抗菌药物的发展与细菌耐药
抗菌药物的发展史也就是细菌对其耐药性的发展史。伴随抗菌药物强大的抗感染疗效的同时，细菌等病原体对抗菌药物的耐药问题日渐显露出来。3s, http://www.100md.com
■偶然发现开创了抗生素历史3s, http://www.100md.com
1929年，美国弗来明(Fleming)博士报告发现了青霉素。而这一发现纯属偶然：弗来明博士在他欲抛弃的偶有青霉菌生长的葡萄球菌培养皿上发现，在青霉菌的周围，已生长的葡萄球菌出现溶解现象。他将该青霉菌培养液稀释1000倍后，稀释液仍能抑制葡萄球菌的生长，该稀释液还能抑制其他革兰氏阳性球菌的生长。弗来明博士将其中的有效物质命名为青霉素。他在报告中指出，该培养液中的青霉素能抑制革兰氏阳性球菌生长，可用来鉴别革兰氏阳性菌和阴性菌。不过，弗来明博士当时没有做葡萄球菌和肺炎链球菌的抗感染实验，也没有想到用青霉素来作为治疗药物用于临床。3s, http://www.100md.com
1932年，Raistrick博士报告青霉素提取方法；1941年，Florey、Chain、Heatley等博士先后发现青霉素粗制品有抗感染效果。随后，青霉素被应用到临床治疗感染性疾病。1942年，Waksman在美国细菌学会提出“抗生素”一词，至此，抗菌药物时代来临。3s, http://www.100md.com
■由自然性转向化学合成3s, http://www.100md.com
1945年至1947年以后，青霉素开始在临床普遍使用。从1942年开始美国的制药公司开始了抗生素的筛选工作。随着研究的不断深入和青霉素提取技术的进步，青霉素由黄色物质变为白色物质，培养液中青霉素产量由每毫升500单位提高到每毫升50000单位以上，在临床逐步大量使用。3s, http://www.100md.com
在青霉素临床应用的同时，科研人员先后于1944年发现链霉素，1947年发现氯霉素，1948年发现金霉素，1949年发现土霉素，1951年发现红霉素。这些新型抗菌药物都来自于细菌和真菌。后来，随着化学合成技术的发展，在弄清自然来源的抗生素的结构后，人们开始生产半合成抗生素，许多半合成抗生素加入到了抗感染队伍中。3s, http://www.100md.com
虽然1945年Brotzu就发现了头胞菌兀钡缴鲜兰?0年代人们才确定了头胞菌素C的化学结构，并开始进行对耐药菌有效的半合成抗菌药物研究。最先用于临床的头胞菌素是头胞噻酚。自1972年开始，美国、日本、法国等国家的大型制药公司先后推出头胞孟多、头胞呋新、头胞替胺、头胞噻肟、头胞唑肟、头胞哌酮、磺苄头胞菌素、头胞西尼、头胞美唑以及口服头胞菌素等。1976年硫霉素被发现，同时第一个β-内酰胺酶抑制剂—克拉维酸问世。
除抗生素外，磺胺药也在20世纪初被开发利用。第一个磺胺类药物“百浪多息(Protosil)”是由Klarer和Mietzsch于1932年首先合成，是由多马克医师所实验的对溶血性链球菌感染有治疗作用的系列偶氮染料之一。当时烊鹊乃劳?br>率很高，磺胺药问世后，产褥热的病死率急剧下降，并随着更有效的磺胺药的出现其病死率进一步降低。yee, 百拇医药
从磺胺药的问世到青霉素等β-内酰胺类抗菌药物的不断发展，及其他抗菌药物陆续投入临床使用，抗菌药物在人类与感染性疾病的斗争中发挥了举足轻重的作用。yee, 百拇医药
■耐药问题接踵而至yee, 百拇医药
1940年，青霉素刚开始投入临床时的药敏实验显示，所有金黄色葡萄球菌(简称“金葡菌”)均对其敏感。1942年，Ramel-kamp和Maxon报道出现对青霉素耐药的金葡菌，其实际出现时间应为1941年。1944年，Kirby从7株耐青霉素金葡菌中提取出青霉素酶。随着青霉素的广泛使用，金葡菌的耐药性迅速增加，当时主要通过质粒介导的诱导性A类β-内酰胺酶水解青霉素。为解决这一问题，1961年甲氧西林问世并投入临床使用，不久之后报告出现耐甲氧西林金葡菌(MRSA)。后来研发的万古霉素对MR鄄SA一直相当敏感，但在20世纪90年代末期，又有对万古霉素敏感性降低的金葡菌的报告，2002年以来美国已先后报道3株对万古霉素完全耐药的金葡菌。yee, 百拇医药
