抗生素是一类用于治疗细菌感染的药物,其抗菌谱决定了它们对不同细菌的抑制或杀灭能力。了解各类抗生素的抗菌谱对于合理使用抗生素、避免耐药性的产生以及有效治疗感染性疾病至关重要。本文章将详细介绍青霉素类、头孢菌素类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类和喹诺酮类抗生素的作用机制和抗菌谱,为临床合理用药提供参考。
一、青霉素类抗生素
作用机制:主要是干扰细菌细胞壁的合成。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,青霉素类能与细菌细胞内膜上的青霉素结合蛋白结合,抑制转肽酶的活性,阻止肽聚糖交联形成网状结构,从而使细菌细胞壁缺损,水分内渗,菌体膨胀、破裂、死亡。
天然青霉素(如青霉素G)
主要对大多数革兰阳性球菌(如肺炎链球菌、溶血性链球菌等)、革兰阳性杆菌(如白喉棒状杆菌、炭疽芽孢杆菌等)、螺旋体(如梅毒螺旋体、钩端螺旋体等)有强大抗菌作用。对革兰阴性菌作用较弱,但对少数革兰阴性球菌(如脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌)有一定活性。
半合成青霉素(1)耐酸青霉素(如青霉素V):抗菌谱与青霉素G相似,但对酸稳定,可口服,主要用于轻度敏感菌感染。(2)耐酶青霉素(如苯唑西林、氯唑西林等):对产青霉素酶的金黄色葡萄球菌有良好抗菌作用。(3)广谱青霉素(如氨苄西林、阿莫西林等):对革兰阳性菌和革兰阴性菌均有作用,对革兰阴性菌中的流感嗜血杆菌、大肠埃希菌、奇异变形杆菌等有较强活性(表1)。
表1:青霉素类抗生素抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
天然青霉素 |
青霉素G |
溶血性链球菌、肺炎球菌、葡萄球菌(包括表皮葡萄球菌、敏感金黄色葡萄球菌等)、白喉棒状杆菌、炭疽芽孢杆菌、破伤风梭菌、梅毒螺旋体、钩端螺旋体等 |
半合成青霉素
(耐酸青霉素) |
青霉素V |
与青霉素G相似,但对酸稳定 |
半合成青霉素
(耐酶青霉素) |
苯唑西林
氯唑西林 |
金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌、草绿色链球菌等 |
半合成青霉素(光谱青霉素) |
氨苄西林
阿莫西林 |
链球菌、肺炎球菌、粪肠球菌、脑膜炎球菌、奇异变形杆菌、放线菌、产黑色素普雷沃菌、消化链球菌等。 |
二、头孢菌素类抗生素
作用机制:与青霉素类相似,也是通过抑制细菌细胞壁的合成发挥抗菌作用。头孢菌素类能与不同的青霉素结合蛋白结合,影响细菌细胞壁合成的不同阶段,导致细菌细胞壁缺陷,最终引起细菌死亡。
第一代头孢菌素类抗生素
对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎链球菌等)有较强作用。
对革兰阴性菌作用较弱,仅对大肠埃希菌、奇异变形杆菌、肺炎克雷伯菌等有一定活性。
第二代头孢菌素类抗生素
对革兰阳性菌的抗菌活性略逊于第一代头孢菌素。
对革兰阴性菌的作用有所增强,对流感嗜血杆菌、大肠埃希菌、克雷伯菌属等的抗菌活性明显提高。
第三代头孢菌素类抗生素
对革兰阴性菌的作用强大,包括肠杆菌科细菌(如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、变形杆菌等)、铜绿假单胞菌、不动杆菌属等。对革兰阳性菌的作用相对减弱,但对肺炎链球菌、溶血性链球菌等仍有一定活性。
第四代头孢菌素类抗生素
对革兰阳性菌和革兰阴性菌均有高效抗菌作用,对金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等革兰阳性菌的抗菌活性与第一代头孢菌素相近甚至更强,对肠杆菌科细菌、铜绿假单胞菌等革兰阴性菌的抗菌活性优于第三代头孢菌素。
第五代头孢菌素类抗生素
对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐万古霉素肠球菌等耐药革兰阳性菌具有强大的抗菌活性,这是第五代头孢菌素相较于前几代的重要优势之一。
对一些革兰阴性菌也保持着较好的抗菌活性,包括肠杆菌科细菌(如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌等)和铜绿假单胞菌等,但在革兰阴性菌方面的抗菌谱与第四代头孢菌素相比可能没有特别显著地拓宽(表2)。
表2头孢菌素类抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
第一代头孢菌素类抗生素 |
头孢噻吩 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌、大肠杆菌、奇异变形杆菌等 |
头孢唑林 |
类似头孢噻吩,对葡萄球菌(包括金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌)、链球菌等具有良好的抗菌活性,对部分革兰阴性菌如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌等的抗菌活性比头孢噻吩略强,但总体上仍较弱 |
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头孢氨苄 |
葡萄球菌、链球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌等 |
