抗生素基础知识

抗生素基础知识,呼吸与危重症医学科 郑溢声,目 录,细菌（大小、形态、结构、细胞壁的功能、G+、G-、致病菌）感染细菌耐药性及机制抗生素的概念及发展抗生素常用语抗生素作用机制及分类几种常见致病菌感染的抗生素选择,细 菌,细菌是一类有细胞壁的单细胞原核细胞型微生物，有无性二分裂法繁殖。多数细菌1520分钟即可繁殖一代。各种细菌在一定的环境条件下，有相对恒定的形态和结构，同一种细菌的细胞聚集群体有相似的形态特征。,细菌的大小,不同中的细菌大小不一，同种细菌也可因生活环境和菌龄的不同而有所差异。多数球菌的直径为1.0微米(m)左右，杆菌为15m0.51.0m,细菌的测量单位：,微米(m),形态与结构,细菌的大小与形态,微米(m),球菌,杆菌,螺形菌,细菌的基本形态和排列方式,弧菌,螺菌,球杆菌,链杆菌,葡萄球菌,双球菌,链球菌,细菌的结构,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞,细菌的结构,细菌细胞壁的基本结构与主要功能,细胞壁的位置：在细菌细胞膜的外层，是坚韧而有弹性的结构。细胞壁上的微孔：水和直径小于1nm的可溶性分子可自由通过，与 细菌膜共同完成体内外的物质交换。细胞壁的主要化学成分：肽聚糖（粘肽），为细菌细胞壁所特有，也是G+菌和G-菌细胞壁的共同成分，但其含量多少及肽链性质有所不同。主要功能：保护细菌，支持细菌膜使其承受胞内强大的渗透压，使细菌避免破裂和变形。,细 胞 壁,特殊组分：,G+菌特有成分及主要功能,壁磷壁酸,膜磷壁酸,磷壁酸,膜磷壁酸,壁磷壁酸,形态与结构,可达50层,脂蛋白,脂多糖,脂质双层,形态与结构,特殊组分：,外膜,微孔蛋白,肽聚糖,G-菌特有成分及主要功能,外膜,有通透屏障作用，使抗生素不易达到其作用靶部位。,形态与结构,G+菌与G-菌细胞壁的比较,已知细菌有1600多种，致病菌约260多种；常见病原菌约20多种；,毒力,侵袭力：,毒素：,指细菌突破机体的防御机能，在体内定居、繁殖及扩散、蔓延的能力。构成侵袭力的主要物质有细菌的酶、荚膜及其他表面结构物质。,细菌毒素（Toxin）按其来源、性质和作用的不同，可分为外毒素和内毒素两大类。,致病菌,感 染,病原菌在一定条件下侵入机体，与机体相互作用，并产生病理生理过程称为感染（Infection）或传染。,感染的来源,外源性感染：来自宿主体外的病原菌所引起的感染。,内源性感染：寄生于人体内的少数细菌，当机体免疫力减低时，或者由于外界因素的影响，引起体内正常菌群失调，由此而造成的感染,隐性感染：当机体有较强的免疫力，或入侵的病原菌数量不多，毒力较弱时，感染后对人体损害较轻，不出现明显的临床症状。,显性感染：病原微生物暂时取得了优势地位，机体又不能维护其内部环境的的相对稳定性，机体组织细胞就会受到一定程度的损害，表现出明显的临床症状，称为显性感染。过程可分为潜伏期、发病期及恢复期。,带菌状态：在隐性感染或传染痊愈后，病菌在体内继续存在，并不断排出体外，形成带菌状态。但无临床症状。,感染的类型,显性感染临床上按病情缓急分为感染和慢性感染；按感染的部位分为局部感染和全身感染。,全身感染,1.菌血症：病原菌自局部病灶不断地侵入血流中，但受到体内免疫作用，不能在血流中大量生长繁殖。2.毒血症：病原菌在局部生长繁殖过程中，细菌不侵入血流，产生的毒素进入血流，引起独特的中毒症状3.败血症：病原菌不断侵入血流，并在血流中大量繁殖，释放毒素，造成机体严重损害，引起全身中毒症状4.脓毒血症：化脓性细菌引起败血症时，由于细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）引起多发性化脓病灶。