20世纪50年代中期，革兰氏阴性菌和葡萄球菌出现耐药性开始引起人们的注意。1957年发现并开始研究卡那霉素对耐药菌的效果，并于1958年将其应用于临床。1959年Rolinson博士发酵生产6—APA成功，于是开始研究开发抗青霉素酶(β—内酰胺酶)和对耐药菌有效的半合成青霉素。yee, 百拇医药
为满足临床需要，广谱青霉素及头胞菌素的开发与应用发展迅速，但细菌的耐药性也进一步发展。人们发现，抗菌药物时代以前的质粒不带耐药基因，而当前的质粒携带耐药基因，传播耐药性。1963年，科研人员在雅典从一株大肠杆菌中首次分离出TEM-1型β-内酰胺酶，随后发现携带TEM-1基因的转座子在全球内各菌株中广泛传播；1973年发现染色体介导的C型酶(AmpC)，1983年发现超广谱β-内酰胺酶(ESBL)，这两种酶能水解三代头孢菌素。少数细菌可产生金属酶，对β-内酰胺类抗菌药物具有极强的破坏力。现在，革兰氏阴性菌已成为医院感染的主要病原菌。yee, 百拇医药
同样，对其他抗菌药物，细菌也不断表现出新的耐药性。目前除已出现对万古霉素敏感性降低的金葡菌外，多重耐药的革兰氏阴性杆菌特别是肠杆菌、结核杆菌迅速增加。同时由于一些抗菌药物被作为动物促生产剂在动物饲料中作为添加剂，使细菌耐药性问题变得更加复杂，如美国用尚未上市的新抗菌药“奎奴普丁/达福普丁”对临床分离细菌做药敏实验，发现部分细菌已对其产生耐药性，其原因可能与饲料添加剂中含类似成分有关；再如临床应用时间并不长的喹诺酮类药物，在国内由于广泛使用，目前细菌对其耐药性已十分严重。
■抗菌药物压力与耐药性%., http://www.100md.com
与抗菌药物的接触(抗菌药物压力)是细菌产生耐药的主要源动力。1985年，著名学者McGowan指出了与医院内细菌耐药性的出现相关的7个方面：(1)引起医院感染的微生物的耐药性比引起社会感染的微生物的耐药性更多见；(2)医院中耐药菌株感染者使用的抗菌药物比敏感株感染或定植者使用的抗菌药物多；(3)抗菌药物使用情况的变化会引起细菌耐药情况的变化，如投入或停用某种抗菌药物常与其耐药性的消长有关；(4)抗菌药物使用愈多的区域耐药菌分布愈多；(5)抗菌药物应用时间越长耐药菌定植的可能性越大；(6)抗菌药物剂量越大耐药菌定植或感染的机会更多；(7)抗菌药物对自身菌群有影响并有利于耐药菌生长。%., http://www.100md.com
1998年，StuartBLevy在《新英格兰医学杂志》上发表题为《多重耐药——一个时代的标志》的文章，认为(1)抗菌药物只要使用了足够时间，就会出现细菌耐药性，如使用青霉素25年后出现耐青霉素肺炎球菌、氟喹诺酮使用10年后出现了肠杆菌耐药；(2)耐药性是不断进化的，随着抗菌药物的应用，耐药也从低度耐药向中度、高度耐药转化；(3)对一种抗菌药物耐药的微生物可能对其他抗菌药物也耐药；(4)细菌耐药性的消亡很慢；(5)使用抗菌药物治疗后，患者容易携带耐药菌。%., http://www.100md.com
遗传机制确定了细菌耐药性的生化机制。细菌耐药的生化机制主要有(1)抗菌药物作用靶位的改变；(2)抗菌药物被细菌产生的酶灭活；(3)细菌细胞膜通透性的改变，使抗菌药物不能进入细菌细胞或被细菌细胞膜的药物泵排出细胞；(4)形成细菌生物被膜，为细菌躲避抗菌药物作用提供场所；(5)以上几种机制的结合。细菌耐药性既可在细菌间传播，也可通过人或环境进行传播。%., http://www.100md.com
■当今重要的耐药菌%., http://www.100md.com
▲相关链接%., http://www.100md.com
