抗菌药物及其作用机制

抗菌药物是杀死或抑制微生物生长的制剂，其分类依据是每种药物所针对的细菌过程：细胞壁合成、蛋白质合成、核酸合成或叶酸代谢。它们的选择性毒性——在不伤害宿主的情况下杀死病原体——是这类药物的决定性原则，而耐药性的出现是其核心的现代挑战。

Definition

抗菌（抗感染）药物是通过作用于病原体必需但在宿主中不存在或足够不同的靶点，选择性抑制或杀死微生物的制剂，并根据其作用机制进行分类——抑制细胞壁合成、蛋白质合成、核酸合成或叶酸代谢。

Scope

本主题涵盖抗菌药物的主要作用机制类别、区分它们的分子靶点、选择性毒性概念，以及细菌产生耐药性的主要机制。它将抗菌药物作为主要药物类别基础内的药理学类别进行处理；它是一个参考和教育性条目，而非处方或管理方案，不包含剂量指导。

Core questions

• 选择性毒性如何使抗菌药物在不伤害宿主的情况下杀死病原体？
• 定义主要抗菌药物类别的主要分子靶点是什么？
• 杀菌作用和抑菌作用在机制上有何不同？
• 细菌通过哪些分子机制获得并传播对各类药物的耐药性？

Key concepts

• 选择性毒性
• 细胞壁合成抑制剂（β-内酰胺类、糖肽类）
• 蛋白质合成抑制剂（氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类）
• 核酸合成抑制剂（氟喹诺酮类、利福霉素类）
• 叶酸途径抑制剂（磺胺类、甲氧苄啶）
• 杀菌作用与抑菌作用
• 抗菌药物耐药机制
• 抗菌谱

Key theories

选择性毒性

有效的抗菌药物利用微生物与宿主之间的生化差异——例如细菌细胞壁、70S核糖体或细菌DNA旋转酶——使得对病原体至关重要的靶点在人体细胞中不存在或存在足够差异，从而赋予药物治疗窗口。

Mechanisms

抗菌药物类别由其所干扰的细菌基本过程定义。β-内酰胺类和糖肽类抑制肽聚糖细胞壁合成；氨基糖苷类、四环素类和大环内酯类结合细菌核糖体以阻断蛋白质合成；氟喹诺酮类抑制DNA旋转酶和拓扑异构酶IV以破坏DNA复制，而利福霉素类抑制细菌RNA聚合酶；磺胺类与甲氧苄啶协同作用，顺序阻断核苷酸生产所需的叶酸合成。由于这些靶点对细菌至关重要，但在宿主中不存在或存在显著差异，因此这些药物实现了选择性毒性。耐药性通过酶促药物失活（例如β-内酰胺酶）、靶点改变或保护（如DNA旋转酶突变）、摄取减少和主动外排而产生，这些机制可以通过可移动遗传元件传播。

Clinical relevance

了解抗菌药物的作用机制可以预测其抗菌谱、特征性不良反应以及必须克服的耐药机制，这为证据评估和抗菌药物管理教育提供了基础。本条目描述了这些药物如何作用以及耐药性如何出现，作为一个参考框架；它不提供治疗方案选择、剂量或个体化治疗建议。

Epidemiology

抗菌药物耐药性是一个主要的全球公共卫生问题，由人类医学、农业和环境中的抗菌药物使用所产生的选择压力驱动；耐药性可以通过水平基因转移迅速传播，对耐药机制的监测是控制其传播的核心。

Evidence & guidelines

抗菌药物的机制分类已在标准药理学教科书中编纂，而耐药机制及其驱动因素则在Blair等（2015）和Holmes等（2016）的综述中进行了综合。临床使用受感染特异性指南和管理方案的约束，这些内容不属于本参考条目。

History

现代抗菌药物时代始于20世纪30年代的磺胺类药物和20世纪40年代青霉素的临床应用，随后是链霉素和广谱抗生素的发现，这些确立了主要的机制类别。几乎从一开始，耐药性的出现就伴随着临床使用，此后对耐药机制的分子解析已成为该领域的一个决定性主题。

Debates

如何最好地减缓抗菌药物耐药性的传播

耐药性是由人类、农业和环境使用中的选择压力驱动的，关于如何平衡管理、监测和新药开发以保持现有药物类别的有效性，目前存在持续的争论。

Key figures

• Alexander Fleming
• Gerhard Domagk
• Selman Waksman
• Laura Piddock

Seminal works

• blair-2015
• holmes-2016
• ruiz-2003

Frequently asked questions

杀菌性抗生素和抑菌性抗生素有什么区别？

杀菌剂直接杀死细菌，而抑菌剂抑制其生长并依赖宿主防御来清除感染；这种区别取决于靶点和达到的浓度，其临床重要性因情况而异。

细菌为什么会对抗生素产生耐药性？

耐药性通过酶促药物失活、药物靶点改变或保护、摄取减少和主动外排等机制产生；这些特性可以通过抗菌药物的使用而被选择，并通过可移动遗传元件在细菌之间传播。