素在极高的稀释度仍能有选择地抑制或杀死微生物。选择性毒力构成感染症的化学治疗的基础。 3、 引起细菌的耐药性

细菌在抗生素的作用下，除了大批敏感菌被抑制或杀死外，常常会有一些菌株调整或改变代谢途径，从敏感菌变为不敏感菌，即产生细菌的耐药性。耐药菌的出现是医学上的严重问题。目前除设法寻找新的抗耐药菌的抗生素外，在临床上应该合理使用，避免滥用，以防止耐药菌的产生。 （三）新抗生素的寻找

世界上寻找新抗生素的目标集中在以下几个方面：①抗肿瘤的抗生素；②抗耐药性金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和结核杆菌的抗生素；③抗绿脓杆菌和变形杆菌的抗生素；④抗小型病毒的抗生素。

获得新抗生素的方法主要有：①从土壤中筛选拮抗菌以获得新的天然抗生素；②用微生物或化学的方法改造已知抗生素的化学结构获得新的抗生素。 （四）一些重要抗生素的化学和医疗特性 1、青霉素

青霉素是青霉菌属的某些菌株产生的抗生素。青霉素疗效显著，近半个世纪来一直是临床上应用的主要抗生素之一。

（1）青霉素的化学结构

青霉素是含有青霉素母核的多种化合物的总称，青霉素发酵液中至少含有5种以上的不同的天然青霉素：青霉素F、青霉素G、青霉素X、青霉素K及二氢青霉素F等。青霉素的结构通式如下：

（2）青霉素的理化性质

青霉素本身为一元酸，可与钾、钙、钠、镁、铝和铵等化合成盐类。青霉素盐易溶于水，游离酸易溶于醇、酮、醚、酯等一般有机溶剂，稍溶于芳香族碳氢化合物，不溶于脂肪族碳氢化合物。医药上常用钾盐和钠盐。青霉素游离酸或盐类的水溶液不稳定，极易失去抗菌效力。青霉素不耐热，一般保存在冰箱中，但青霉素盐的结晶纯品在干燥条件下可于室温保存数年。

青霉素的抗菌效力与其分子中的β-内酰胺环有关，酸、碱、重金属或青霉素酶等可使这一功能基团破裂，导致青霉素失效。

（3）青霉素的抗菌作用和临床应用

青霉素主要抑制革兰氏阳性细菌，但对某些革兰氏阴性细菌、螺旋体及放线菌也有强大的抗菌作用，青霉素的抗菌作用与抑制细胞壁的合成有关。

青霉素临床上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、梅毒和炭疽等。青霉素中以G和X二型作用最强。G型对梅毒最有效，对葡萄球菌的作用也壁X型强。X型对淋病、脑膜炎以及肺炎则壁G型有效。 2、链霉素

链霉素是第一个从放线菌中获得的抗生素。链霉素亦为多成分抗生素，通常临床应用的链霉素和二氢链霉素(由链霉素人工氢化制得)是其中的两种。

链霉素的分子结构分为链霉胍和链霉二糖胺两部分，后者系由链霉糖和2-甲氨基葡萄糖所构成。一般化学反应只能将链霉素分子裂解为链霉胍和链霉二糖胺，链霉糖中的醛基是链霉素抗菌效能部分，它易被半胱氨酸、维生素C、羟胺等破坏，使链霉素失效。二氢链霉素无此醛基，不受这些试剂影响，所以比较稳定，这是它的优点。 链霉素为氨基环醇化合物，碱性强，且不稳定，因此一般制成盐类(盐酸盐、硫酸盐等)。链霉素的盐类十分稳