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头孢拉定 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、溶血性链球菌、大肠杆菌、变形杆菌等 |
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第二代头孢菌素类抗生素 |
头孢呋辛 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌、流感嗜血杆菌、大肠埃希菌、奇异变形杆菌等 |
头孢克洛 |
肺炎链球菌、化脓性链球菌、流感嗜血杆菌、大肠埃希菌等 |
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头孢孟多 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、大肠埃希菌、克雷伯菌属、奇异变形杆菌等 |
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第三代头孢菌素类抗生素 |
头孢噻肟 |
大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌、流感嗜血杆菌、肺炎链球菌(包括青霉素敏感和中介耐药株)等 |
头孢曲松 |
大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、产气肠杆菌、沙雷菌属、肺炎链球菌、溶血性链球菌、草绿色链球菌等 |
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头孢他啶 |
铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、肠杆菌属、肺炎链球菌等 |
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头孢哌酮 |
大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、变形杆菌属、金黄色葡萄球菌(不包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)、肺炎链球菌等 |
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第四代头孢菌素类抗生素 |
头孢吡肟 |
金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,耐甲氧西林金葡菌除外)、肺炎链球菌、化脓性链球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌等。 |
第五代头孢菌素类抗生素 |
头孢络林脂 |
金黄色葡萄球菌、耐万古霉素肠球菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌等 |
三、大环内酯类抗生素
作用机制:主要作用于细菌核糖体50S亚基,抑制细菌蛋白质的合成。阻止肽酰基tRNA从A位移向P位,使氨酰基tRNA不能结合到A位,从而抑制蛋白质合成的起始阶段;促进肽酰基tRNA从核糖体上解离,从而抑制蛋白质合成的延伸阶段。
对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、链球菌等)有较强抗菌作用。对革兰阴性菌中的流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、百日咳鲍特菌等有一定活性。对支原体、衣原体、军团菌等非典型病原体高度敏感(表3)。
表3大环内酯类抗生素抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
大环内酯类抗生素 |
红霉素 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、白喉棒状杆菌、流感嗜血杆菌、百日咳鲍特菌、军团菌、以及支原体、衣原体、立克次体等 |
阿奇霉素 |
与红霉素、对肺炎链球菌等的抗菌活性更强,对革兰阴性菌如流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌等作用较强,对非典型病原体抗菌活性显著高于红霉素 |
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罗红霉素 |
与红霉素相似 |
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克拉霉素 |
金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉菌、幽门螺旋杆菌、支原体、衣原体、军团菌等 |
四、氨基糖苷类抗生素
作用机制:作用于细菌核糖体30S亚基,影响蛋白质合成的全过程。
对需氧革兰阴性杆菌(如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、变形杆菌属、沙雷菌属等)有强大抗菌活性。对革兰阳性菌中的金黄色葡萄球菌(包括产酶株)有一定作用,但对链球菌和肺炎链球菌的作用较弱(表4)。
表4氨基糖苷类抗生素抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
氨基糖苷类抗生素 |
链霉素 |
