抗菌素又称抗生素，是一种细菌、真菌、放线菌等微生物的代谢产物，并且在极低浓度下能抑制或杀灭其他微生物的化学物质。抗生素除能从微生物的培养液中提取外，对其化学结构进行改造后获得的新化学物，称之为半合成抗生素。因而有些抗生素还具有抗病毒、抗肿瘤或抗寄生虫的作用。当前，抗生素是兽医临床上应用最为广泛的一种化学药物，因对其药理作用和耐药性产生机理认识对指导临床用药具有非常重要意义。

(一)根据抗菌素的化学结构，可将其分为下列几类。

1、β-内酰胺类包括青霉素类、头孢菌素类等。前者有青霉素、氨苄西林、阿莫西林、苯唑西林等；后者有头孢唑啉、头孢氨苄、头孢拉啶、头孢噻呋等。此外，还有非典型β-内酰胺类，如碳青霉烯类（亚胺培南）、单环β-内酰胺类（氨曲南）、β-内酰胺酶抑制剂（克拉维酸、舒巴坦)及氧头孢烯类（拉氧头孢）等。

2、氨基糖苷类链霉素、卡那霉素、庆大霉素、阿米卡星、新霉素、大观霉素、安普霉素、潮霉素、越霉素A等。

3、四环素类土霉素、四环素、金霉素、多西环素、美他环素和米诺环素等。

4、酰胺醇类甲砜霉素、氟苯尼考等。

5、大环内酯类红霉素、泰乐菌素、替米考星、吉他霉素、螺旋霉素等。

6、林可胺类林可霉素、克林霉素等。

7、多肽类杆菌肽、黏菌素、维吉尼霉素、硫肽菌素等。

8、多烯类制霉菌素、两性霉素B等。

9、截短侧耳素类泰妙菌素、沃尼妙林等。

10、含磷多糖类黄霉素、大碳霉素、喹北霉素等，主要用作饲料添加剂。此外，还有大环内酯类的阿维菌素类抗生素和聚醚类（离子载体类）抗生素如莫能菌素等，均属抗寄生虫药。

(二)作用机制。

抗生素主要通过干扰细菌的生理生化系统，影响其结构和功能，使其失去生长繁殖能力而达到抑制或杀灭病原菌的作用。根据主要作用靶位的不同，抗生素的作用机理可分为下列4种类型。

1、抑制细菌细胞壁的合成细菌的细胞壁位于细菌的最外层，它能抵御菌体内强大的渗透压，维持细菌的正常形态和功能。其主要成分是糖类、蛋白质和类脂质组成的聚合物，相互镶嵌排列而成。

2、增加细菌细胞膜的通透性位于细胞壁内侧的细胞膜主要是由类脂质与蛋白质分子构成的半透膜，它的功能在于维持渗透屏障、运输营养物质和排泄菌体内的废物，并参与细胞壁的合成等。当细胞膜损伤时，通透性将增加，导致菌体内细胞质中的重要营养物质（如核苷酸、氨基酸、嘧呤、嘧啶、磷脂、无机盐等)外漏而死亡,产生杀菌作用。

3、抑制细菌蛋白质的合成细菌蛋白质合成场所在细胞质内的核糖体上，蛋白质的合成过程分3个阶段，即起始阶段、延长阶段和终止阶段。不同抗生素对3个阶段的作用不完全相同，有的可作用于3个阶段，如氨基糖苷类；有的仅作用于延长阶段，如林可胺类。细菌细胞与哺乳动物细胞合成蛋白质的过程基本相同，两者最大的区别在于核糖体的结构及蛋白质、RNA的组成不同。细菌核糖体的沉降系数为70S,由30S和50S亚基组成，哺乳动物细胞核糖体的沉降系数为80S,由40S和60S亚基组成。二者的生理、生化功能均不同。抗生素对细菌核糖体有高度的选择性作用，但不影响宿主核糖体的功能和蛋白质的合成。许多抗生素均可影响细菌蛋白质的合成，但作用部位及作用阶段不完全相同。四环素类主要作用于30S亚基。酰胺醇类、大环内酯类、林可胺类则主要作用于50S亚基，由于这些药物在核糖体50S亚基上的结合点相同或相连，故合用时可能发生挡抗作用。

