抗生素是怎么工作的？ 第1页

这个问题看似简单，实际上涉及了多学科的知识。

以下，以头孢拉定为例，展开来说：

1.抗生素的抗感染原理

先看头孢拉定的分类及其药理作用：

本品为第一代头孢菌素，对不产青霉素酶和产青霉素酶金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、A组溶血性链球菌、肺炎链球菌和草绿色链球菌等革兰阳性球菌的部分菌株具良好抗菌作用。厌氧革兰阳性菌对本品多敏感，脆弱拟杆菌对本品呈现耐药。耐甲氧西林葡萄球菌属、肠球菌属对本品耐药。本品对革兰阳性菌与革兰阴性菌的作用与头孢氨苄相似。本品对淋病奈瑟菌有一定作用，对产酶淋病奈瑟菌也具活性；亦可用于流感嗜血杆菌。

头孢拉定属于β-内酰胺类抗生素（此外，还有氨基糖苷类、大环内酯类、林可霉素类、多肽类、喹诺酮类、磺胺类、抗结核药、抗真菌药及其他抗生素），这一类抗生素的一大特点是化学结构中具有β-内酰胺环的一大类抗生素，基本上所有在其分子结构中包括β-内酰胺核的抗生素均属于β内酰胺类抗生素，它是现有的抗生素中使用最广泛的一类，包括临床最常用的青霉素与头孢菌素，以及新发展的头霉素类、硫霉素类、单环β-内酰胺类等其他非典型β-内酰胺类抗生素。此类抗生素具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点。

以下结构式中，标红的部分即为β内酰胺类抗生素起到杀灭细菌作用的关键结构。

我们日常接触最多的青霉素类和头孢菌素类的区别主要如下：青霉素的母核是6-APA，6-氨基青霉烷酸(由四氢噻唑环+β-内酰胺环组成），头孢类抗生素的母核是7-ACA，7-氨基头孢烯酸（氢化噻嗪环+β-内酰胺环组成），如下图所示：

各种β-内酰胺类抗生素的作用机制均相似，都能抑制胞壁粘肽合成酶，即青霉素结合蛋白（penicillin 　binding proteins, PBPs），从而阻碍细胞壁粘肽合成，使细菌胞壁缺损，菌体膨胀裂解（热知识：细菌是有细胞壁的，细胞壁的主要作用是维持细胞形态，保护细胞免收由于环境渗透压变化造成的细胞溶解）。

用通俗易懂的比喻来形容就是：陨石把宇宙飞船的外壳打烂了，暴露在真空中的宇航员就GG了。

如同米粒大的陨石打不烂宇宙飞船一样，在人体液、组织中的抗生素一样需要达到特定的浓度，才能够达到杀灭敏感菌群的效果。这就引入了下一个概念：血药浓度。

2.血药浓度

血药浓度（PlasmaConcentration）系指药物吸收后在血浆内的总浓度，包括与血浆蛋白结合的或在血浆游离的药物，有时也可泛指药物在全血中的浓度，药物作用的强度与药物在血浆中的浓度成正比，药物在体内的浓度随着时间而变化。

对于普通的药物来说，药物进入体内后是直接和人体的相应位点结合后起效，抗生素类则是通过作用于靶器官的微生物从而起到药效，因此，只有组织或器官内的药物浓度达到最低有效浓度，而最低有效浓度至少要大于最低抑菌浓度（MIC），并且维持一定的时间，才能起到抑菌杀菌的作用。

最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，MIC），最低抑菌浓度是测量抗菌药物的抗菌活性大小的一个指标，指在体外培养细菌18至24小时后能抑制培养基内病原菌生长的最低药物浓度。

这个概念看起来似乎好像跟上面说的没啥关系，依然不能解释为什么可以治疗尿路感染的头孢拉定对于其他部位的感染也有效果对吗？

所以我们来到了今天的重点——头孢拉定的药代动力学特性。

3.药代动力学

药代动力学，也称药物代谢动力学（Pharmacokinetic）是定量研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄规律，并运用数学原理和方法阐述血药浓度随时间变化的规律的一门学科。

通过查阅头孢拉定的说明书可知：

口服途径：

本品口服后吸收迅速，空腹口服0.5g，11～18mg/L的血药峰浓度(Cmax)于给药后1小时到达，血消除半衰期(t1/2β)为1小时。本品在组织体液中分布良好。肝组织中的浓度与血清浓度相等。在心肌、子宫、肺、前列腺和骨组织中皆可获有效浓度。脑组织中药物浓度仅为同期血药浓度的5%～10%，脑脊液中浓度更低。本品可透过血-胎盘屏障进入胎儿血循环，少量经乳汁排出。血清蛋白结合率为6%～10%。口服0.5g后6小时累积排出给药量的90%以上。少量本品可自胆汁排泄，后者的浓度可为血清浓度的4倍。本品在体内很少代谢，能为血液透析和腹膜透析清除。丙磺舒可减少本品经肾排泄。

注射途径：

静脉滴注本品 0.5g，5分钟后血药浓度为 46 mg/L；肌内注射 0.5g后平均 6mg/L的血药峰浓度(Cmax)于给药后 1～2小时到达。肌内注射吸收较口服为差，但血药浓度维持较久。血消除半衰期(t1/2β)为 0.8～1小时。本品在组织体液中分布良好。肝组织中的浓度与血清浓度相等。在心肌、子宫、肺、前列腺和骨组织中皆可获有效浓度。脑组织中药物浓度仅为同期血药浓度的 5～10%，脑脊液中浓度更低。静脉滴注 2～4g，脑脊液中浓度仅有 1.2～1.5mg/L。本品可透过血-胎盘屏障进入胎儿血循环，少量经乳汁排出。血清蛋白结合率为 6～10%。静脉给药后6小时尿中累积排出量为给药量的 90% 以上；肌内注射后6小时尿中累积排出量为给药量的 66%。尿中浓度甚高，多可超过 1000 mg/L。少量本品可自胆汁排泄，后者的浓度可为血清浓度的 4倍。本品在体内很少代谢，能为血液透析和腹膜透析清除。丙磺舒可减少本品经肾排泄。

给药后，头孢拉定在1小时左右达到峰值，在全身的组织体液、肝组织、心肌、子宫、肺、前列腺、骨组织等部位达到有效浓度。

少量经胆汁排泄，大量（60%以上）以原型药物从尿中排泄。

综上所述，当我们给予患者头孢拉定用于治疗其尿路感染时，实质上这个患者几乎全身的组织（除了大脑以外）中都充满了达到有效浓度的头孢拉定。如果这个患者在肺部同时还感染了对头孢拉定敏感的致病菌，当然也就一样会被清除了。

如果还看不明白的话，你可以理解为，宇宙中发生了一场超大规模的流星雨，不管那个地方有没有开着宇宙飞船的宇航员，360度无死角的攻击都能保证不管开着宇宙飞船的宇航员怎么躲，他的宇宙飞船都会被无情的击穿。

虽然这场流星雨的目标只是宇航员A，但离宇航员A十万公里的地方有个宇航员B，他刚要迈上征服宇宙的征程，就被这场流星雨一起消灭了。

那有人就要问了，我虽然只有尿路感染，但是全身组织的头孢拉定浓度都这么高，对我有没有害处啊？

答案是：几乎没有。

为什么？因为人没有细胞壁（PS：植物人也没有细胞壁的哈！）。

就好比虽然流星雨摧毁了所有的宇宙飞船，但是并不会对这个宇宙中的其他星球造成任何影响是大致一样的。

本文关于头孢拉定的所有数据均来源于以下两篇说明书：