很早以前,人们就发现某些微生物对另外一些微生物的生长繁殖有抑制作用,并把这种现象称为抗生。随着科学的发展,人们终于揭示出抗生现象的本质,从某些微生物体内找到了具有抗生作用的物质,并把这种物质称为抗生素,如青霉菌产生的青霉素、灰色链丝菌产生的链霉素,都有明显的抗菌作用。所以人们把由某些微生物在生活过程中产生的,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称为抗生素。
由于最初发现的一些抗生素主要对细菌有杀灭作用,所以曾一度将抗生素称为抗菌素。但是随着抗生素的不断发展,陆续出现了抗病毒、抗衣原体、抗支原体,甚至抗肿瘤的抗生素也纷纷被发现并用于临床,显然称为抗菌素就不妥,还是称为抗生素更符合实际了。抗肿瘤抗生素的出现,说明微生物产生的化学物质除了原先的抑制或杀灭某些病原微生物的作用之外,还具有抑制癌细胞的增殖或代谢的作用。因此,对抗菌药和抗生素的定义如下。
(1)抗菌药是微生物或人工化学合成的具有抑制或杀灭细菌作用的药物。抗菌药包括人工合成抗菌药(喹诺酮类等)和部分抗菌药。
(2)抗生素是指由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。简单地说,抗生素是由某些微生物产生的化学物质,能抑制微生物和其他细胞增殖的物质。按照用途可以分为抗细菌抗生素、抗真菌抗生素、抗肿瘤抗生素、抗病毒抗生素等。
抗菌药有多种分类方法,按药理作用分类有β-内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、林可霉素类、多肽类、喹诺酮类、磺胺类、抗结核药、抗真菌药及其他抗菌药。它们的作用特点分别如下。
(1)β-内酰胺类属于繁殖期杀菌剂。其特点是血药浓度高、抗菌谱广和毒性低。β-内酰胺类包括青霉素类,头孢菌素类,新型β-内酰胺类,以及β-内酰胺类与β-内酰胺酶抑制剂组成的复合制剂。
1)青霉素类:青霉素有3个基本的化学结构:噻唑烷环、连接的β-内酰胺环和一个或多个取代的氨基酸侧链。它们可分为天然青霉素、耐青霉素酶青霉素、氨基青霉素、羧青霉素和广谱青霉素。
青霉素G在临床上主要用于肺炎球菌、溶血性链球菌及厌氧菌感染,金黄色葡萄球菌和流感杆菌多数对其耐药。普鲁卡因青霉素G半衰期较青霉素长。青霉素V钾片耐酸,可口服,使用方便。
双氯青霉素对产酸耐青霉素G的金黄色葡萄球菌抗菌活性最强,对其他革兰阳性(G + )球菌作用较青霉素G差,对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)无效。
阿莫西林的抗菌谱与氨苄青霉素相似,肺炎球菌、溶血性链球菌、肠球菌和流感杆菌对本药敏感,抗菌作用优于氨苄青霉素,但对假单胞菌无效。
广谱抗假单胞菌类对革兰阳性球菌的抗菌作用与青霉素G相似,对革兰阴性(G - )杆菌(如大肠杆菌、变形杆菌、流感杆菌等)及假单胞菌有很强的抗菌作用,尤其哌拉西林、阿洛西林、美洛西林抗菌活性更强。
抗革兰阴性杆菌类如美洛西林主要作用于革兰阴性菌,包括大肠杆菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、枸橼酸杆菌、志贺菌、沙门菌和部分沙雷杆菌等有良好的抗菌作用;对革兰阳性菌作用较弱;对假单胞菌、吲哚阳性变形杆菌、奈瑟菌属、厌氧杆菌和肠球菌等无效。
2)头孢菌素类属广谱抗菌药物,分4代。第一、二代对铜绿假单胞菌(绿脓杆菌)无效,第三代中部分品种及第四代对绿脓杆菌有效,该类药物对支原体和军团菌无效。
第一代头孢菌素:包括头孢噻吩、头孢氨苄、头孢唑林、头孢拉定。对产酸金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、溶血性链球菌等革兰阳性球菌抗菌活性较第二、三代为强,对革兰阴性杆菌的作用远不如第二、三代,仅对少数肠道杆菌有作用。对β-内酰胺酶稳定性差,对肾有一定毒性;对绿脓杆菌、变形杆菌、不动杆菌等无效。其中头孢唑林、头孢拉定较常用。
