第34章 抗菌药物概述

1、PharmacologyPharmacology药理学药理学PharmacologyPharmacology药理学药理学第一节第一节 化学治疗概念化学治疗概念【基本要求基本要求】v掌握抗菌谱、抗菌活性、抑菌药、杀菌药、掌握抗菌谱、抗菌活性、抑菌药、杀菌药、化疗指数、二重感染的概念、重要抗菌药化疗指数、二重感染的概念、重要抗菌药的作用机制。的作用机制。v了解细菌的耐药性及抗菌药的合理作用。了解细菌的耐药性及抗菌药的合理作用。抗菌药物抗菌药物：v由生物由生物( (包括微生物、植物和动物在内包括微生物、植物和动物在内) )，在其生命，在其生命活动过程中所产生的，能在低微浓度下有选择地抑活动过程中所产

2、生的，能在低微浓度下有选择地抑制或影响它种生物功能的有机物质抗生素制或影响它种生物功能的有机物质抗生素（antibiotics)antibiotics)及由人工半合成、全合成的一类化及由人工半合成、全合成的一类化学药物的总称。学药物的总称。化学治疗化学治疗：v用化学药物抑制或杀灭体内的用化学药物抑制或杀灭体内的病原微生物病原微生物、寄生虫寄生虫及及恶性肿瘤恶性肿瘤细胞，消除或缓解由他们所引起的疾病。细胞，消除或缓解由他们所引起的疾病。一、常用术语一、常用术语化疗药物的分类化疗药物的分类病原微生物抗微生物药抗菌作用耐药性抗病能力 致病作用 不良反应体内过程机机 体体化疗药物的药理：化疗药物的药理

3、：1. 1. 高度选择性高度选择性2. 2. 不易产生耐药性不易产生耐药性3. 3. 药动学特点优良药动学特点优良4. 4. 性状稳定性状稳定5. 5. 价格低廉价格低廉理想的抗病原微生物药物：理想的抗病原微生物药物：v1. 1. 高度选择性：理想的化疗药物一般必须具高度选择性：理想的化疗药物一般必须具有对宿主体内有对宿主体内病原微生物病原微生物有高度选择性的毒有高度选择性的毒性，而对性，而对宿主宿主无毒性或毒性很低，最好还能无毒性或毒性很低，最好还能促进机体防御功能并能与其他抗菌药物联合促进机体防御功能并能与其他抗菌药物联合应用消灭病原体。应用消灭病原体。v化疗指数化疗指数一般以动物半数致死

4、量（一般以动物半数致死量（LDLD5050）和治）和治疗感染动物的半数有效量（疗感染动物的半数有效量（EDED5050）之比，或以）之比，或以安全指数安全指数5%5%致死量（致死量（LDLD5 5）与）与95%95%有效量（有效量（EDED9595）的比来衡量。的比来衡量。 化疗指数化疗指数 (chemotherapeutic(chemotherapeutic index, CI) index, CI) LD LD5050/ED/ED50 50 或或 LDLD5 5/ED/ED9595临床价值临床价值CICI药物治疗效果药物治疗效果对机体的毒性对机体的毒性v化疗指数化疗指数(chemother

5、apeutic index, CI)(chemotherapeutic index, CI) v抗菌谱抗菌谱v窄谱抗菌药窄谱抗菌药v广谱抗菌药广谱抗菌药v抗菌活性抗菌活性v最低抑菌浓度（最低抑菌浓度（MICMIC）v杀菌剂杀菌剂v最低杀菌浓度（最低杀菌浓度（MBCMBC）v抗生素后效应（抗生素后效应（postantibiotic effect,PAEpostantibiotic effect,PAE) )v抗菌谱：抗菌谱：药物抑制或杀灭病原微生物的范围。药物抑制或杀灭病原微生物的范围。v窄谱抗菌药：窄谱抗菌药：仅对一种细菌或少数几种细菌有仅对一种细菌或少数几种细菌有抗菌作用的抗菌药，如抗菌作用