,院内感染,医院内获得性感染， 罹患率： 中国 97， 美国 5， 世界各国 317左右。,医院内感染原因,(1) 随着抗菌药物在临床上日益而广泛应用和不合理滥用。造成菌群失调，不敏感菌异常增殖。 (2) 脏器移植，HIV感染，免疫功能低下，人工瓣膜，体内异 物，导管介入等。,细 菌 耐 药 性 的 问 题,细菌耐药：抗生素对细菌由敏感变成不敏感，由有效变成无效。即又称作细菌对抗生素产生耐药。细菌能获得对抗生素杀菌作用的耐药性耐药细菌是其遗传基因上发生变化而变得对抗生素的作用不敏感在过去20年中，众多的致病菌对大批抗生素产生耐药性，这给严重感染的成功治疗带来极大的挑战,细 菌 耐 药 的 机 制,产生灭活酶改变胞浆膜通透性改变靶部位,严重的耐药菌成为临床难题,G：耐甲氧西林金葡菌（MRSA）、 肠球菌（MRSE）等； G-：绿脓杆菌（铜绿假单胞菌）、 大肠杆菌等。,抗生素，原称抗菌素。是由微生物在生长繁殖过程中产生的一种二级代谢产物，是一种能在低浓度下具有抑制或杀死其他微生物作用的化学物质。,抗生素不仅对细菌、霉菌等有抑杀作用而且对螺旋体、衣原体、支原体等其他致病微生物及恶性肿瘤也有良好的抑杀作用。,抗生素概念,1929年英国学者弗莱明（Alexander Fleming）首先发现了青霉素，开始人类使用抗生素的历史。,抗生素的发展,194O年，英国牛津大学的病理学家弗劳雷 (Florey) 和生物化学家钱恩 (Chain) 分离提纯青霉素成功，开创了抗生素化学治疗的新纪元。,50年代:发现链霉囊、氯霉素、多粘霉素、金霉素、土霉素、红霉素、卡那霉素、利福霉素。,60年代: 1959年英国 Beecham 研究组从青霉素发酵液中分离提纯青霉素母核6氨基青霉烷酸(6-APA)成功。半合成青霉素迅速发展，头孢菌素萌芽。,90年代-现在:针对细菌耐药性开发新品种。主攻-内酰胺类抗生素和喹诺酮类抗菌药，以及对新用法的研究。,80年代: 第三代头孢菌素类、单环类、 -内酰胺酶抑制剂、喹诺酮类抗菌药崛起。,70年代: 头孢菌素迅速发展，半合成青霉素推出酰脲类青霉素。,天然抗生素：完全从微生物培养液中提取。,合成抗生素、半合成抗生素：完全用人工合成或部分人工合成。,抗菌谱：一种或一类抗生素（或抗菌药物）所能抑制（或杀灭）微生物的类、属、种范围。,抗生素常用术语,a.最低抑菌浓度（MIC）： 能够抑制培养基内细菌生长的最低浓度,b.最低杀菌浓度（MBC）： 能够杀灭培养基内细菌的最低浓度。,c.抗生素后效应（PAE）: 抗生素与细菌短暂接触后，在一定时间内仍然对细菌生长产生持续抑制作用。,抗菌活性:指药物抑制或杀灭微生物的能力。,吸收过程分布过程代谢过程排泄过程 给药途径 组织体液 排泄途径,抗菌药物的体内过程：,抗生素的作用机制,抑制核酸代谢,抑制蛋白质合成,影响胞浆膜的通透性,抗叶酸代谢,抑制细菌细胞壁合成,抗叶酸代谢,细菌细胞壁主要结构成分是胞壁粘肽，由N-乙酰葡萄糖胺（GNAc）和与五肽相连的N-乙酰胞壁酸（MNAc）重复交替联结而成。,抗生素可通过抑制有关酶系阻碍N-乙酰胞壁酸的形成，青霉素等的作用靶位是胞浆膜上的青霉素结合蛋白（PBPs），表现为抑制转肽酶的转肽作用，从而阻碍了交叉联接。,抑制细菌细胞壁合成,影响胞浆膜的通透性,细菌胞浆膜主要是由类脂质和蛋白质分子构成的一种半透膜，具有渗透屏障和运输物质的功能。 某些抗生素具有表面活性物质，能选择性地与细菌胞浆膜中的磷酯结合；有些则仅能与真菌胞浆膜中固醇类物质结合。它们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。