第二代头孢菌素:包括头孢呋辛、头孢克罗、头孢孟多、头孢替安、头孢美唑、头孢西丁等。对革兰阳性球菌包括产酸金黄色葡萄球菌抗菌活性与第一代相似或略弱,对革兰阴性杆菌较第一代强,但不如第三代。对流感杆菌有很强的抗菌活性,尤其是头孢呋辛和头孢孟多对绿脓杆菌、沙雷菌、阴沟杆菌、不动杆菌无效。除头孢孟多外,其他二代头孢菌素对β-内酰胺酶稳定。
第三代头孢菌素:包括头孢他啶、头孢三嗪、头孢噻肟、头孢哌酮、头孢地嗪、头孢甲肟、头孢克肟等。第三代头孢菌素对产酸金黄色葡萄球菌有一定活性,但较第一、二代为弱,对革兰阴性杆菌包括沙雷菌、绿脓杆菌有强大的抗菌活性,其中头孢他啶抗菌谱更广,抗绿脓杆菌作用最强,其次为头孢哌酮;头孢地嗪对绿脓杆菌、不动杆菌、类肠球菌无效。除头孢哌酮外,其余第三代头孢菌素对β-内酰胺酶稳定,肾毒性少见。
第四代头孢菌素:包括头孢匹罗、头孢吡肟、头孢唑喃等。第四代头孢菌素抗菌作用快,抗菌活力较第三代强,对革兰阳性球菌包括产酸金黄色葡萄球菌有相当活性。对革兰阴性杆菌包括绿脓杆菌作用与第三代相似,对耐药菌株的活性超过第三代。头孢匹罗对包括绿脓杆菌、沙雷菌、阴沟杆菌在内的革兰阴性杆菌的作用优于头孢他啶;头孢吡肟对革兰阳性球菌的作用明显增强,除黄杆菌及厌氧菌外,对本品均敏感。对β-内酰胺酶更稳定。
3)新型β-内酰胺类包括碳青霉烯类(亚胺培南、帕尼培南、美洛培南)和单环β-内酰胺类(氨曲南、卡芦莫南)。泰能(亚胺培南/西司他丁):抗菌谱极广,对革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌及厌氧菌,包括对其他抗生素耐药的绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、粪链球菌、脆弱拟杆菌均有极强的抗菌活力,对多数耐药菌的活性超过第三代头孢菌素;对各种β-内酰胺酶高度稳定。氨曲南对多数革兰阴性杆菌包括肠杆菌科和绿脓杆菌均有良好的抗菌作用,但对革兰阳性球菌及厌氧菌无效,对β-内酰胺酶稳定。
4)β-内酰胺酶抑制剂能够与细菌产生的β-内酰胺酶进行结合,从而保护β-内酰胺不被β-内酰胺酶所水解,继续发挥抗菌作用。临床上常用的β-内酰胺酶抑制剂有克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦,它们与β-内酰胺类组成复合制剂,对耐药菌株可增强杀菌效果,并可使抗菌谱扩大。常用的品种有安灭菌(阿莫西林加克拉维酸)、特美汀(替卡西林加克拉维酸)、优立新(氨苄青霉素加舒巴坦)、舒普深(头孢哌酮加舒巴坦)和他唑西林(哌拉西林加他唑巴坦)。
(2)氨基糖苷类属静止期杀菌剂。常用的有阿米卡星、妥布霉素、庆大霉素、奈替米星、西索米星及链霉素,阿米卡星作用最强。主要抗革兰阴性杆菌,包括绿脓杆菌、肠杆菌科细菌、沙雷菌、不动杆菌等。对抵抗革兰阳性球菌也有一定活性,但不如第一、二代头孢菌素。对葡萄球菌的抗菌活性以奈替米星作用最强,对结核杆菌以链霉素最好;对厌氧菌无效。此类药物对听神经和肾有毒性作用,使用受到一定的限制。
(3)大环内酯类属窄谱速效抑菌剂,抗菌谱与青霉素G相似,主要为需氧的革兰阳性球菌、革兰阴性杆菌及厌氧球菌。军团菌、支原体、衣原体及部分流感杆菌对此类药物敏感。对绿脓杆菌、大多数肠杆菌科细菌无效。新大环内酯类包括罗红霉素、克拉霉素和阿奇霉素,与红霉素相比,抗菌谱没有明显扩大,但药物代谢动力学改善和不良反应减少是其明显进步之处。阿奇霉素对革兰阳性球菌作用比红霉素差,对革兰阴性杆菌比红霉素强,尤其对社会获得性肺炎(CAP)的常见致病菌、流感杆菌、支原体、衣原体和军团菌均有很好的抗菌活性,可作为CAP治疗的第一选择。
