抗生素
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抗生素（英語：antibiotic）又名抗菌素，是微生物（例如：放線菌）的代謝產物或人工合成的類似物，其主要用途是抑制其它種類微生物的生長（抑菌作用）或將它們殺死（殺菌作用），在定義上是一較廣的概念，包括抗細菌抗生素、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腸道正常菌群失調。[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
人類所認識的第一種抗生素——青黴素，是由微生物學家亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）於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，成功提煉出青黴素。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]。
人類合成的第一種抗生素是磺胺，1932～1933年間德國病理與細菌學家格哈德·多馬克發現其具有體內抗菌活性，他因此獲得1939年諾貝爾生理學或醫學獎。
來源與製造方法
抗生素的主要製造方法為發酵，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。
分類
作為抗菌劑使用的抗生素有以下幾個主要類別：
- β-內酰胺類抗生素
- 大環內酯類抗生素
- 天然大環內酯類抗生素：紅黴素
- 半合成大環內酯類抗生素：阿奇黴素、克拉黴素
- 第三代大環內酯類抗生素/酮內酯類抗生素：泰利黴素、奎紅黴素
- 氨基糖苷類抗生素：慶大黴素、鏈黴素
- 四環素類抗生素
- 天然：四環素、土黴素
- 半合成：多西環素、米諾環素
- 氯黴素（全合成抗生素）：毒性反應嚴重，只用於滴眼液
- 其他類抗生素：
- 林可黴素類抗生素
- 多肽類抗生素：
- 萬古黴素
- 多粘菌素類
- 人工合成抗菌藥：在不嚴格的情況下，有時候也把這兩類抗菌劑並稱為「抗生素」。
- 喹諾酮類抗菌藥
- 第一代：萘啶酸
- 第二代：吡哌酸
- 第三代：含氟的喹諾酮類：氧氟沙星、環丙沙星
- 第四代：莫西沙星、加替沙星、加雷沙星
- 磺胺類藥
- 甲氧苄啶（黃安增效劑）
- 硝基呋喃類：呋喃妥因、呋喃唑酮（痢特靈）
- 喹諾酮類抗菌藥
| 中文名稱 | 英文名稱 | 廠牌名稱 | 應用 | 副作用 |
|---|---|---|---|---|
| 氨基糖苷類抗生素 | ||||
| 阿米卡星 | amikacin | Amikin | 革蘭氏陰性菌感染，如大腸桿菌、克雷伯氏菌、綠膿桿菌 |
|
| 慶大黴素 | Gentamycin | Garamycin | ||
| 卡那黴素 | Kanamycin | Kantrex | ||
| 新黴素 | Neomycin | |||
| 奈替米星 | Netilmicin | Netromycin | ||
| 鏈黴素 | Streptomycin | |||
| 妥布黴素 | Tobramycin | Nebcin | ||
| 巴龍黴素 | Paromomycin | Humatin | ||
| 安莎黴素類 | ||||
| 格爾德黴素 | Geldanamycin | 用於抗腫瘤，處於實驗階段 | ||
| 除莠黴素 | Herbimycin | |||
| 碳頭孢烯 | ||||
| 氯碳頭孢 | Loracarbef | Lorabid | ||
| 碳青黴烯 | ||||
| 厄他培南 | Ertapenem | |||
| 亞胺培南 | Imipenem/Cilastatin | Primaxin | ||
| 美羅培南 | Meropenem | |||
| 第一代頭孢菌素 | ||||
| 頭孢羥氨苄 | Cefadroxil | Duricef | ||
| 頭孢唑啉 | Cefazolin | Ancef | ||
| 頭孢氨苄 | Cefalexin | Keflex | ||
| 頭孢硫脒 | Cefathiamidine | |||
| 頭孢拉定 | Cefradine | |||
| 頭孢替唑鈉 | Ceftezole Sodium | |||
| 頭孢羥氨苄 | Cefadroxil | |||
| 第二代頭孢菌素 | ||||
| 頭孢克洛 | Cefaclor | Ceclor |
| |
| 頭孢孟多 | Cefamandole | Mandole | ||
| 頭孢西丁 | Cefoxitin | Mefoxin | ||
| 頭孢丙烯 | Cefprozil | Cefzil | ||
| 頭孢呋辛酯 | Cefuroxime Axetil | Ceftin | ||
| 頭孢美唑 | Cefmetazole | |||
| 頭孢替安 | Cefotiam | |||