,抑制蛋白质合成,抑制核酸代谢,喹诺酮类药物能抑制DNA螺旋酶（拓扑异构酶），阻止DNA的合成。 利福平能抑制以DNA为模板的RNA多聚酶。,常用抗生素,1. 内酰胺类 2. 氨基糖甙类 3. 大环内脂类 4. 四环素类 5. 喹诺酮类 6. 氯霉素类 7. 多肽类 8. 其他,内酰胺类抗生素,青霉素类,内酰胺类抗生素,头孢菌素类,氨基糖甙类抗生素,大环内酯类抗生素,四环素类抗生素,喹诺酮类抗生素,喹诺酮类抗生素特点,抗菌作用强，尤对G-杆菌强，对葡萄球菌和铜绿假单孢菌具中度作用，对肺链、肠球菌和厌氧菌作用较差。但新喹诺酮类如司巴沙星、妥舒沙星、可乐必妥等对肺链、肠球菌、厌氧菌的作用较强，更新喹诺酮类对衣原体和支原体也有效。T1/2较长（312h），蛋白结合率低，体内组织分布广小儿和孕妇不宜使用，严重脑动脉硬化和癫痫患者慎用,特 点,抗菌谱广组织穿透力强肺组织中浓度高,注 意,交叉耐药严重不良反应 骨骼发育，致畸，神经系统,多肽类和氯霉素类抗生素,青霉素基本结构,1975年美国哈佛大学伍多瓦托教授提出了将青霉素和头孢菌素的骨架进行组合的青霉烯（penem）一定会有很强抗菌活性的假说,头孢菌素基本结构,碳青霉烯非典型内酰胺抗生素,7ACA,碳青霉烯 Carbopenem,亚胺培南 Imipenem,帕尼培南 Panipenem,美罗培南 Meropenem,1985年上市，单独用药时受肾脱氢肽酶（DHP-I）降解失活，与DHP-I抑制剂西司他丁（cilastatin）合用,1993年上市，单用有肾毒性，与肾保护剂倍他米隆（betamipron）合用,1994年上市，第一个可单独给药的1 甲基碳青霉烯类抗生素。,比阿培南 Biapenem,日本Lederle 公司研制中,几种常见致病菌感染的抗生素选择,肺炎球菌（G+需氧球菌）肺炎,首选青霉素，剂量为80万U肌注，2/日，疗程7-10d。静脉用药时每日剂量240-480万U。有明显并发症病人剂量可在1200-1800U/d对青霉素过敏的病人，可选择红霉素（250mg，1次/6h）或万古霉素（500mg，1次/12h）并发脑膜炎者，加用氯霉素。四环素、氨基甙类多耐药，不作为常规选用药物,肺炎支原体肺炎,红霉素为首选药物，四环素也有效疑为肺炎支原体肺炎，难与军团菌肺炎或肺炎链球菌肺炎鉴别时，首选红霉素,金黄色葡萄球菌（G+需氧球菌）肺炎,首选对-内酰胺酶稳定的新型半合成青霉素或第一代头孢菌素，如苯唑西林1-2g，1次/4h，肌注或静滴；头孢菌素类可选用头孢唑林。严重金葡菌感染应联合用药，一般二联即可，即在首选药基础上加红霉素、丁胺卡那霉素等金葡菌与G-杆菌混合感染的严重病例可选用或联用：第三代头孢菌素，其他-内酰胺类（特美丁、奥格门汀、舒氨新），氟喹诺酮类MRSA首选万古霉素，1g，2/日静滴疗程不定，无并发症者至少10-14d；有空洞性病灶或脓胸的病人为4-6周；继发于心内膜炎者为6周或更长。,军团菌（G-需氧杆菌）肺炎,首选红霉素0.5-1.0g口服或静脉滴注，6-8h一次治疗开始5-7d宜静脉给药，疗程7-14天,克雷白杆菌（G-兼性厌氧菌）肺炎,主要使用头孢菌素及氨基糖甙类抗生素，头孢唑林或头孢西丁加丁胺卡那霉素有协同作用，但应注意肾毒，静脉用药不少于2周。如发生空洞或脓胸应延长达4-6周或更长重症感染可选用三代头孢菌素单药治疗，如头孢哌酮氧哌嗪青霉素加氨基甙类抗生素也具有良好抗菌活性,绿脓杆菌（G-需氧杆菌）肺炎,抗甲单胞性青霉素及氨基甙类抗生素具有抗菌活性丁胺卡那霉素可作为经验用药。氟喹诺酮类抗菌药，如环丙沙星有良好疗效。,首选第2或第3