(4)四环素类属广谱抗菌药。因常见致病菌多已耐药,现在仅用于支原体、衣原体、立克次体及军团菌感染,多西环素和米诺环素抗菌谱同四环素,但抗菌作用比四环素强5倍,米诺环素作用更强,对多数耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌有效。
(5)林可霉素类包括林可霉素、氯林可霉素,抗菌谱较窄,抗菌作用与红霉素相似,氯林可霉素抗菌活性较林可霉素强4~8倍,主要用于金黄色葡萄球菌和厌氧菌感染。
(6)多肽类包括多黏菌素B、多黏菌素E、万古霉素、去甲万古霉素及壁霉素。多黏菌素B和E肾毒性大,疗效差,只用于严重耐药的革兰阴性杆菌感染。万古霉素和去甲万古霉素属于繁殖期杀菌剂,对包括多重耐药的金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎球菌、粪链球菌等革兰阳性球菌有高度抗菌活性,对革兰阴性杆菌多数耐药。壁霉素抗菌谱与抗菌作用与万古霉素相似,但对表皮葡萄球菌稍差,对肠球菌和难辨梭菌强于万古霉素。
(7)喹诺酮类包括诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、氟罗沙星、依洛沙星、洛美沙星、司帕沙星、格雷沙星、芦氟沙星、克林沙星、巴罗沙星、曲伐沙星等。抗菌谱与第三代头孢菌素相似而较广,对革兰阴性杆菌抗菌活性较革兰阳性球菌强,与环丙沙星、氧氟沙星相比,新喹诺酮类在保持原有对革兰阴性杆菌良好抗菌活性的同时,对革兰阳性球菌抗菌活性增强,以克林沙星、曲伐沙星最强。对革兰阳性厌氧菌抗菌活性也有所增强,其中曲伐沙星较甲硝唑高10倍以上,被认为是目前喹诺酮类对革兰阳性厌氧菌抗菌活性最强者。对其他呼吸科常见病原体的抗菌活性也有不同程度的提高,如司帕沙星对结核杆菌抗菌活性较环丙沙星强4~8倍,对其他分枝杆菌、军团菌、支原体、衣原体及耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌均具有相当活性。临床上多用于医院内感染,尤其对其他抗菌药耐药的革兰阴性杆菌及耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌感染等。
近年来,细菌耐药率日益增加,尤其以肠杆菌、耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌最为显著。本类药物可使细菌在各品种间产生交叉耐药,并对其他抗菌药,如β-内酰胺类药物产生耐药,故选用时应注意选择适应证。喹诺酮类药物新的分类法是将原来的第一、二代合称第一代,代表药物有萘啶酸、吡哌酸,抗菌谱为革兰阴性杆菌,用于尿路和肠道感染;将比较早期开发的氟喹诺酮类药物总称为第二代,代表药物有氧氟沙星、环丙沙星,抗菌谱为革兰阴性杆菌为主,用于各系统感染;第三代在第二代的基础上增加了抗革兰阳性球菌的活性,代表药物有司帕沙星、帕苏沙星,抗菌谱包括革兰阴性杆菌和革兰阳性球菌,用于各系统感染;第四代在第三代的基础上增加了抗厌氧菌的活性,代表药物有曲伐沙星、莫西沙星,抗菌谱包括革兰阴性杆菌、革兰阳性球菌和厌氧菌,用于各系统感染;第三、四代与第二代相比,主要增加了对革兰阳性球菌、厌氧菌、支原体、结核杆菌、军团菌的抗菌活性,可作为社会获得性肺炎的第一线治疗用药。
(8)磺胺类常用的有复方新诺明,多用于轻、中度细菌感染和衣原体感染,是卡氏肺孢子虫病的首选药物。磺胺嘧啶银多以外用途径,治疗烫伤感染等。