| 頭孢尼西 | Cedonicid | |||
| 頭孢孟多酯 | Cefamandole Nafate | |||
| 第三代頭孢菌素 | ||||
| 頭孢克肟 | Cefixime |
| ||
| 頭孢地尼 | Cefdinir | Omnicef | ||
| 頭孢妥侖 | Cefditoren | |||
| 頭孢哌酮 | Cefoperazone | Cefobid | ||
| 頭孢唑肟 | Cefotaxime | Claforan | ||
| 頭孢泊肟 | Cefpodoxime | |||
| 頭孢他啶 | Ceftazidime | Fortum | ||
| 頭孢布烯 | Ceftibuten | |||
| 頭孢唑肟 | Ceftizoxime | |||
| 頭孢曲松 | Ceftriaxone | Rocephin | ||
| 頭孢噻肟鈉 | Cefotaxime | |||
| 頭孢地秦 | Cefodizime | |||
| 頭孢甲肟 | Cefmenoxime | |||
| 頭孢匹胺鈉 | Cefpiramide Sodium | |||
| 頭孢布宗 | Cefbuperazone Sodium | |||
| 頭孢磺啶 | Cefsulodine Sodium | |||
| 頭孢唑南鈉 | Cefuzonam Sodium | |||
| 頭孢替坦 | Cefotetan | |||
| 拉氧頭孢 | Latamoxef | |||
| 氟氧頭孢鈉 | Flomoxef Sodium | |||
| 頭孢米諾鈉 | Cefminox Sodium | |||
| 頭孢咪唑 | Cefpimizole | |||
| 頭孢他美酯 | Cefetamet Pivoxil | |||
| 頭孢泊肟酯 | Cefpodoxime Proxetil | |||
| 頭孢托侖酯 | Cefditoren Pivoxil | |||
| 頭孢特侖匹酯 | Cefteram Pivoxil | |||
| 第四代頭孢菌素 | ||||
| 頭孢吡肟 | Cefepime | Maxipime |
| |
| 頭孢匹羅 | Cefpirome | Cefrom | ||
| 頭孢克定 | Cefclidin | |||
| 頭孢噻利 | Cefoselis | |||
| 糖肽類抗生素 | ||||
| 替考拉寧 | Teicoplanin | |||
| 萬古黴素 | Vancomycin | Vancocin | ||
| 大環內酯類抗生素 | ||||
| 阿奇黴素 | Azithromycin | Zithromax、Sumamed、Zitrocin | 治療鏈球菌感染、梅毒、呼吸道感染、支原體感染、萊姆病 |
|
| 克拉黴素 | Clarithromycin | Biaxin | ||
| 地紅黴素 | Dirithromycin | |||
| 紅黴素 | Erythromycin | |||
| 羅紅黴素 | Roxithromycin | |||
| 醋竹桃黴素 | Troleandomycin | |||
| 單內酰環類 | ||||
| 安曲南 | Aztreonam | |||
| 青黴素類 | ||||
| 阿莫西林 | Amoxicillin | Novamox | 廣譜抗菌、鏈球菌感染、梅毒、萊姆病 |
|
| 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 | |||
| 青黴素（盤尼西林） | Penicillin | |||
| 哌拉西林 | Piperacillin | |||
| 替卡西林 | Ticarcillin | |||
| 多肽類抗生素 | ||||
| 桿菌肽 | Bacitracin | 眼、耳和膀胱感染（直接用於眼或肺部吸入，很少用於注射） |
| |
| 粘桿菌素 | Colistin | |||
| 多黏菌素B | polymyxinB | |||
| 四環素類抗生素 | ||||
| 地美環素 | Demeclocycline | 梅毒、支原體感染、衣原體感染、膝立克次氏體感染、萊姆病 |
| |
| 強力黴素 | doxycycline | Vibramycin | ||
| 米諾環素 | Minocycline | Minocin | ||
| 土黴素 | Oxytetracycline | |||
| 四環素 | Tetracycline | Sumycin | ||
| 其他 | ||||
| 胂凡納明 | Arsphenamine | Salvarsan | 螺旋體感染（已淘汰） | |
| 氯黴素 | Chloromycetin | 各種敏感菌（已基本不用） | ||
| 氯潔黴素（克林黴素） | Clinmycin | Cleocin | 革蘭氏陽性菌 | |
| 乙胺丁醇 | Ethambutol | 結核桿菌 | ||
| 磷黴素 | Fosfomycin | 革蘭陰性菌 | ||