6、的抗菌药，如异烟肼异烟肼（isoniazidisoniazid）仅）仅对对结核杆菌结核杆菌有作用。有作用。v广谱抗菌药广谱抗菌药: :对多种病原微生物有效的抗菌药，对多种病原微生物有效的抗菌药，如如四环素四环素、氯霉素氯霉素对对G G+ +、G G- -, ,衣原体、支原体都衣原体、支原体都有效。有效。v抗菌活性：抗菌活性：药物药物抑制抑制或或杀灭杀灭病原微生物的能力。病原微生物的能力。v抑抑菌剂：菌剂：有抑制微生物生长、繁殖能力的药物。有抑制微生物生长、繁殖能力的药物。 如如四环素四环素、红霉素红霉素等。等。v最低最低抑抑菌浓度（菌浓度（MICMIC）：）：能够抑制培养基内细菌生长的能够抑制

7、培养基内细菌生长的最低药物浓度。最低药物浓度。v杀杀菌剂：菌剂：不仅抑制细菌的生长，并能将其杀灭的药物。不仅抑制细菌的生长，并能将其杀灭的药物。如如青霉素青霉素类、类、头孢菌素头孢菌素类及类及氨基甙氨基甙类等。类等。v最低最低杀杀菌浓度（菌浓度（MBCMBC）：）：能够杀灭培养基内细菌的最低能够杀灭培养基内细菌的最低药物浓度。药物浓度。v抗生素后效应抗生素后效应: :（postantibiotic effect,PAEpostantibiotic effect,PAE) )是是指细菌短暂接触抗生素后，虽然指细菌短暂接触抗生素后，虽然抗生素血清浓度抗生素血清浓度降降至至最低抑菌浓度最低抑菌浓度以

8、下或已消失后，对微生物的以下或已消失后，对微生物的抑制抑制作用依然持续作用依然持续一定时间。这对一定时间。这对PAEPAE在临床给药方案在临床给药方案设计和合理用药方面具有重要意义。设计和合理用药方面具有重要意义。v青霉素半衰期为青霉素半衰期为0.5h,0.5h,药效可持续药效可持续8-10h8-10h 防突变浓度防突变浓度（mutant prevention concentration,MPCmutant prevention concentration,MPC）vMPCMPC是防止第一步耐药突变菌株选择性增殖所需是防止第一步耐药突变菌株选择性增殖所需的最低抗菌药浓度。在此浓度下的最低抗菌药

9、浓度。在此浓度下, ,病原菌必须同病原菌必须同时发生两步以上的突变才能生长。时发生两步以上的突变才能生长。v19901990年年BaqueroBaquero最早提出最早提出, ,抗菌药物存在一个最易抗菌药物存在一个最易出现耐药突变菌株的危险浓度范围出现耐药突变菌株的危险浓度范围, ,但未得到证但未得到证实。实。v19991999年年DongDong等在对结核分枝杆菌和金黄色葡萄球等在对结核分枝杆菌和金黄色葡萄球菌的研究中菌的研究中, ,确认存在这种浓度范围。该研究发确认存在这种浓度范围。该研究发现现, ,随着琼脂平板中喹诺酮类药物浓度增加随着琼脂平板中喹诺酮类药物浓度增加, ,平板平板中菌落数

10、量出现两次明显下降。中菌落数量出现两次明显下降。 突变选择窗突变选择窗 （mutant selection window, MSWmutant selection window, MSW）v防变异浓度防变异浓度(MPC)(MPC)是指抗菌药物防止细菌选择第是指抗菌药物防止细菌选择第一步耐药突变的最低浓度一步耐药突变的最低浓度vMPCMPC与与MIC(MIC(最小抑菌浓度最小抑菌浓度) )的浓度范围为突变选择的浓度范围为突变选择窗窗(MSW).(MSW).v当血清或组织当血清或组织 液药物浓度低于液药物浓度低于MICMIC时时, ,治疗无效治疗无效但也不会导致细菌耐药突变体的富集但也不会导致细菌

11、耐药突变体的富集; ;v超过超过MPCMPC时细菌要生长须同时具备两种或以上突时细菌要生长须同时具备两种或以上突变变, ,因而不仅治疗成功并且也很难出现因而不仅治疗成功并且也很难出现 耐药突变耐药突变体的选择性扩增体的选择性扩增; ;v处于窗内时将选择出耐药突变菌处于窗内时将选择出耐药突变菌, ,即使临床治疗即使临床治疗成功率很高成功率很高. .v该理论为有效抑制细菌耐药及制定抗菌药物应用该理论为有效抑制细菌耐药及制定抗菌药物应用策略提供了新的思路和参考依据策略提供了新的思路和参考依据. . 微生物的种类微生物的种类一、一、原核生物原核生物 细菌细菌、放线菌放线菌、 衣原体衣原体、支原体支原体