1、耐药金葡菌：首先是产生内酰胺酶，1961年报告耐甲氧西林金葡菌(MRSA)；至上世纪90年代，MRSA已成为医院感染的重要致病菌；20世纪末，发现对万古霉素的敏感性下降的金葡菌(VISA)；至21世纪初，美国报道已发现耐万古霉素金葡菌(VRSA)。%., http://www.100md.com
2、耐药肺炎链球菌：1967年巴布亚新几内亚首先报道肺炎链球菌对青霉素耐药(PRSP)；随后世界各国报告逐渐增加。1995年报告耐头胞噻肟的肺炎链球菌。%., http://www.100md.com
3、耐药肠球菌：上世纪90年代报告的耐万古霉素肠球菌(VRE)。%., http://www.100md.com
4、耐药流感嗜血杆菌：1972年首次报告由质粒介导的内酰胺酶产生的对氨苄西林耐药菌。%., http://www.100md.com
5、耐药淋球菌：1976年以来，产生内酰胺酶，由质粒介导的对青霉素高水平耐药的淋球菌在东南亚、西非出现并传播到西方国家，随后又出现对四环素类高度耐药淋球菌及对大观霉素耐药菌株，对喹诺酮类耐药菌株。目前淋病治疗困难与细菌耐药有密切关系.%., http://www.100md.com
6、耐药脑膜炎奈瑟菌：上世纪60年代出现耐磺胺药的脑膜炎奈瑟菌，随后又出现对利福平、喹诺酮类耐药菌株；国外对青霉素敏感性降低或耐药菌株也有报道。%., http://www.100md.com
7、耐药肠杆菌科细菌：1965年首先报道氨苄西林、羟氨苄西林耐药的大肠杆菌，并在医院内传播，目前大肠杆菌及其他肠杆菌对几乎所有抗菌药物都可以耐药，包括新上市的氟喹诺酮类药物，碳青霉烯类药物等。伤寒的耐药性发展也较快。%., http://www.100md.com
8、耐药与多重耐药结核杆菌：结核杆菌耐药可对雷米封或利福平等单药耐药，也可以对利福平、雷米封、乙胺丁醇等多药同时耐药，称为多重耐药结核杆菌。%., http://www.100md.com
■中南大学湘雅医院感染控制中心主任 吴安华(吴安华 )
■偶然发现开创了抗生素历史3s, http://www.100md.com
1929年，美国弗来明(Fleming)博士报告发现了青霉素。而这一发现纯属偶然：弗来明博士在他欲抛弃的偶有青霉菌生长的葡萄球菌培养皿上发现，在青霉菌的周围，已生长的葡萄球菌出现溶解现象。他将该青霉菌培养液稀释1000倍后，稀释液仍能抑制葡萄球菌的生长，该稀释液还能抑制其他革兰氏阳性球菌的生长。弗来明博士将其中的有效物质命名为青霉素。他在报告中指出，该培养液中的青霉素能抑制革兰氏阳性球菌生长，可用来鉴别革兰氏阳性菌和阴性菌。不过，弗来明博士当时没有做葡萄球菌和肺炎链球菌的抗感染实验，也没有想到用青霉素来作为治疗药物用于临床。3s, http://www.100md.com
1932年，Raistrick博士报告青霉素提取方法；1941年，Florey、Chain、Heatley等博士先后发现青霉素粗制品有抗感染效果。随后，青霉素被应用到临床治疗感染性疾病。1942年，Waksman在美国细菌学会提出“抗生素”一词，至此，抗菌药物时代来临。3s, http://www.100md.com
■由自然性转向化学合成3s, http://www.100md.com
1945年至1947年以后，青霉素开始在临床普遍使用。从1942年开始美国的制药公司开始了抗生素的筛选工作。随着研究的不断深入和青霉素提取技术的进步，青霉素由黄色物质变为白色物质，培养液中青霉素产量由每毫升500单位提高到每毫升50000单位以上，在临床逐步大量使用。3s, http://www.100md.com