定，固体干燥状态可长期保存。

链霉素主要抑制革兰氏阴性细菌，特别是结核分枝杆菌。链霉素是临床上治疗各种结核病的最有效药物之一。

此外，对膀胱炎、败血症等亦有良好的医疗效果。 3、氨基环醇类抗生素

氨基环醇类抗生素是一类在分子中含有一个环己醇型配基，以糖苷键与氨基糖(或中性糖)相结合的化合物，曾称氨基糖苷类抗生素。前面叙述的链霉素也属于这一类。这类抗生素首先根据环己醇衍生物的结构进行分类，如链霉素归属于链霉胍衍生物类；新霉素、巴龙霉素、卡那霉素和庆大霉素等属于2—脱氧链霉胺衍生物类： （1）新霉素

新霉素是一种链霉菌产生的广谱抗生素。能抑制大多数阴性细菌及阳性细菌、结核杆菌。由于新霉素口服后很少被吸收，所以临床上常用它治疗肠道疾病。

新霉素不是单一的化合物，它由新霉素A,B、C分组成。 （2）卡那霉素

卡那霉素为卡那链霉菌产生的广谱抗生素。卡那霉素的理化性质及抗菌谱和新霉素相似。临床上用于治疗耐药性金黄色葡萄球菌和一些革兰氏阴性杆菌所引起的各种严重感染以及耐链霉素结核杆菌所致的各种疾病。卡那霉素制品含有A、B、C三种成分，国产的主要成分为A。 （3）庆大霉素

庆大霉素的化学结构和性质与卡那霉素相似。庆大霉素对绿脓杆菌及某些耐药性细菌有较强的抗菌作用，临床上用于肾盂肾炎、尿道炎、膀胱炎、盆腔炎、败血症等，均有良好疗效。 4、氯霉素

氯霉素分子中含有对位硝基苯基团、丙二醇及二氯乙酰胺基。氯霉素分子中存在着两个不对称碳原子，所以有4个光学异构体，其中只有左旋异构体具有抗菌能力。临床上常用人工合成的外消旋氯霉素，称为合霉素。

氯霉素极稳定，其水溶液经5h煮沸也不失效。氯霉素为广谱抗生素，抑制革兰氏阴性细菌比抑制阳性细菌的效力强。氯霉素对于某些立克次氏体、大型病毒及革兰氏阴性细菌所引起的感染，如斑疹伤寒、肠伤寒、鹦武热、性病淋巴肉芽肿等均有疗效，是目前临床上治疗伤寒和斑疹伤寒是最有效的药物。 5、四环素族抗生素

临床上应用的四环素族抗生素主要是金霉素、土霉素和四环素，金霉素是从金色链霉菌中分离出来的，土霉素系龟裂链霉菌分泌的抗生素，四环素可由金霉素去氯获得，也可以从某些链霉菌菌株的发酵液中制取。

四环素是这一族抗生素中最基本的化合物。金霉素和土霉素都是四环素的衍生物，金霉素即氯四环素，土霉素即氧四环素。

四环素族均为酸碱两性化合物，本身及其盐类都是黄色或淡黄色的晶体，在干燥状态下极为稳定。除金霉素外，其他四环素族的水溶液相当稳定。

四环素族的生物学性能相似，都有较广的抗菌谱，能抑制多种革兰氏阳性及阴性细菌，某些立克次氏体，大型病毒和一部分原虫。临床上多用于上述致病菌引起的各种感染。近年来，一些半合成的四环素族抗生素如甲烯土霉素、强力霉素也在临床上得到应用，并收到较好效果。 6、红霉素

红霉素是从红链霉菌中获得的一种碱性抗生素。红霉素的分子结构中含有一个母核——大环内酯。具有大环内酯的抗生素还有碳霉素、竹桃霉素和麦迪霉素等，总称大环内酯抗生素。

红霉素的抗菌谱类似青霉素G，但比青霉素广。它对革兰氏阳性及阴性细菌、立克次氏体性病淋巴肉芽肿病毒、阿米巴、阴道滴虫都有抑制作用。临床上主要用它治疗耐药性金黄色葡萄球菌所引起的各种严重感染，如肺炎、败血症等。