(9)抗结核药常用的有异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、乙胺丁醇和链霉素等。异烟肼是抗结核首选药物,是一个细胞内外结核菌的全效杀菌剂,对繁殖期细菌效果较好,对静止期细菌效果差。利福平对结核菌有很强的抗菌活性,作用在繁殖期和静止期细胞内和细胞外,为全效杀菌剂。吡嗪酰胺为细胞内及酸性环境中的强效杀菌剂,乙胺丁醇对繁殖期细菌有抑菌作用。异烟肼、利福平和吡嗪酰胺是组成初始短程化疗方案的最主要药物,乙胺丁醇(或链霉素)可参与短程化疗方案的组成。以上药物联合应用,可增加疗效,延缓耐药性产生。
(10)抗真菌药包括两性霉素B、氟康唑、伊曲康唑及5-氟胞嘧啶等。两性霉素B是最强的广谱抗真菌药,尽管其毒副作用大,但仍是深部真菌感染的首选药物之一,对新型隐球菌、组织胞浆菌、球孢子菌、念珠菌及曲霉菌等有较强的抗菌活性。氟康唑是广谱抗真菌药,对大部分念珠菌属、隐球菌属和孢子菌属等有高效,但对曲霉菌无效。伊曲康唑口服吸收好,抗菌谱广,对曲霉菌也有明显活性,毒副作用小。5-氟胞嘧啶抗菌谱窄,对新型隐球菌、白色念珠菌有较强抗菌活性,对某些曲霉菌也有一定作用,与两性霉素B或氟康唑合用可以提高疗效,防止耐药性产生。
(11)其他抗菌药物如磷霉素抗菌谱广,但抗菌作用不强,毒性低。甲硝唑、替硝唑,对各种专性厌氧菌有强大的杀菌作用,疗效明显优于林可霉素,对需氧菌或兼性厌氧菌无效,可与其他抗菌药联合应用治疗混合感染。
抗菌药还有如下几种分类方法:
按作用机制分类——干扰细胞壁合成:青霉素、头孢菌素、磷霉素、万古霉素、卡泊芬净等属杀菌剂;损伤胞浆膜:氨基糖苷类、多烯类及咪唑类抗真菌药、多黏菌素,属杀菌剂等;抑制细菌蛋白质合成:大环内酯类(抑菌剂)、利奈唑胺、四环素及氨基糖苷(杀菌剂)等;影响核酸代谢:磺胺类(抑菌剂)、喹诺酮类(杀菌剂)、利福平(杀菌剂)等;影响胞浆膜的通透性:如多黏菌素、制霉菌素和二性霉素等多烯类均能使胞浆膜通透性增加,导致菌体内的蛋白质、核苷酸、氨基酸、糖和盐类等外漏,从而使细菌死亡。
按抗菌药来源分类——由某些微生物产生分离提纯的抗菌药有β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、氨基糖苷类、多肽类、氯霉素和抗真菌类;人工合成类有喹诺酮类、磺胺类、硝基咪唑类、硝基呋喃类、咪唑类衍生物等。
按药物代谢动力学分类——时间依赖性和浓度依赖性抗菌药。时间依赖性抗菌药的抗菌效应与临床疗效主要与药物和细菌接触时间密切相关,而与浓度升高关系不密切,当血药浓度高于致病菌的最小抑菌浓度(MIC)4~5倍以上时,其杀菌效能几乎达到饱和状态,继续增加血药浓度,其杀菌效能不再增加。大多数抗菌药物后效应(post antibiotic effect,PAE)或 较短的β-内酰胺类、林可霉素、部分大环内酯类药物等属于此类。一般推荐日剂量分多次给药和(或)延长滴注时间的给药方案。浓度依赖性抗菌药对致病菌的杀菌效应及临床疗效取决于最大血药浓度(C max ),而与作用时间关系不密切,即C max 越高,清除致病菌越迅速,作用越强。氨基糖苷类、氟喹诺酮类、达托霉素、多黏菌素、硝基咪唑类等属于此类药物。一般推荐日剂量单次给药方案,但对于治疗窗较窄的药物需注意不能使药物浓度超过最低毒性剂量。
按抗菌药管理分类——按照原国家卫生部发布的《抗菌药物临床应用管理办法》规定,抗菌药物临床应用实行分级管理。根据安全性、疗效、细菌耐药性、价格等因素,将抗菌药物分为三级:非限制使用级、限制使用级与特殊使用级。具体划分标准如下:①非限制使用级抗菌药物是指经长期临床应用证明安全、有效,对细菌耐药性影响较小,价格相对较低的抗菌药物;②限制使用级抗菌药物是指经长期临床应用证明安全、有效,对细菌耐药性影响较大,或者价格相对较高的抗菌药物;③特殊使用级抗菌药物是指具有以下情形之一的抗菌药物:具有明显或者严重不良反应,不宜随意使用的抗菌药物;需要严格控制使用,避免细菌过快产生耐药的抗菌药物;疗效、安全性方面的临床资料较少的抗菌药物;价格昂贵的抗菌药物。