在青霉素临床应用的同时，科研人员先后于1944年发现链霉素，1947年发现氯霉素，1948年发现金霉素，1949年发现土霉素，1951年发现红霉素。这些新型抗菌药物都来自于细菌和真菌。后来，随着化学合成技术的发展，在弄清自然来源的抗生素的结构后，人们开始生产半合成抗生素，许多半合成抗生素加入到了抗感染队伍中。3s, http://www.100md.com
虽然1945年Brotzu就发现了头胞菌兀钡缴鲜兰?0年代人们才确定了头胞菌素C的化学结构，并开始进行对耐药菌有效的半合成抗菌药物研究。最先用于临床的头胞菌素是头胞噻酚。自1972年开始，美国、日本、法国等国家的大型制药公司先后推出头胞孟多、头胞呋新、头胞替胺、头胞噻肟、头胞唑肟、头胞哌酮、磺苄头胞菌素、头胞西尼、头胞美唑以及口服头胞菌素等。1976年硫霉素被发现，同时第一个β-内酰胺酶抑制剂—克拉维酸问世。
除抗生素外，磺胺药也在20世纪初被开发利用。第一个磺胺类药物“百浪多息(Protosil)”是由Klarer和Mietzsch于1932年首先合成，是由多马克医师所实验的对溶血性链球菌感染有治疗作用的系列偶氮染料之一。当时烊鹊乃劳?br>率很高，磺胺药问世后，产褥热的病死率急剧下降，并随着更有效的磺胺药的出现其病死率进一步降低。yee, 百拇医药
从磺胺药的问世到青霉素等β-内酰胺类抗菌药物的不断发展，及其他抗菌药物陆续投入临床使用，抗菌药物在人类与感染性疾病的斗争中发挥了举足轻重的作用。yee, 百拇医药
■耐药问题接踵而至yee, 百拇医药
1940年，青霉素刚开始投入临床时的药敏实验显示，所有金黄色葡萄球菌(简称“金葡菌”)均对其敏感。1942年，Ramel-kamp和Maxon报道出现对青霉素耐药的金葡菌，其实际出现时间应为1941年。1944年，Kirby从7株耐青霉素金葡菌中提取出青霉素酶。随着青霉素的广泛使用，金葡菌的耐药性迅速增加，当时主要通过质粒介导的诱导性A类β-内酰胺酶水解青霉素。为解决这一问题，1961年甲氧西林问世并投入临床使用，不久之后报告出现耐甲氧西林金葡菌(MRSA)。后来研发的万古霉素对MR鄄SA一直相当敏感，但在20世纪90年代末期，又有对万古霉素敏感性降低的金葡菌的报告，2002年以来美国已先后报道3株对万古霉素完全耐药的金葡菌。yee, 百拇医药
20世纪50年代中期，革兰氏阴性菌和葡萄球菌出现耐药性开始引起人们的注意。1957年发现并开始研究卡那霉素对耐药菌的效果，并于1958年将其应用于临床。1959年Rolinson博士发酵生产6—APA成功，于是开始研究开发抗青霉素酶(β—内酰胺酶)和对耐药菌有效的半合成青霉素。yee, 百拇医药
为满足临床需要，广谱青霉素及头胞菌素的开发与应用发展迅速，但细菌的耐药性也进一步发展。人们发现，抗菌药物时代以前的质粒不带耐药基因，而当前的质粒携带耐药基因，传播耐药性。1963年，科研人员在雅典从一株大肠杆菌中首次分离出TEM-1型β-内酰胺酶，随后发现携带TEM-1基因的转座子在全球内各菌株中广泛传播；1973年发现染色体介导的C型酶(AmpC)，1983年发现超广谱β-内酰胺酶(ESBL)，这两种酶能水解三代头孢菌素。少数细菌可产生金属酶，对β-内酰胺类抗菌药物具有极强的破坏力。现在，革兰氏阴性菌已成为医院感染的主要病原菌。yee, 百拇医药
同样，对其他抗菌药物，细菌也不断表现出新的耐药性。目前除已出现对万古霉素敏感性降低的金葡菌外，多重耐药的革兰氏阴性杆菌特别是肠杆菌、结核杆菌迅速增加。同时由于一些抗菌药物被作为动物促生产剂在动物饲料中作为添加剂，使细菌耐药性问题变得更加复杂，如美国用尚未上市的新抗菌药“奎奴普丁/达福普丁”对临床分离细菌做药敏实验，发现部分细菌已对其产生耐药性，其原因可能与饲料添加剂中含类似成分有关；再如临床应用时间并不长的喹诺酮类药物，在国内由于广泛使用，目前细菌对其耐药性已十分严重。
■抗菌药物压力与耐药性%., http://www.100md.com