7、多肽类抗生素

多肽类抗生素很多都是细菌产生的，在它们的结构中，含有环状多肽链，临床上应用的有杆菌肽、短杆菌陬和多粘菌素等。

（1）杆菌肽

杆菌肽是地衣芽孢杆菌产生的抗生素。它主要抑制革兰氏阳性细菌，抗菌谱与青霉素相似，但对耐青霉素的金黄色葡萄球菌有良好作用。杆菌肽的抗菌作用与它抑制细菌细胞壁的合成有关，由于杆菌肽毒性较大，临床应用受到限制。目前主要用于治疗皮肤和伤口感染，以及耐药性球菌引起的各种严重感染如败血症、肺炎和心内膜炎。 （2）短杆菌肽S

短杆菌肽S是从短芽孢杆菌的培养液中获得的，对革兰氏阳性细菌有强大的抑制作用，但因有溶血现象，故不能供注射使用。在临床上局部用于治疗及预防化脓性病症。 （3）多粘菌素E

多粘菌素E为多粘芽孢杆菌所产生，它对革兰氏阴性细菌，特别是绿脓杆菌有强大的杀菌作用。 临床应用的多粘菌素E是它的硫酸盐，经化学分析证明，多粘菌素E含有3种氨基酸、两种脂肪酸。 8、创新霉素

创新霉素是我国首创的抗生素。创新霉素体抗菌试验表明，它主要对大肠杆菌和痢疾杆菌等有较强的抑制作用，临床上用于大肠杆菌弓起的败血症、阴囊炎、泌尿系统感染、婴儿腹泻等，有较显著的疗效。 9、利福霉素类抗生素

利福霉素是一种多组分的抗生素。目前的临床使用的有利福霉素SV、利福霉素B二乙胺和利福平3种。 利福霉素SV为橙黄色结晶；其钠盐为红橙色结晶；利福霉素B的钠盐为橙黄色结晶，易溶于水。

利福平是一个半合成的利福霉素，是3—甲酰—利福霉素SV和1—甲基—4—氨基哌嗪反应生成的N，N，双取代的腙化合物。利福平是一种砖红色结晶性粉末，利福平对热相当稳定，100℃能保持其活性。

利福霉素族抗生素为广谱抗生素，对革兰氏阳性和阴性细菌以及结核分枝杆菌均有明显的抗菌作用，其中尤以利福平的作用最为显著，加上利福平可供口服，因此在临床上逐渐取代了前面两种利福霉素。近年来发现利福平对麻风杆菌也有抑菌作用。试验性治疗表明它对麻风病有一定的疗效。新近发展起来的利福喷丁或称环戊哌嗪利福霉素，它的抗结核杆菌的作用比利福平强10倍，毒性低，并且具有长效作用。这类抗生素在临床上主要用于治疗结核病以及麻风病，对金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌等感染也有明显疗效。

利福霉素族的作用机制是抑制细菌RNA聚合酶的活性，妨碍转录的起始。 (10)灰黄霉素

灰黄霉素是具有抗真菌性能的抗生素，在临床上应用的还有制霉菌素和曲古霉素等。

黄霉素主要抑制皮肤癣菌，小芽孢癣菌和毛发癣菌。临床上多用于头癣、体股癣等。此外农业上用来防治多种霉菌引起的病害。

（11）制霉菌素

制霉菌素、曲古霉素和两性霉素B(商品名fungizon)等都属于多烯大环内酯类或称多烯类的抗真菌抗生素。多烯大环内酯类是主要的具有抗真菌性能的抗生素，其他则统称为非多烯结构的抗真菌抗生素，如灰黄霉素等。 多烯大环内酯类抗生素的结构特点是在分子中既有经内酯化作用而闭合的大碳环，又有一系列的共轭双键。正因为它们有一系列的共轭双键，所以与大环内酯类抗生素相比有不同的生物学性质。

