抗生素与人体健康

抗生素与人体健康

摘要抗生素作为抗感染治疗的主要药物，在保证人类健康中发挥着重要作用。但伴随其在临床治疗和其他领域的广泛应用，细菌耐药性现象日趋严重，不合理使用抗生素类药物正严重地威胁着人类健康。本文从化学结构角度就几类常见抗生素的特点、应用、细菌耐药性及如何规范使用抗生素等方面作了概述。

关键词抗生素化学结构耐药性副作用

自青霉素问世以来，抗生素作为抗感染治疗的主要药物，在保证人类健康中发挥着重要的作用。可以说，抗生素是上世纪最伟大的医学发现之一。但伴随其在临床治疗和其他领域的广泛应用，细菌耐药性现象日趋严重，已经成为当今人类抗感染治疗中所面临的最严峻挑战。根据国家食品药品监督管理局的规定，已从2004年7月1日起，所有抗生素类药物包括口服抗生素类药物都将作为处方药进行规范管理。这一规定对于合理使用抗生素无疑起到了重要的积极作用。

1 抗生素的含义

抗生素是由细菌、霉菌或其他微生物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他生理活性的一类次生代谢有机物。它既不参加细胞结构，也不是细胞的贮存养料，对产生菌本身无害，但对其他微生物则有专一的作用。抗生素主要是从微生物的培养液中提取或者用合成、半合成方法制取。

2 常见抗生素类药物的特点和应用

抗生素的种类繁多，结构复杂，因此分类方法多种多样，至今尚无统一标准，本文按照抗生素的化学结构分别介绍几类常见抗生素的特点和应用。

2.1 β-内酰胺类抗生素

该类药物包括青霉素类和头孢菌素类，其基本结构均含有β-内酰胺环，通过

替代基团或加减环又分成许多亚类。抗菌机理是抑制细菌细胞壁的合成。

2.1.1 青霉素类药物

由青霉菌所产生的一类抗生物质总称为青霉素。根据侧链R基团的不同，可将青霉素分为F、V、G、X、R等几类，结构式如图1［1］。

青霉素G是第一个被应用到临床的抗生素，青霉素V是最早作为口服用药的青霉素。青霉素G的主要来源是生物合成，即发酵。化学家通过利用化学合成的方法，巧妙地将青霉素G的R侧链转变成其他基团，从而得到了许多效果更好的类似物，如氨苄青霉素和羟氨苄青霉素（又名阿莫西林），它们比天然的青霉素疗效高，性质稳定。由于这样的抗生素是以天然的抗生素为原料，经过“化学修饰”而得到的，故成为半合成抗生素。青霉素并不干扰人体的酶系统，它选择性的作用于细菌并引起溶菌作用，几乎不损害人的细胞，从这一点来看，青霉素在某种程度上是一类比较理想的抗生素。青霉素在医学上主要用于治疗葡萄球菌传染症如脑膜炎、化脓症、骨髓炎等，溶血性链球菌传染症如腹膜炎、产褥热，以及肺炎、淋病、梅毒、炭疽等。

2.1.2 头孢菌素类药物

头孢菌素是与青霉素结构相似的另一类抗生素，来源于与青霉素近缘的头孢属真菌。在化学上，这类化合物比青霉素稳定，但天然的头孢菌素抗菌效力较低，为此化学家根据半合成青霉素的经验成功地合成了一些高效、广谱、可供口服的半合成头孢菌素，如头孢氨苄（即先锋四号）、头孢拉定（即先锋六号）等，结构式如图2［1］。

2.2 氨基糖苷类抗生素

这类抗生素是一类结构中含氨基糖，以苷键与氨基环己醇结合的一族化合物［2］。其化学特征是具有环状氨基。包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、小诺霉素等等。其中链霉素对各种结核病、败血病和泌尿道感染等疾病有很好效果，但对脑神经、耳和肾脏等有严重毒副作用。其中较有代表性的硫酸链霉素和小诺霉素的结构式如图3、图4［3］。

2.3 喹诺酮类抗生素

喹诺酮类是完全由化学家合成出来的一类抗生素，主要有诺氟沙星（又名氟派酸）、环丙沙星、洛美沙星、氟罗沙星等等，结构式如图5［3］。

诺氟沙星主要治疗毛囊炎、蜂窝质炎、咽喉炎、扁桃体炎、膀胱炎和肠道感染。环丙沙星对所有细菌的抗菌活性均较诺氟沙星强2～4倍，主要用于治疗尿道感染、淋病、伤寒、败血病，以及呼吸道、皮肤、腹腔和胃肠道感染等等［4］。