对结核分歧杆菌有强大抗菌作用;对革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、变形杆菌、克雷伯菌等有一定抗菌活性 |
庆大霉素 |
对多种革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、变形杆菌属等具有强大抗菌活性:对革兰阳性菌中金黄色葡萄球(包括产酶株)有一定抗菌作用 |
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妥布霉素 |
与庆大霉素相似,对格兰阴性杆菌抗菌作用强,尤其是对铜绿假单胞菌的抗菌活性较高;对其他革兰阴性杆菌如大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌等也有良好抗菌效果。 |
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阿米卡星 |
对多数肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属等有强大的抗菌活性,且对庆大霉素、妥布霉素等耐药的菌株仍可能有效;对铜绿假单胞菌也有较好抗菌作用;对革兰阳性菌中金黄色葡萄球菌(包括产酶株)有一定抗菌作用 |
五、四环素类抗生素
作用机制:作用于细菌核糖体30S亚基,抑制蛋白质合成。阻止氨酰tRNA进入A位,从而抑制肽链的延长和蛋白质合成;改变细菌细胞膜的通透性,使细胞内的重要成分外漏,从而达到抑菌作用。
对革兰阳性菌(如葡萄球菌、链球菌、炭疽芽孢杆菌等)和革兰阴性菌(如大肠埃希菌、痢疾杆菌、流感嗜血杆菌等)均有抑制作用。对立克次体、支原体、衣原体、螺旋体等也有较强的作用(表5)。
表5四环素类抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
四环素类抗生素 |
四环素 |
对革兰阳性菌如葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌等有一定的抗菌活动,但作用强度不如青霉素类和头孢菌素类;对革兰阴性菌如大肠埃希菌、痢疾杆菌、变形杆菌等也有一定的抑制作用;对衣原体、支原体、立克次体等非典型病原体高度敏感 |
土霉素 |
抗菌谱与四环素相似,但作用相对较弱 |
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多西环素 |
对革兰阳性菌和格兰阴性菌的抗菌活性与四环素相似,但对一些耐药菌株仍有较好的疗效;对非典型病原体如支原体、衣原体、立克次体等的抗菌作用较强;对布鲁菌属、霍乱弧菌、鼠疫那尔森菌等也有一定的抗菌活性。 |
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米诺环素 |
对革兰阳性菌和格兰阴性菌的抗菌活性较强,尤其是对耐四环素的菌株仍有一定的抗菌作用;对非典型病原体如支原体、衣原体、立克次体等的抗菌作用显著;对痤疮丙酸杆菌有高度抗菌活性。 |
六、喹诺酮类抗生素
作用机制:抑制细菌的DNA回旋酶和拓扑异构酶Ⅳ。DNA回旋酶在DNA复制过程中起关键作用,喹诺酮类药物通过抑制该酶,阻碍细菌DNA的复制,导致细菌死亡;拓扑异构酶Ⅳ参与细菌染色体的分裂,喹诺酮类药物对其的抑制也可导致细菌死亡。
对革兰阴性菌(如大肠埃希菌、克雷伯菌属、沙门菌属、志贺菌属等)有强大抗菌作用。对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、化脓性链球菌等)也有较好的抗菌活性。对支原体、衣原体、军团菌等非典型病原体同样有效(表6)。
表6喹诺酮类抗生素抗菌谱
分类 |
药品 |
主要抗菌谱 |
喹诺酮类抗生素 |
诺氟沙星 |
对革兰阴性菌如大肠埃希菌、志贺菌属、沙门菌属、变形杆菌属、克雷伯菌属等有较强的抗菌活性;对部分革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌等有一定抗菌作用,但作用较弱 |
环丙沙星 |
对格兰阴性菌的抗菌活性很强,包括大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌等;对革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌、链球菌等也有一定的抗菌作用 |
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左氧氟沙星 |
对革兰阴性菌的抗菌活性与环丙沙星相似,对大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、变形杆菌属等有良好的抗菌效果;对革兰阳性菌的抗菌活性增强,对肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌等的作用较环丙沙星强;对非典型病原体如支原体、衣原体等也有一定的抗菌作用。 |
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莫西沙星 |
对革兰阳性菌的抗菌活性很强,包括肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌等;对格兰阴性菌如大肠埃希菌、流感奢血杆菌、肺炎克雷伯菌等也有较好的抗菌作用;对非典型病原体如支原体、衣原体、军团菌等的抗菌活性显著 |
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