抗生素是如何起作用的？五个靶点，五大类药物

一种抗生素要真正有用，就必须在损伤细菌的同时不损伤宿主动物。这被称为选择性毒性。它之所以能够实现，是因为细菌拥有一些动物细胞完全没有、或者构造上差异足够大的结构。

目前在用的抗生素几乎全部指向五个靶点之一。知道某种药物属于哪一类，就更容易理解它为什么对某些细菌有效、对另一些无效，以及耐药性是怎么出现的。

1. 细胞壁合成

大多数细菌在细胞膜外面还带有一层由肽聚糖构成的坚硬细胞壁。这层壁在很高的细胞内压力下把细菌维持成形。动物细胞没有与之对应的结构——这使它成为理想的靶点。

β-内酰胺类（青霉素类、头孢菌素类、阿莫西林等）阻断把肽聚糖链彼此交联起来的酶。正在生长的细菌无法修补自己的细胞壁，最终在内压之下破裂。因此，β-内酰胺类通常被归为杀菌药，而且只对正在活跃分裂的细菌起作用。

针对这一类药物最典型的耐药机制是β-内酰胺酶：细菌产生一种酶，把抗生素的环状结构打开。

2. 蛋白质合成

细菌在 70S 核糖体上合成蛋白质，而动物细胞的核糖体是 80S。这一结构差异，正是最庞大的一类抗生素赖以存在的基础。

各个亚类按照它们结合核糖体的哪一个亚基来划分：

• 四环素类（多西环素、土霉素、金霉素）结合 30S 亚基，阻止新的氨基酸进入核糖体。
• 氨基糖苷类（新霉素、庆大霉素）结合 30S 亚基，导致遗传密码被错误读取。
• 大环内酯类（泰乐菌素、红霉素、替米考星）、林可酰胺类（林可霉素）、酰胺醇类（氟苯尼考）和截短侧耳素类（泰妙菌素）结合 50S 亚基，使正在延长的肽链停滞。

这一类中的大多数属于抑菌药：它们不杀死细菌，而是阻止细菌繁殖，把清除工作交给免疫系统。这也是免疫受抑制的动物用药后反应可能较弱的原因之一。

3. 核酸合成

细菌的 DNA 在分裂过程中必须解旋，随后再重新缠绕。承担这项工作的酶是 DNA 促旋酶和拓扑异构酶 IV。

喹诺酮类与氟喹诺酮类（恩诺沙星、达氟沙星、马波沙星、氟甲喹）阻断这些酶。DNA 无法复制，细菌随之死亡——所以这一类属于杀菌药。

在许多国家，氟喹诺酮类被列为极为重要的抗微生物药物，这意味着人们期望有意识地限制它们的使用。

4. 叶酸通路

大多数细菌必须自己合成用于构建 DNA 前体的叶酸，而动物则直接从饲料中获取现成的叶酸。这一差异提供了又一个选择性靶点。

磺胺类阻断该通路中的一个环节，甲氧苄啶阻断紧接着的下一个环节。这就是两者经常被配伍在一起的原因：在同一条链上切断两处，其效果强于任何一者单用，同时还能减缓耐药性的出现。这一原理称为协同作用。

5. 细胞膜

最后一类药物直接攻击细菌的外膜。多黏菌素类（黏菌素，即多黏菌素E）结合革兰阴性菌外膜上的脂多糖，破坏膜的通透性，细胞内容物随之外漏。

由于黏菌素在人医中属于最后防线之一，许多国家对它在动物上的使用作了专门限制。

小结表

靶点	代表类别	作用
细胞壁	青霉素类、头孢菌素类	杀菌
蛋白质合成（30S）	四环素类、氨基糖苷类	多数为抑菌
蛋白质合成（50S）	大环内酯类、林可酰胺类、酰胺醇类、截短侧耳素类	多数为抑菌
核酸	氟喹诺酮类	杀菌
叶酸通路	磺胺类 + 甲氧苄啶	联用时杀菌
细胞膜	多黏菌素类	杀菌

为什么一种抗生素不能对所有细菌都有效？

一种抗生素要起作用，既需要到达它的靶点，靶点也必须确实存在。革兰阴性菌多出一层外膜，把许多分子挡在外面。而支原体根本没有细胞壁——这正是以细胞壁为靶点的 β-内酰胺类对支原体毫无作用的原因。

具体病例中该用哪种抗生素，取决于病原、动物种类、药物在体内的分布，以及您所在国家的批准条件。这个决定属于亲自诊查动物的兽医。

关于耐药性如何发展、又能怎样减缓，可参阅什么是抗微生物药物耐药性（AMR）？