2.4 大环内酯类抗生素

大环内酯类抗生素是指以大环内酯为基本骨架的一类抗生素的总称。主要由链霉菌产生，少数由小单孢菌产生。目前应用于临床的大环内酯类抗生素主要有红霉素、罗红霉素、麦迪霉素、螺旋霉素等等，其中较有代表性的红霉素、麦迪霉素的结构式如图6、图7［3］。

红霉素是临床上应用最广泛的大环内酯类抗生素，主要用于由耐药性金黄色葡萄球菌、溶血性链霉菌引起的感染症，如脑炎、败血症、骨髓炎等。

2.5 四环类抗生素

四环类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素，主要有土霉素、四环素、金环素、米诺环素等。四环类抗生素主要特点是抗菌谱广，毒副作用较小。其中较有代表性的盐酸土霉素、四环素和米诺霉素的结构式如图8、图9、图10［3］。

2.6 其他类

抗生素的种类较多，在这里不一一赘述。

3 细菌对抗生素类药物的耐药性

耐药性又叫抗药性，是指细菌对药物的敏感性下降甚至完全消失的现象。这是微生物与环境和抗生素之间复杂相互作用的结果，下面仅以青霉素为例就可窥见一斑。

青霉素的问世使过去曾是致命的疾病得到了有效治疗。但是随着青霉素的大规模使用，越来越多的细菌对它产生了耐药性（例如，青霉素G开始使用时，只有8％的葡萄球菌对它有耐药性，到1962年，耐药的葡萄球菌增加到70％，其他抗生素也有类似的情况），使一些传染病又重新开始威胁人类生命。已有研究表明，一些细菌之所以对青霉素产生耐药性，是由于它们逐渐产生了一种能迅

速分解青霉素的酶——β内酰胺酶的缘故。已有足够的证据表明，β内酰胺酶

的基因早在使用青霉素之前已存在于细菌中。目前，化学家针对该酶活性中心部位含有丝氨酸残基的特点，设计出与青霉素分子结构相似的β-内酰胺酶抑制剂——青霉烷砜。青霉素内酰胺环上的高反应性肽键（酰胺键）受到转肽酶活性部位上丝氨酸残基的羟基的亲核进攻形成了共价键，生成青霉素噻唑酰基－酶复合

物（如图11所示），从而不可逆地抑制了该酶的催化活性，青霉烷砜与β内酰

胺酶共价结合后形成失活态，使该酶变成“死”酶。

因此，将青霉烷砜与青霉素合并用药，能增强抗菌活力。解决耐药性的另一有效办法是不断地使药物更新换代。因此，化学家对疾病的斗争任重而道远。

4 如何规范使用抗生素类药物

抗生素类药物虽然是治疗人们日常细菌性疾病的主要药物，但是由于不正确的使用而导致的抗生素耐药性问题越来越严重。根据国家食品药品监督管理局的调查：我国不合理使用抗生素的比例超过46％，而在加拿大和美国，过量使用抗生素的比例是15％和30％。过量或不正确使用抗生素类药物不但对疾病无益，反而产生极大的副作用，尤其对于儿童和老人。如：氨基糖苷类抗生素会引起耳鸣、眩晕、耳聋等；氯霉素会引起再生障碍性贫血；庆大霉素、卡那霉素可引起白细胞减少等造血系统毒性反应；口服抗生素后可引起胃部不适，如恶心、呕吐、食欲减退等；尤其是四环素类药物亦可致体内菌群失调，引起维生素B族和维生素K缺乏等等［5］。专家提醒在使用抗生素类药物时应注意［6］：

（1）不用抗生素类药物治疗感冒、腹泻。因为抗生素不是治疗感冒、腹泻的灵丹妙药，而感冒的原因90％是属于病毒性感冒。

（2）不主张用新药、贵药、好药。病情有区别，用药有讲究。新药、贵药、好药并不与任何疾病的疗效成正比。

（3）不频繁更换抗生素。因为抗生素要坚持用一段时间以上才有效，假如您刚用一种抗生素1～2天没有见疗效，又自行更改或要求医生更换新的抗生素，这是一种不良的用药行为。

（4）不要同时服用几种抗生素。联合用药要合理，可以一种抗生素解决问题的不用其他抗生素。

（5）服用抗生素时注意药物说明书中的对特殊人群如孕妇、老人和儿童等慎用的特别提示。