抗生素的发展史
作者：刘丹平专业：生物工程学号：1044514
摘要：我国作为一个抗生素使用大国，我们是否了解抗生素的起源与发展？本文通过对抗生素的发展史的研究，总结了抗生素的发展历程以及它对人类发展的影响。
抗生素的早期定义是微生物在新陈代谢过程中所产生，具有抑制它种微生物生长及活动，甚至杀死它种微生物的一种化学物质。
而它的现代定义是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。
现临床常用的抗生素有微生物培养液液中提取物以及用化学方法合成或半合成的化合物。
同时，抗生素分为天然品和人工合成品，前者由微生物产生，后者是对天然抗生素进行结构改造获得的部分合成产品。
1、抗生素的出现
和许多其他药物一样，抗生素的使用比它的发现要早得多。
早在两千多年前我国汉朝，人们就懂得用豆腐上的霉来治疗皮肤上的疮疖。
距今一千年前，北魏贾思勰的《齐民要术》记载治疗腹泻、下利的神曲，三百多年前《天工开物》中提到的丹曲，就是最早的抗生素药物了。
在1877年，路易斯·巴斯德和罗伯特·科赫均注意到某些梭菌能抑制炭疽杆菌的生长。
不过这样的发现，除了在故纸堆中让人偶尔心念一动，对抗生素的发展没能提供什么实质性的帮助。
1929年，在英国伦敦圣玛丽医院，弗莱明(Alexander Fleming)注意到实验室的葡萄球菌培养皿中，其生长速度被一种霉所抑制。
弗莱明将观察到的这一结果发表在1929年的学术期刊上，并把这种霉命名为青霉素(penicillin，盘尼西林)。
可惜的是，弗莱明没有进一步了解青霉素的治疗功效。
而在1930年末，牛津大学的弗罗利(Howard walter Florey) 和钱恩(Ernst Boris Chain)两人首先将青霉素用于临床，发现它对金黄色葡萄球菌感染有着显著的疗效，能够有效保护动物体不受细菌感染的威胁。
1940年8月24日，两人在著名的英国医学杂志《柳叶刀》上发表了有关的学术报告。
由此，第一代抗生素诞生。
几乎就在同时，德国科学家首先进行了用化学合成物治疗病原菌的开拓性动物实验，终于发现了能杀死锥虫、对梅毒螺旋体有效、但对人体无害的“百浪多息”，即磺胺的前身。
磺胺具有强大的抑菌作用，它的研制成功挽救了无数人的生命。
这是人类发现的第一个可以对抗病原菌的药物，具有划时代意义。
为此，它的发明者也获得了诺贝尔生理学和医学奖。
但不久，它的许多缺点就暴露了：比如，对链球菌虽然有很好的疗效，但对其他细菌却无能为力。
青霉素和磺胺的前后出现，掀起了人们寻找抗菌药物的热潮。
在他们中间，拉特格斯大学（Rutgers University）的塞尔曼·阿布拉翰·瓦克斯曼（Selman Abraham Waksman，又一位诺贝尔奖得主）所领导的实验室，取得了最为辉煌的
成就。
在他工作的四十年中，先后发现并合成了超过二十种抗生素（甚至抗生素这个概念都是他创造的）。
瓦克斯曼的成就不仅有数量，而且还有高度。
1943年10月19日，他的研究生艾伯特·沙茨（Albert Schatz）成功的从灰链霉菌（Streptomyces griseus）中，提炼出了链霉素。
并在1944年11月20日首度经由人体临床试验证实，streptomycin可以治疗肺结核病人。
这就是第二个抗生素——链霉素的发现。
链霉素帮助人类第一次控制了结核病这个凶险的杀手，之后人们发现，它还能治疗鼠疫。
链霉素虽然抗菌范围狭窄，但是征服的都是让人谈虎色变的大家伙。
化学家们很快确定了链霉素的结构：一个N-甲基葡萄糖胺通过链霉糖和一个链霉胍相结合的大分子。
人们按图索骥，接着开发了一大批和链霉素药理相同的抗菌药物，它们都具有类似的化学结构，因此统称为氨基糖苷类（aminoglycosides）。
2、抗生素的发展与繁荣
以链霉素的发现为起点，科学家们又从放线菌中陆续发现了金霉素、土霉素、四环素等四环类抗生素，苄那霉素、庆大霉素、新霉素、妥布霉素、小诺霉素等氨基糖苷类抗生素，红霉素、吉他霉素、螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等大环内酯类抗生素，利福霉素等安莎类抗生素，制霉菌素、两性霉素B等多烯类抗霉菌抗生素。
由此，抗生素的发展进入了黄金时代。
而抗生素发展的黄金时代又分为两个时期：传统抗生素的发展、半合成抗生素的发展。
传统抗生素的发展：
（1）β–内酰胺类：青霉素、头孢菌素