临床上使用的制霉菌素，其主要成分为制霉菌素A1，泛称制霉菌素。制霉菌素能抑制多种致病真菌的生长。制霉菌素为局部最常用的多烯抗生素，主要用于治疗假丝菌的感染，特别是用于抗阴道假丝菌的感染，口服可减少肠道霉菌和酵母菌．的数量。肺部感染可采用雾化吸人。至今尚未发现抗药的霉菌和酵母菌。此外制霉菌素是有效的杀阿米巴抗生素，与四环素合用收效更大。在农业上制霉菌素用于真菌性植物病害及蔬菜霜霉病的防治均有效果，也用于家畜病害的治疗及食品防腐。 （三）抗肿瘤抗生素的探索

近年来，由于抗生素在疾病医治方面取得卓越效果，试验抗生素的抗癌性能和寻找抑制肿瘤的抗生素成为抗生素研究工作的一个重要的新方向。一些动物试验报告指出，金霉素和土霉素能抑制移植肿瘤的生长，金霉素能使子宫颈癌萎缩。

文献中记载具有抗癌效能的抗生素逐年增多，其中大部分都是放线菌属中分离出来的，如自力霉素、放线菌素K和争光霉素等。

肿瘤是蛋白质异常合成和细胞恶性增生的结果，现在有趋势认为核酸分子的改变是细胞癌变最关键的原始环节，抗肿瘤抗生素的作用机理可能与它干扰癌变细胞的蛋白质和核酸的异常代谢有关。

抗肿瘤抗生素均具有相当毒性，对骨髓的毒性尤强，治疗效果远非理想，目前只作为综合措施中的一种治疗手段。

1、自力霉素

自力霉素与国外报道的丝裂霉素是同一物质。丝裂霉素是一种吲哚醌的衍生物。分子中含有氨丙啶、氨甲酸酯和氨基苯醌等具有抗肿瘤活性基团。

自力霉素治疗肺癌和乳腺癌效果较好，对何杰金氏病、网状细胞内皮癌、胃癌也有一定疗效。对个别胰腺癌、结肠癌以及子宫癌有明显的缓解作用。

2、放线菌素K

放线菌素K(actinomycin,K)，亦称更生霉素，是一种抗癌抗生素。放线菌素K可分K1和K2两个组分。其中K2经多方面研究证明和国外报道的放线菌素D是同一种化合物。

放线菌素D通过与模板DNA相结合的方式妨碍转录反应而抑制细菌生长。在低浓度时，放线菌素D抑制录但不

影响DNA复制，并且也不直接影响蛋白质的生物合成。因此，它已被广泛地用作原核细胞和真核细胞中新RNA形成的高专一性抑制剂。临床试验表明，放线菌素D对恶性葡萄胎、绒毛膜上皮癌、何杰金氏病等都有一定疗效。但因毒性太大，很少作为药物使用。

（四）抗生素在农业中的应用

利用抗生素防治植物病害，很早就有人研究。最早在农业上大面积应用的抗生素要推链霉素、土霉素及其混合液“农霉素”。它们对苹果、梨、胡桃、柑橘、烟草、蔬菜和豆类等植物的细菌性病害都有特效，对少数真菌性病害如霜霉、疫霉等也有防治作用。放线酮为内吸性强、杀菌力大的抗霉物质。灰黄霉素具有抑制植物病原真菌的作用，特别对防治白粉病、苹果花腐病和西瓜枯萎病更为有效。杀稻瘟菌素是第一个在大面积上应用并得到十分成功的农用抗生素。

春日霉素对防治稻瘟疹病的效果比杀稻瘟菌素高数倍，对植物、动物和人体的毒害较低。多氧霉素能抑制各种植物病原真菌，是一个有前途的抗生素。此外还找到许多农用抗生素的新品种，如庆丰霉素、内疗霉素、多效霉素等。

