素通常根据其作用机制、化学结构或活性谱进行分类。大多数针对细菌功能或生长过程。那些针对细菌细胞壁（青霉素和头孢菌素）或细胞膜（多粘菌素），或干扰基本细菌酶（利福霉素、利帕霉素、喹诺酮和磺胺）的药物具有杀菌活性。蛋白质合成抑制剂（大环内酯类、林可酰胺类和四环素）通常是抑菌剂（杀菌氨基糖苷类除外）。 进一步的分类是基于它们的目标特异性。“窄谱”抗生素针对特定类型的细菌，例如革兰氏阴性或革兰氏阳性菌，而广谱抗生素则影响范围广泛的细菌。在发现抗菌化合物类别中断40年之后，四类新的抗生素在2000年代末和2010年代初被引入临床使用：环状脂肽（如达托霉素）、甘氨酰环素（如替加环素）)、恶唑烷酮类（如利奈唑胺）和脂霉素类（如非达霉素）。 生产 随着药物化学的进步，大多数现代抗菌剂都是各种天然化合物的半合成修饰。，些包括，例如，β-内酰胺抗生素，其中包括青霉素（由青霉菌属的真菌产生）、头孢菌素和碳青霉烯类。仍然从生物体中分离出来的化合物是氨基糖苷类，而其他抗菌剂——例如磺胺类、喹诺酮类和恶唑烷酮类——仅由化学合成。许多抗菌化合物是相对较小的分子，分子量小于1000道尔顿。 自1939年Howard Florey和Chain的第一次开创性努力以来，抗生素（包括抗菌剂）对医学的重要性导致对大规模生产抗菌剂的深入研究。在筛选出针对多种细菌的抗菌剂后，通常在强需氧条件下使用发酵进行活性化合物的生产。 耐药菌 耐药菌的出现是普遍现象。耐药性的出现通常反映了抗生素治疗期间发生的进化过程。抗生素治疗可以选择具有生理或遗传增强能力以在高剂量抗生素下存活的细菌菌株。在某些条件下，可能导致耐药菌优先生长，而易感菌的生长受到药物的抑制。例如，1943年Luria-Delbrück 实验证明了对先前获得抗菌抗性基因的菌株的抗菌选择。由于许多细菌菌株的耐药性增加，过去对许多细菌物种和菌株具有高功效的抗生素如青霉素和红霉素变得不那么有效了。 耐药性可能表现为药物的生物降解形式，例如通过药用猪粪便引入磺胺二甲嘧啶的土壤细菌可降解磺胺二甲嘧啶。 细菌的存活通常源于可遗传的耐药性，但对抗生素的耐药性的增长也通过水平基因转移发生。水平转移更可能发生在频繁使用抗生素的地方。 抗菌素耐药性可能会带来生物学成本，从而降低耐药菌株的适应性，可以限制抗菌素耐药菌的传播，例如，在没有抗菌化合物的情况下。然而，额外的突变可能会补偿，种适应性成本，并有助于，些细菌的生存。古生物学数据表明，抗生素和抗生素耐药性都是古老的化合物和机制。有用的抗生素目标是那些突变对细菌繁殖或生存能力产生负面影响的目标。 存在几种抗菌素耐药性的分子机制。内在的抗菌抗性可能是细菌菌株基因组成的一部分。 例如，细菌基因组中可能不存在抗生素靶标。获得性抗性是由细菌染色体突变或获得染色体外 DNA 引起的。产生抗菌的细菌已经进化出耐药机制，些机制已被证明与抗菌菌株相似，并且可能已经转移到抗菌菌株中。 抗菌素耐药性的传播通常通过生长过程中突变的垂直传播和通过 DNA的基因重组来传播。横向遗传交换。例如，抗菌抗性基因可以通过携带，些抗性基因的质粒在不同的细菌菌株或物种之间交换。 携带几种不同抗性基因的质粒可以赋予对多种抗菌剂的抗性。当由单个基因编码的抗性机制传递对一种以上抗菌化合物的抗性时，也可能发生对几种抗菌剂的交叉抗性。 有时被称为“超级细菌”的抗细菌菌株和物种现在促成了在一段时间内得到很好控制的疾病的出现。例如，对先前有效的抗菌治疗产生抗药性的引起结核病的新出现的细菌菌株带来了许多治疗挑战。据估计，全球每年都会发生近50万例耐多药结核病(MDR-TB) 新病例。 例如，NDM-1是一种新发现的酶，可将细菌耐药性传递给广泛的β-内酰胺抗菌剂。英国健康保护署已经声明“大多数带有 NDM-1 酶的分离物对所有用于治疗严重感染的标准静脉注射抗生素都有抗药性。” 2016年5月26日，在美国发现了一种大肠杆菌“超级细菌” ，它对“最后一道防线”抗生素粘菌素具有抗药性。 |