12、、立克次体立克次体、螺旋体螺旋体二、二、真核生物真核生物 真菌（霉菌、酵母菌）、原生动物、真菌（霉菌、酵母菌）、原生动物、 藻类；藻类；三、三、非细胞生物非细胞生物 病毒、类病毒病毒、类病毒, , 朊病毒等；朊病毒等；光学显微镜下观察到的放线菌光学显微镜下观察到的放线菌 v 放线菌：肺内，颅内感染放线菌：肺内，颅内感染电镜下的衣原体电镜下的衣原体 肺炎支原体肺炎支原体 附着在内皮细胞表面的立克次氏体附着在内皮细胞表面的立克次氏体和细胞内包含立克次氏体的内吞体和细胞内包含立克次氏体的内吞体 v 立克次氏体也是专性细胞立克次氏体也是专性细胞内寄生的，主要寄生于节内寄生的，主要寄生于节肢动物，有的会

13、通过蚤、肢动物，有的会通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒斑疹伤寒、战壕热战壕热。v 螺旋体：钩端螺旋体病，螺旋体：钩端螺旋体病，梅毒。梅毒。v 钩端螺旋体病钩端螺旋体病（leptospirosisleptospirosis）简称）简称钩体病。是由致病性钩端钩体病。是由致病性钩端螺旋体引起的自然疫源性螺旋体引起的自然疫源性急性传染病。其临床特点急性传染病。其临床特点为高热、全身酸痛、乏力、为高热、全身酸痛、乏力、球结合膜充血、淋巴结肿球结合膜充血、淋巴结肿大和明显的腓肠肌疼痛。大和明显的腓肠肌疼痛。重者可并发肺出血、重者可并发肺出血、黄疸黄疸、脑膜脑炎和肾功能衰竭等。脑

14、膜脑炎和肾功能衰竭等。 细菌细菌G G+ +菌菌球菌球菌：杆菌杆菌：G G- -菌菌球菌球菌：杆菌杆菌：破伤风杆菌、破伤风杆菌、白喉杆菌白喉杆菌、产气荚膜杆菌产气荚膜杆菌、炭疽杆菌炭疽杆菌葡萄球菌葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌链球菌、肺炎球菌大肠杆菌大肠杆菌、痢疾杆菌、痢疾杆菌、变形杆菌变形杆菌、肺炎杆菌、肺炎杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、流感杆菌、流感杆菌、铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌脑膜炎球菌、脑膜炎球菌、淋球菌淋球菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 v产气荚膜杆菌产气荚膜杆菌v气性坏疽气性坏疽(Gas gangrene)(Gas gangrene)是一种严重的创伤感染是一种严重的创伤

15、感染, , 以水肿、产气及全身中毒为特征以水肿、产气及全身中毒为特征, , 常由几种病原常由几种病原菌混合感染菌混合感染, , 主要为产气荚膜杆菌主要为产气荚膜杆菌, , 还有水肿杆还有水肿杆菌菌, , 败毒杆菌及溶组织杆菌等。败毒杆菌及溶组织杆菌等。 炭疽杆菌炭疽杆菌 大肠杆菌大肠杆菌 v铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌即通称的即通称的绿脓杆菌绿脓杆菌，除在自然界广，除在自然界广泛存在外，也存在于正常人肠道、呼吸道及皮肤，泛存在外，也存在于正常人肠道、呼吸道及皮肤，是一种常见的条件致病菌。是一种常见的条件致病菌。 淋病球菌淋病球菌 第二节第二节 抗菌药物的作用机制抗菌药物的作用机制细菌的形态和结构细

16、菌的形态和结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质1. 1. 抑制细胞壁的合成抑制细胞壁的合成 2. 2. 影响胞浆膜通透性影响胞浆膜通透性3 3影响胞浆内生命物质的合成影响胞浆内生命物质的合成 影响叶酸代谢影响叶酸代谢 抑制核酸合成抑制核酸合成 抑制蛋白质合成抑制蛋白质合成抗菌药物的作用机制抗菌药物的作用机制细胞壁主要成分是粘肽细胞壁主要成分是粘肽(肽聚糖肽聚糖)重复交替联接重复交替联接双糖十肽聚合物双糖十肽聚合物123在转肽酶作用下，网状肽聚糖层在转肽酶作用下，网状肽聚糖层磷酶素、环丝氨酸磷酶素、环丝氨酸万古霉素、杆菌肽万古霉素、杆菌肽青霉素、头孢类