与抗菌药物的接触(抗菌药物压力)是细菌产生耐药的主要源动力。1985年，著名学者McGowan指出了与医院内细菌耐药性的出现相关的7个方面：(1)引起医院感染的微生物的耐药性比引起社会感染的微生物的耐药性更多见；(2)医院中耐药菌株感染者使用的抗菌药物比敏感株感染或定植者使用的抗菌药物多；(3)抗菌药物使用情况的变化会引起细菌耐药情况的变化，如投入或停用某种抗菌药物常与其耐药性的消长有关；(4)抗菌药物使用愈多的区域耐药菌分布愈多；(5)抗菌药物应用时间越长耐药菌定植的可能性越大；(6)抗菌药物剂量越大耐药菌定植或感染的机会更多；(7)抗菌药物对自身菌群有影响并有利于耐药菌生长。%., http://www.100md.com
1998年，StuartBLevy在《新英格兰医学杂志》上发表题为《多重耐药——一个时代的标志》的文章，认为(1)抗菌药物只要使用了足够时间，就会出现细菌耐药性，如使用青霉素25年后出现耐青霉素肺炎球菌、氟喹诺酮使用10年后出现了肠杆菌耐药；(2)耐药性是不断进化的，随着抗菌药物的应用，耐药也从低度耐药向中度、高度耐药转化；(3)对一种抗菌药物耐药的微生物可能对其他抗菌药物也耐药；(4)细菌耐药性的消亡很慢；(5)使用抗菌药物治疗后，患者容易携带耐药菌。%., http://www.100md.com
遗传机制确定了细菌耐药性的生化机制。细菌耐药的生化机制主要有(1)抗菌药物作用靶位的改变；(2)抗菌药物被细菌产生的酶灭活；(3)细菌细胞膜通透性的改变，使抗菌药物不能进入细菌细胞或被细菌细胞膜的药物泵排出细胞；(4)形成细菌生物被膜，为细菌躲避抗菌药物作用提供场所；(5)以上几种机制的结合。细菌耐药性既可在细菌间传播，也可通过人或环境进行传播。%., http://www.100md.com
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1、耐药金葡菌：首先是产生内酰胺酶，1961年报告耐甲氧西林金葡菌(MRSA)；至上世纪90年代，MRSA已成为医院感染的重要致病菌；20世纪末，发现对万古霉素的敏感性下降的金葡菌(VISA)；至21世纪初，美国报道已发现耐万古霉素金葡菌(VRSA)。%., http://www.100md.com
2、耐药肺炎链球菌：1967年巴布亚新几内亚首先报道肺炎链球菌对青霉素耐药(PRSP)；随后世界各国报告逐渐增加。1995年报告耐头胞噻肟的肺炎链球菌。%., http://www.100md.com
3、耐药肠球菌：上世纪90年代报告的耐万古霉素肠球菌(VRE)。%., http://www.100md.com
4、耐药流感嗜血杆菌：1972年首次报告由质粒介导的内酰胺酶产生的对氨苄西林耐药菌。%., http://www.100md.com
5、耐药淋球菌：1976年以来，产生内酰胺酶，由质粒介导的对青霉素高水平耐药的淋球菌在东南亚、西非出现并传播到西方国家，随后又出现对四环素类高度耐药淋球菌及对大观霉素耐药菌株，对喹诺酮类耐药菌株。目前淋病治疗困难与细菌耐药有密切关系.%., http://www.100md.com
6、耐药脑膜炎奈瑟菌：上世纪60年代出现耐磺胺药的脑膜炎奈瑟菌，随后又出现对利福平、喹诺酮类耐药菌株；国外对青霉素敏感性降低或耐药菌株也有报道。%., http://www.100md.com
7、耐药肠杆菌科细菌：1965年首先报道氨苄西林、羟氨苄西林耐药的大肠杆菌，并在医院内传播，目前大肠杆菌及其他肠杆菌对几乎所有抗菌药物都可以耐药，包括新上市的氟喹诺酮类药物，碳青霉烯类药物等。伤寒的耐药性发展也较快。%., http://www.100md.com
8、耐药与多重耐药结核杆菌：结核杆菌耐药可对雷米封或利福平等单药耐药，也可以对利福平、雷米封、乙胺丁醇等多药同时耐药，称为多重耐药结核杆菌。%., http://www.100md.com
■中南大学湘雅医院感染控制中心主任 吴安华(吴安华 )