| 夫西地酸 | Fusidic acid | 革蘭氏陽性球菌、葡萄球菌（皮膚感染） | ||
| 呋喃唑酮 | Furazolidone | 革蘭氏陰性菌和陽性菌（獸用） | ||
| 異煙肼 | Isoniazid | 結核桿菌 | ||
| 雷奈佐利 | Linezolid | Zyvox | 革蘭氏陽性菌的嚴重感染 | |
| 甲硝唑 | Metronidazole | Flagyl | 各種厭氧菌感染 | |
| 莫匹羅星 | Mupirocin | 革蘭氏陽性球菌（外用皮膚感染） | ||
| 呋喃妥因 | Nitrofurantoin | Macrodantin、Macrobid | 革蘭陽性菌及陰性菌 | |
| 平板黴素 | Platensimycin | 革蘭氏陽性菌（實驗中） | ||
| 吡嗪酰胺 | Pyrazinamide | 結核桿菌 | ||
| 奎奴普丁/達福普汀 | Quinupristin/Dalfopristin | Syncercid | 革蘭陽性菌 | |
| 利福平 | Rifampin | 結核分枝桿菌和部分非結核分枝桿菌 | ||
| 大觀黴素 | Spectinomycin | 淋病奈瑟菌所致尿道、宮頸和直腸感染 | ||
| 替利黴素 | Telithromycin | Ketek | 肺炎
| |
| 喹諾酮 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 中文名稱 | 英文名稱 | 廠牌名稱 | 應用 | 副作用 |
| 環丙沙星 | Ciprofloxacin | Ciproxin, Ciplox | 尿路感染，細菌性前列腺炎、細菌性腹瀉、淋病 |
|
| 伊諾沙星 | 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 | ||
| 諾氟沙星 | 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）、磺胺米隆用於燒傷 |
| |
| 百浪多息 | Prontosil (archaic) | |||
| 磺胺醋酰 | Sulfacetamide | |||
| 磺胺甲二唑 | Sulfamethizole | |||
| 磺胺二甲異惡唑 | Sulfanilimide (archaic) | |||
| 柳氮磺吡啶 | Sulfasalazine | |||
| 磺胺異惡唑 | Sulfisoxazole | |||
| 甲氧苄定 | Trimethoprim | |||
| 複方增效磺胺 | Trimethoprim-Sulfamethoxazole (Co-trimoxazole) (TMP-SMX) | Bactrim | ||
作用機理
抗生素等抗菌劑有抑菌或殺菌作用，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。主要是針對「細菌有而人（或其它高等動植物）沒有」的機制進行殺傷，有4大類作用機理[5]：
- 阻礙細菌細胞壁的合成，導致細菌在低滲透壓環境下溶脹破裂死亡，以這種方式作用的抗生素主要是β-內酰胺類抗生素。哺乳動物的細胞沒有細胞壁，不受這類藥物的影響。
- 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粘菌素和短桿菌肽等。
- 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——這意味着細胞存活所必需的結構蛋白和酶不能被合成。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。
- 阻礙細菌DNA的複製和轉錄，阻礙DNA複製將導致細菌細胞分裂繁殖受阻，阻礙DNA轉錄成mRNA則導致後續的mRNA翻譯合成蛋白的過程受阻。以這種方式作用的主要是人工合成的抗菌劑喹諾酮類（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 |
參考文獻
- ^ Morgun A. Uncovering effects of antibiotics on the host and microbiota using transkingdom gene networks. (PDF). Gut. 2015 [2016-02-28]. PMID 25614621. （原始內容存檔 (PDF)於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]. （原始內容存檔於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.
- ^ 溫學義. 抗生素作用机理研究进展. 吉林醫學. 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.