17、青霉素、头孢类细胞浆细胞浆细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁PBPsPBPs Drugs that disrupt cell membrane functionDrugs that disrupt cell membrane functionv 多粘菌素与细胞膜多粘菌素与细胞膜内磷酯结合内磷酯结合细胞细胞膜通透性膜通透性细胞细胞内重要物质外漏内重要物质外漏细菌死亡。细菌死亡。 v 制霉素、两性霉素：制霉素、两性霉素：与真菌细胞膜麦角与真菌细胞膜麦角固醇结合固醇结合膜通透膜通透性性，细胞内重要，细胞内重要物质外漏物质外漏真菌死真菌死亡。亡。v细菌为原核细胞，其核糖体为细菌为原核细胞，其核糖体为70S70S

18、，由，由30S30S和和50S50S亚基组成亚基组成v哺乳动物是真核细胞，其核糖体为哺乳动物是真核细胞，其核糖体为80S80S，由，由40S40S与与60S60S亚基构成亚基构成v因而它们的生理、生化与功能不同，抗菌药物对因而它们的生理、生化与功能不同，抗菌药物对细菌的核糖体细菌的核糖体有高度的选择性毒性，而不影响有高度的选择性毒性，而不影响 哺乳动物的核糖体哺乳动物的核糖体和蛋白质合成。和蛋白质合成。v多种抗生素能抑制细菌的蛋白质合成，但它们的多种抗生素能抑制细菌的蛋白质合成，但它们的作用点有所不同。作用点有所不同。v能与细菌核蛋白体能与细菌核蛋白体50S50S亚基亚基结合，使蛋白质结合，使

19、蛋白质合成呈可逆性抑制的有合成呈可逆性抑制的有氯霉素氯霉素、林可霉素林可霉素和和大大环内酯环内酯类抗生素（红霉素等）。类抗生素（红霉素等）。v能与核蛋白体能与核蛋白体30S30S亚基亚基结合而抑菌的抗生素结合而抑菌的抗生素如如四环素四环素能阻止氨基酰能阻止氨基酰tRNAtRNA向向30S30S亚基的亚基的A A位结位结合，从而抑制蛋白质合成。合，从而抑制蛋白质合成。v能与能与30S30S亚基结合的杀菌药有氨基甙类抗生亚基结合的杀菌药有氨基甙类抗生素（素（链霉素链霉素等）。氨基甙类的作用是多环节的。等）。氨基甙类的作用是多环节的。影响蛋白质合成的全过程，因而具有杀菌作用。影响蛋白质合成的全过程，

20、因而具有杀菌作用。v抑制抑制DNADNA依赖的依赖的RNARNA聚合酶聚合酶阻碍阻碍mRNAmRNA的合成：的合成：利福利福平平v抑制抑制DNADNA回旋酶回旋酶及及拓朴异构酶拓朴异构酶，阻碍敏感细菌，阻碍敏感细菌DNADNA复制：复制：喹诺酮喹诺酮类类v抑制抑制二氢蝶酸合成酶二氢蝶酸合成酶：磺胺类：磺胺类v抑制抑制二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶：甲氧苄啶：甲氧苄啶v干扰叶酸代谢，阻碍核酸前体物质干扰叶酸代谢，阻碍核酸前体物质嘌呤、嘧啶的合成而发挥抗菌作用。嘌呤、嘧啶的合成而发挥抗菌作用。细菌结构与抗菌药作用部位示意图胞浆膜胞浆膜细胞浆细胞浆细胞壁细胞壁 抑制细胞壁合成：抑制细胞壁合成： 青霉素

21、、头孢类、青霉素、头孢类、 杆菌肽、万古霉素杆菌肽、万古霉素蛋白质蛋白质DNAmRNA转录酶转录酶多聚核糖体多聚核糖体影响蛋白质合成影响蛋白质合成氨基苷类氨基苷类（30s）四环素（四环素（30s30s）氯霉素（氯霉素（50s50s）红霉素（红霉素（50s50s）影响影响RNARNA合成：合成： 利福平利福平影响叶酸合成：影响叶酸合成： 磺胺类磺胺类抑制抑制DNADNA合成：合成：喹诺酮类喹诺酮类影响胞浆膜通透性：影响胞浆膜通透性：多粘菌素、制霉菌多粘菌素、制霉菌素、二性霉素素、二性霉素B B耐药性（抗药性）：耐药性（抗药性）：v细菌与药物多次接触后，对药物的敏感性下降细菌与药物多次接触后，对药