现在世界各国除致力于寻找防治细菌性和真菌性植物病害的抗生素外，对抗病毒、抗衰老、杀虫，甚至能除草的抗生素也很重视。 目前已有高效杀虫的抗生素如四抗生素、奥弗麦菌素和日光霉素等等。 1、灭瘟素

灭瘟素是一种放线菌产生的农用抗霉素。灭瘟素结构中含有一个新的核苷——胞苷素和一种新的酸——灭瘟酸(杀稻瘟菌酸)。

灭瘟素能抑制革兰阳性及阴性细菌生长。灭瘟素对真菌的作用差别很大，稻瘟病梨形孢对它特别敏感，最小抑制浓度为每毫升5～10μg，稻恶苗病菌则需每毫升400μg。灭瘟素只要每毫升0．05μg即能抑制烟草花叶病毒的繁殖。

灭瘟素为内吸性药剂，能渗入植物组织，因此可能有根治作用。其作用方式是抑制微生物细胞的蛋白质合成。 灭瘟素对植株有毒害。使用浓度必须控制在每毫升40μg以下，对动物和人体也有毒性，特别对皮肤、粘膜、眼睛有刺激作用，因此生产和使用中必须注意防护。为了减低药害，现已将它制成苄胺基磺酸盐使用。 2、春雷霉素

春雷霉素是一种由放线菌产生的医农两用抗生素。春雷霉素在临床上医治绿脓杆菌的感染有较高疗效，农业上用于防治稻瘟病效果很好，一般使用质量浓度为20～40μg／mL。 3、放线酮

放线酮是一种抗真菌范围较广的抗生素，对酵母、霉菌都有很强的抑制作用，对动植物和人也有较高的毒性，但对细菌作用很小，放线酮的作用方式是干扰蛋白质的合成。

放线酮在农业上用于防治茶云纹叶枯病、白松疱锈病、水稻枯纹病和棉花角斑病等真菌引起的作物病害。临床上可用来治疗隐球菌病——一种霉菌所致的脑膜炎。

内疗素是多组分抗生素，其中有两种组分与放线酮和异放线酮的理化性质相似。内疗素对光、热、酸较稳定。内疗素能抑制多种致病真菌生长。对红麻炭疽病、甘薯黑斑病、橡胶白粉病和白菜霜霉病等都有良好疗效。

公主岭霉素的主要组分为：脱水放线酮、异放线酮、奈良霉素B、制霉菌素和苯甲酸等。其中以放线酮类活性较高，混合物的防病效果高，有协同增效作用。主要用于各种禾谷类的黑穗病，效果很好。 （五）抗生素的抗菌作用机制

研究抗生素的作用机制的目的就在于从分子水平上来理解抗生素的抗菌作用和对寄主的损害作用(即所谓副作用)，搞清楚选择性毒力的基本原理，从而确定治疗的理论基础，开发疗效更高的新药物。抗生素作用机制的研究对分子生物学的发展也起着很大的推动作用。

抗生素的抗菌作用，主要是抑制微生物细胞新陈代谢的某些环节或某些酶系统。依照这些代谢环节在机体生活机能上的重要程度，抗菌作用的效果很不相同。假如重要代谢环节被抑制，则微生物的生长发生障碍，甚至死亡。如果某些抗生素能阻抑微生物共同的基本代谢途径，如蛋白质和核酸的合成，则它们可以抑制许多不同种类细菌的生长，广谱抗生素的抗菌机制即属于这一类。

抗生素的抗菌作用，除了干扰菌体的代谢之外，有时也影响菌体的形态结构。例如，青霉素抑制细胞壁的合成；多粘菌素和短杆菌肽等破坏细胞膜的结构。关于抗生素的作用机制，根据已有的资料，将它归纳为下面几种主要类型：①抑制核酸的合成，②抑制蛋白质的合成，③改变细胞膜的通透性，④干扰细胞壁的形成，⑤作用于能量代谢系统和作为抗代谢物。 1、抑制核酸的合成