4、抑制细菌核酸的合成核酸具有调控蛋白质合成的功能。新生霉素（一种主要作用于革兰氏阳性菌的抗生素)、灰黄霉素和抗肿瘤的抗生素（如丝裂霉素C、放线菌素等）、利福平（广谱抗生素，尤其对分枝杆菌作用强)等可抑制或阻碍细菌细胞DNA或RNA的合成。例如，新生霉素主要影响DNA聚合酶的作用，从而影响DNA合成；灰黄霉素可阻止鸟嘌岭进入DNA分子中而阻碍DNA的合成；利福平可与DNA依赖的RNA多聚酶（转录酶）的亚单位结合，抑制其活性，使转录过程受阻从而阻碍mRNA的合成。由于抑制了细菌细胞的核酸合成，从而引起细菌死亡。

(三)细菌产生耐药性的机理有以下几种方式。

1.细菌产生灭活酶使药物失活。主要有水解酶和合成酶两种。最重要的水解酶是β-内酰胺酶类，它们能使青霉素或头孢菌素的β-内酰胺环断裂而使药物失效。红霉素酯化酶亦为水解酶，通过水解红霉素结构中的内酯环而使之失去抗菌活性。合成酶又称钝化酶，位于胞质膜外间隙，其功能是把相应的化学基团结合到药物分子上，钝化后的药物不能进入膜内与核糖体结合而丧失其蛋白质合成的抑制作用，从而导致耐药。常见的合成酶主要有乙酰化酶、磷酸化酶、腺苷化酶及核苷化酶等。如乙酰化酶作用于氨基糖苷类及酰胺醇类，使其乙酰化而失效；磷酸化酶、腺苷化酶及核苷化酶可作用于氨基糖苷类，而使其失去抗菌活性。

2.改变膜的通透性。一些革兰氏阴性菌对四环素类及氨基糖苷类产生耐药性是由于耐药菌在所带的质粒诱导下产生3种新的膜孔蛋白,阻塞了外膜亲水性通道,使药物不能进入菌体而形成耐药性。革兰氏阴性菌及铜绿假单胞菌细胞外膜亲水通道功能的改变也会使细菌对某些广谱青霉素和第三代头孢菌素产生耐药性。

3.作用靶位结构的改变。耐药菌药物作用点的结构或位置发生变化，使药物与细菌不能结合而丧失抗菌效能。已证实，甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌对β-内酰胺类抗生素产生耐药的主要机制是由于金黄色葡萄球菌胞质膜诱导产生了一种特殊的青霉素结合蛋白PBP2A，PBP纵具有其他PBP的功能，但与β-内酰胺类的亲和力极低，可取代其功能而不被药物作用。

4.主动外排作用。膜的主动外排机制是由各种外排蛋白系统介导的抗菌药从细菌细胞内泵出的主动排出过程，故称主动外排系统，是获得性耐药的重要机制之一，能被细菌主动外排机制泵出菌体外引起耐药的抗菌药物主要有四环素类、喹诺酮类、大环内酯类、β-内酰胺类等。

5.改变代谢途径。磺胺药是与对氨基苯甲酸(PABA)竞争二氢叶酸合成酶而产生抑菌作用。例如，金黄色葡萄球菌多次接触磺胺药后，其自身的PABA产量增加，可高达原敏感菌产量的20~100倍。后者与磺胺药竞争二氢叶酸合成酶，使磺胺药的作用下降甚至消失。

耐药质粒在微生物间可通过下列方式转移：①转化。即通过耐药菌溶解后DNA的释出，耐药基因被敏感菌获取，耐药基因与敏感菌中的同种基因重新组合，使敏感菌成为耐药菌。此方式主要见于革兰氏阳性菌及嗜血杆菌。②转导。即通过嗜菌体将耐药基因转移给敏感菌，是金黄色葡萄球菌耐药性转移的唯一方式。③接合。即通过耐药菌和敏感菌菌体的直接接触，由耐药菌将耐药因子转移给敏感菌。此方式主要见于革兰氏阴性菌，特别是肠道菌。值得注意的是，在人和动物的肠道内，这种耐药性的接合转移现象已被证实。动物的肠道细菌有广泛的耐药质粒转移现象，这种耐药菌又可传递给人。④易位或转座。即耐药基因可自一个质粒转座到另一个质粒，从质粒到染色体或从染色体到噬菌体等。此方式可在不同属和种的细菌中进行，甚至从革兰氏阳性菌转座至革兰氏阴性菌，扩大了耐药性传播的宿主的范围；还可使耐药因子增多。除质粒转移耐药性外，近年还发现整合子-基因盒转移机制，是造成多重耐药性的重要原因。临床上最为常见的耐药性是平行地从另一种耐药菌转移而来，即通过质粒介导的耐药性，但亦可由染色体介导。质粒介导的耐药性基因易于传播，在临床上具有更重要的价值。