抗生素是怎么来的？药物源于草
抗生素的发现与新抗生素的获得 (2010-11-28 10:25:03)
标签： 西林 抗生素 青霉素 头孢菌素 细菌 半合成抗生素 链霉素 抗生现象 分类： 抗生素
前段时间，发现“超级细菌”的新闻，在社会上影响很大，甚至使相关的企业股票价格都随之起伏。人们把注意力指向了抗生素。要正确的解读相关的事件，需要有抗生素知识的了解。本组博文就来简说一下抗生素的入门级知识，这也是公民们应该知道的药物科普知识
抗生素如同植物药一样，是来自天然的产物。是由某些细菌分泌的具有抑制或杀灭其他细菌（主要指致病菌）的产物，被人们利用作为抗菌药物治病
为什么自然界中细菌会产生抗生素呢？现在的解释是：在微观世界里，各种肉眼看不到的微生物也存在着生存斗争。细菌的繁殖很快，20分钟就能1裂变为2，成新的一代，数目以等比数列翻倍增加。如有无限的资源，一个细菌的后代一个昼夜多就可传5、60代，充满整个地球。但这种情况根本不可能发生，一个原因是细菌的增殖，还受到其他细菌的限制。细菌之间存在着斗争，弱肉强食，其激烈程度不下于食肉动物界。动物往往是靠尖牙利爪，坚蹄硬角，或者打不赢就跑，…；而细菌就只能靠化学武器—-分泌毒素。某些细菌产生出一些毒素，可以杀死其他种类的细菌或抑制其他细菌的生长，以使自己能最大限度的繁殖。这就是细菌世界里的互相拮抗的抗生现象。其发现导致了抗生素的产生
最早是在上个世纪的20年代末，英国科学家弗莱明在实验室中观察到青霉菌外有抑菌圈。以后分离出青霉菌的分泌物质，并生产得到可够使用的量。临床试验时治疗细菌感染所向披靡，青霉素成为最早的问世的抗生素，拯救了大量的二战伤兵（以前过半的伤兵都死于细菌感染）。另一个抗生素—-链霉素随后问世（1944年），成了当时不治之症—-的肺结核（“痨病”、“白色瘟疫”）的特效药。链霉素是系统研究放线菌（微生物的一类）后的代谢物后，从上万种细菌中发现的一个抗生素，工作量大，极其艰苦，也获得了诺贝尔奖。从此，抗生素成为医生手中不可缺少的新型、神奇武器
在青、链霉素发现后，成功促成了科学界和企业界寻找新抗生素的“淘金潮”。人们到世界各地，甚至是罕有人迹的地方，去寻找新的菌种。然后，按已建立的筛选程序，培养细菌，分类鉴定；在实验室分离提取其分泌物，考查分泌物的抗菌特性，寻找新的抗生素。在40年代后期到50年代，得到了我们现使用的大部分抗生素的类型，如氯霉素、四环素、氨基糖苷类抗生素、大环内酯抗生素等
此后，寻找新抗生素的工作越来越难。能找到的菌种大都研究过了，辛辛苦苦的找来的新菌种，在分离提取，鉴定结构和抑菌研究等海量的工作后，绝大部分的结局都是杯具。不是这个已被人研究过，就是其活力还没有已有的抗生素好。自然得不到新的抗生素
人们也试着采用一些物理化学的方法，如用紫外光照射，用化学药品刺激，去诱发细菌基因的突变，得到新的菌种。但这些方法的成功几率极低，似未见到成功的实例
所幸，化学合成的研究进展很快。人们在确定抗生素的化学结构时必须要全合成被假定的结构，进行对照，如同植物药的研究一样，许多顶尖的合成化学家都参加这类工作，如伍德沃德因全合成青霉素、红霉素等获得诺贝尔奖。这中间积累了大量的化学合成方法，使科学家逐渐有能力合成非常复杂的分子。这些方法使人们可能把天然的抗生素，进行结构上的改变，以期得到更适宜使用的抗生素
在50年代后期，人们从青霉素中切去侧链部分，得到无侧链青霉素核（青霉烷酸），然后再加上人工制作的其他侧链，陆续得到了一系列有独特品质的青霉素成员，现统称为“××西林”，如我们现在常用的广谱口服的阿莫西林。用类似的方法，还从原本抗菌活性很低，根本没有临床价值的头孢菌素C中，得到了头孢菌素的母核。再接上两条人工的侧链，得到一系列的头孢菌素，现已发展到第4代。另外，发明了改造青霉素的母环成头孢的母环的生产方法，现在生产的大部分青霉素产品，都用于头孢菌素的生产。各种头孢菌素成了现常用的抗生素
这种方法得到的抗生素叫做半合成抗生素，特指原料的主要部分是来自天然的抗生素。用类似的方法，使许多天然抗生素获得优秀的品质，升级换代，更便于人们在特定的病例中使用，（自然价格也贵得多）。几乎每一个天然抗生素都有半合成的新成员，成了一个家族。如从四环素的研究中得到的四环素类的多西环素、米诺环素等；从红霉素中得到的红霉素类的琥乙红霉素、罗红霉素、阿奇霉素等；从万古霉素得到去甲万古霉素；从…。自然，修饰天然抗生素的工作也不容易，到80年代后，往往在合成出成千上万的新化合物中，才能筛选出1个可以药用的抗生素
寻找新抗生素的工作，现在仍在进行。但愈来愈难，成果愈来愈少。只有有实力的企业才能做这个工作，而投资也要求越来越高，回报也不容易。好多企业都没有积极性去研究新抗生素
但新抗生素的需求，则不断地增加。其中的一个原因是原有的抗生素产生了愈来愈多的耐药菌
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