（2）氨基糖苷类：1943，Waksman发现链霉素；1957，Umezawa发现卡那霉素； 1963年， Westein发现庆大霉素
（3）大环内酯类：1952年，McGuire发现红霉素。
除这三类以外，其它天然抗生素也不断被发现并有些应用于临床，如：1939年，发现第一个抗真菌抗生素-灰黄霉素，其后又发现了制霉菌素和两性霉素B等；1947年，发现第一个广谱抗生素氯霉素；1948年，发现金霉素，代表四环类抗生素诞生，随后又发现土霉素、四环素；1957年，发现安莎类抗生素-利福霉素；1962年，发现林可霉素；1967年，发现磷霉素；1974年，我国发现具有独特结构的创新霉素等。
目前，临床应用的大多数天然抗生素是在50-60年代发现的。
半合成抗生素的发展：
临床上应用的抗生素有时存在以下一些问题：耐药菌、过敏反应、毒性较大、活性较低等。
所以人们通过进一步的研究，获得了半合成抗生素。
1959年，科学家由青霉素G通过酰胺酶裂解得到6-APA（6-氨基青霉烷酸），再由此得到各种半合成青霉素，包括耐青霉素酶的甲氧苯青霉素、耐酶可口服和注射的苯唑青霉素、广谱的氨苄青霉素等。
真正将半合成抗生素推向黄金时期的是半合成头孢菌素类抗生素的出现。
首先是由头孢菌素C制得7-ACA（7-氨基头孢烷酸），再由7-ACA通过反应得到各种半合成头孢菌素类抗生素。
除了这两个比较突出的例子外，还有一些其它的抗生素被改造。
如：半合成氨基糖苷类：由卡那霉素经改造得阿米卡星（丁胺卡那霉素）、阿贝卡星、地贝卡星等。
半合成大环内酯类：有乙酰螺旋霉素、罗红霉素、阿齐霉素、甲红霉素等。
对红霉素的结构改造工作最为活跃，在临床中具有较好疗效，如罗红、阿齐、甲红等，因为它们比红霉素具有更高的血药浓度、更长的半衰期和更好的生物利
用度及独特的抗菌范围。
四环类抗生素：从土霉素和去甲基金霉素改造为脱氧土霉素（强力霉素）和二甲胺四环素。
抗肿瘤抗生素的结构改造：如何克服抗肿瘤抗生素的毒副作用是其结构改造的主要目标。
如从柔红霉素经结构改造得阿霉素和表阿霉素，不仅将低原来的毒副作用，其剂量也有所降低，已成为癌症化疗中首选药物。
抗虫抗生素阿弗米丁的半合成产品依弗菌素已被作为杀虫抗生素广泛应用于农业和畜牧业。
3、滥用抗生素的危害
名目繁多的抗生素今天已是医院、药房乃至家庭常备的药物。
然而，物极必反，过分依赖于抗生素会对我们的身体造成严重危害。
虽然抗生素的益处是显而易见，不容置疑的，但仍有些问题是必须注意的，即副作用和产生抗体。
抗生素所产生的副作用从轻度皮疹到严重贫血，甚至休克、死亡。
抗生素，特别是广谱抗生素的应用，往往使体内各处的敏感菌受到抑制，而使耐药菌乘机在体内繁殖生长，导致二重感染，这种感染亦称“菌群失调症”。
也就是说，原本想用抗生素杀灭致病菌，结果反遭受更厉害的细菌感染。
其中，耐药性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性杆菌是二重感染的主要病源。
二重感染的主要表现为腹泻、发热和口腔霉菌感染。
这些耐药菌和特殊细菌的感染是导致病人死亡的主要原因。
由于抗生素应用普遍存在着不合理的现象，国内药物不良反应的发生率一直处于较高的水平。
一份来自药品不良反应监测中心的报表中显示，抗生素的不良反应占了全部药品不良反应病例的一半。
另外，广谱抗生素的应用使肠道内很多细菌受到抑制，这些细菌有些具有合成维生素B族和维生素K的能力，因此，菌群失调后就可能导致维生素B复合物缺乏，病人可出现恶心、呕吐等胃肠道症状。
抗生素的种类比较多，引起的不良反应或者是严重的不良反应涉及到了身体的每一个系统，所以抗生素的合理使用是迫在眉睫需要解决的问题。
对抗生素产生抗体即有了耐药性，耐药性的产生没有严格的时间，一般的规律是药品使用的频率越高，耐药情况的出现就越快。
在泌尿系统感染治疗中，目前世界上只有中国的病人才会因用喹诺酮类包括如环丙沙星、泰诺必妥等而出现耐药情况，主要就是因为药品用量太大所致。
如果人们仍继续滥用抗生素，尤其是仍继续滥用“高档”抗生素，总有一天，我们，或者我们的子孙后代将生活在一个瘟疫横行却无药可救的悲惨世界中。
参考文献：
1、马誉溦抗生素人民卫生出版社 1955年12月
2、杨世杰药理学人民卫生出版社 2009年1月
3、周正任医药微生物学人民卫生出版社 2010年3月
4、董传明抗生素头抱哇肪丙匹醋的合成研究中国抗生素杂志2007年8月
第32卷第8期
5、包括维基百科、百度百科在内的各大网站。