22、物的敏感性下降甚至消失。甚至消失。 分分固有耐药和固有耐药和获得耐药获得耐药交叉耐药性交叉耐药性(cross resistence(cross resistence):):v指致病微生物对某一种抗菌药物产生耐药后指致病微生物对某一种抗菌药物产生耐药后, ,对其他作用机制相似的抗菌药物也产生耐药性。对其他作用机制相似的抗菌药物也产生耐药性。1.1. 从一个从一个人人到另一个人的转移到另一个人的转移2. 2. 从一种从一种细菌细菌到另一种细菌转移到另一种细菌转移3. 3. 细菌内遗传元素之间的转移细菌内遗传元素之间的转移耐药性传播：耐药基因平行转移耐药性传播：耐药基因平行转移产生耐药原因产生耐药原

23、因: :1. 1. 药物不能到达其靶部位药物不能到达其靶部位2. 2. 细菌产生的酶使药物失活细菌产生的酶使药物失活3. 3. 菌体内靶位结构的改变菌体内靶位结构的改变4. 4. 代谢拮抗物形成增多代谢拮抗物形成增多 1. 1. 药物不能到达其靶部位药物不能到达其靶部位v细胞壁渗透性改变细胞壁渗透性改变v改变特意性蛋白所构成的通道改变特意性蛋白所构成的通道v缺少转运系统缺少转运系统v细菌内的主动外排系统增强细菌内的主动外排系统增强2. 2. 细菌产生的酶使药物失活细菌产生的酶使药物失活v细菌产生酶物质使药物失活细菌产生酶物质使药物失活, ,有钝化有钝化酶、水解酶两种。酶、水解酶两种。v钝化酶又

24、称合成酶，使药物与酶合钝化酶又称合成酶，使药物与酶合成，改造药物构型从而失效，如成，改造药物构型从而失效，如乙乙酰转移酶酰转移酶、磷酸转移酶、核苷转移、磷酸转移酶、核苷转移酶：酶：氨基糖苷氨基糖苷类。类。v水解酶则是直接使抗菌药物结构改水解酶则是直接使抗菌药物结构改变而使其失效，如变而使其失效，如b b内酰胺酶内酰胺酶：青霉青霉素素、头孢菌素头孢菌素。 3. 3. 菌体内靶位结构的改变菌体内靶位结构的改变v使药物无法与靶位结合而产生使药物无法与靶位结合而产生抗药性。抗药性。 4. 4. 代谢拮抗物形成增多代谢拮抗物形成增多v如叶酸代谢的拮抗物增多。如叶酸代谢的拮抗物增多。耐药性的增强罕见的耐药

25、菌株xx耐药菌株优势菌耐药菌株优势菌接触抗生素接触抗生素 xxxxxxxxxx抗生素选择性压力抗生素选择性压力- -耐药菌株过度繁殖耐药菌株过度繁殖第四节第四节 抗菌药物应用的基本原则抗菌药物应用的基本原则一、严格按照适应症选药（表一、严格按照适应症选药（表34-134-1）v1 1、按经验选：上半身主要呼吸道多为、按经验选：上半身主要呼吸道多为G G+ +感染。下半感染。下半身如消化道、泌尿道多为身如消化道、泌尿道多为G G- -感染感染v2 2、按药敏实验选：青霉素对、按药敏实验选：青霉素对G G敏感（链球菌、葡敏感（链球菌、葡球菌）若无效或过敏可用红霉素和头孢菌素代替。球菌）若无效或过敏可用红霉素和头孢菌素代替。二、二、病毒性感染和发热原因不明者病毒性感染和发热原因不明者v感冒、上呼吸道感染等病毒性疾病，发病原因不明感冒、上呼吸道感染等病毒性疾病，发病原因不明者（除病情严重并怀疑为细菌感染外）不宜用抗菌者（除病情严重并怀疑为细菌感染外）不宜用抗菌药，否则可使临床症状不典型和病原菌不易被检出，药，否则可使临床症状不典型和病原菌不易被检出，以致延误正确诊断与治疗。以致延误正确诊断与治疗。三、抗菌药剂量三、抗菌药剂量v剂量要适当，疗程应足够。剂