头孢菌素类抗生素的特点及临床应用

头孢菌素类抗生素的特点及临床应用

摘要：头孢菌素类抗生素具有杀菌活性、毒性低、治疗敏感细菌所致感染具满意疗效，在临床应用中具有非常重要地位。本文对其作用机制、抗菌特点及临床应用进行综述；为头孢菌素类抗生素的临床应用提供参考。

关键词：头孢菌素；临床应用；作用机制；抗菌特点

1945年7月意大利科学家Giuseppe Brotzu自撒丁海沿岸的污水中分离出产头孢菌素的真菌cephalosporium acinonium，1948年Edward Abraham爵士自该真菌的培养液中分离出几个抗菌成分。1959年，终于分离到具有抗菌谱广和耐青霉素酶等特点的第一个头孢菌素—头孢菌素C。20世纪60年代初期，头孢菌素母核合成工艺的成熟为以后头孢菌素的大规模开发奠定基础。此后，通过对天然头孢菌素C化学修饰（半合成）或利用全合成的方法，相继合成了许多新型头孢菌素。到目前为止已开发了近50多个品种[1]。其品种数量居各类抗生素首位。由于头孢菌素类抗生素具有杀菌活性、毒性低、治疗敏感细菌所致感染具满意疗效，因此该类药在临床中占有非常重要地位。本文将头孢菌素类抗生素的特点及临床应用综述如下。

1 作用机制与分类

1.1 作用机制头孢菌素类抗生素的作用机制与青霉素相同，主要通过干扰细菌细胞壁主要成分-肽聚糖的合成发挥抗菌作用。头孢菌素类化学结构中β-内酰胺环的酰胺基与肽聚糖五肽相似，可与青霉素结合蛋白（PBP）共价结合使其灭活，因此影响了肽聚糖的合成。每种细菌含不同的PBP，各种PBP在维持细胞壁完整性中的作用亦不同。不同的头孢菌素品种与不同菌种的PBP结合使菌体形成丝状体、球状体，最终细菌破裂死亡。这一过程发生在细菌细胞的繁殖期，因而本类药物为繁殖期杀菌剂。细菌有细胞壁，而人和哺乳动物的细胞没有细胞壁，所以头孢菌素类药物对人体细胞的毒性很低，有效浓度对人体几乎没影响，对胃酸及β-内酰胺酶稳定，过敏反应少。

1.2 分类头孢菌素类抗生素的研究开发极为迅速，根据抗菌谱、抗菌活性、对β内酰胺酶的稳定性以及肾毒性的不同，目前将头孢菌素类抗生素分为四类：（1）第一代头孢菌素；如头孢噻吩、头孢唑啉、头孢拉定、头孢硫脒、头孢匹林等。（2）第二代头孢菌素；如头孢呋辛、头孢孟多、头孢替安、头孢尼西、头孢雷特等（3）第三代头孢菌素；头孢噻肟、头孢唑肟、头孢曲松、头孢哌酮、头孢地秦、头孢他啶、头孢咪唑等（4）第四代头孢菌素；如头孢匹罗、头孢吡肟、头孢克定等

2 抗菌特点

2.1 第一代头孢菌素代表药物头孢噻吩、头孢唑啉。本品具广谱抗菌作用，对革兰阳性菌的活性较强，对革兰阴性菌的作用相对较差，本品对金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌、无乳链球菌、草绿色链球菌、白喉棒状杆菌、炭疽芽孢菌均具良好抗菌活性。对大肠埃希菌、奇异变形菌、肺炎克雷伯菌、产气肠杆菌、流感嗜血杆菌的抗菌也有较好抗菌作用。耐甲氧西林葡萄球菌、耐青霉素肺炎链球菌、肠球菌属单核细胞增生李斯特菌和诺卡菌属对本品耐药。耐药。绝大多数普通变形杆菌、阴沟肠杆菌、摩氏摩根菌、雷极普罗威登菌和脆弱拟杆菌对本品耐药，沙雷菌属、假单胞菌属和不动杆菌属对本品完全耐药。

2.2 第二代头孢菌素代表药物头孢呋辛，本品对革兰阳性球菌的活性与第一代头孢菌素相似或略差，但对葡萄球菌和革兰阴性杆菌产生的β内酰胺酶相当稳定。对金葡菌的抗菌活性较头孢唑啉为差。本品对青霉素敏感肺炎链球菌、化脓性链球菌和草绿色链球菌的MIC分别为0.01mg/L、0.25mg/L和0.5mg/L。耐甲氧西林葡萄球菌、耐青霉素肺炎链球菌、肠球菌属和李斯特菌属对本品耐药。本品对大肠埃希菌、奇异变形菌、摩氏摩根菌、肺炎克雷伯菌

有良好抗菌作用。消化球菌、消化链球菌和产气荚膜杆菌等厌氧菌对本品敏感，艰难梭菌和脆弱拟杆菌耐药。

2.3 第三代头孢菌素代表药物头孢曲松、头孢哌酮、头孢他啶。（1）头孢曲松，本品对β内酰胺酶高度稳定。对金葡菌甲氧西林敏感菌株具抗菌活性，其MIC90为2～8mg/L，但不及头孢噻吩和头孢唑啉，与头孢噻肟相仿或略差，甲氧西林耐药金葡菌对本品耐药。表皮葡萄菌对本品敏感差（MIC9025～50mg/L），对产β内酰胺酶菌株作用尤差。本品0.1mg/L、0.2mg/L 的浓度可分为抑制肺炎链球菌及化脓性链球菌。头孢曲松对青霉素不敏感和耐青霉素肺炎链球菌亦具抗菌活性，对其所致感染用头孢曲松治疗有效。肠球菌属、单核细胞增生李斯特菌、星型诺卡菌通常对本品耐药。本品对卡他莫拉菌、流感嗜血杆菌、脑膜炎奈瑟菌及淋病奈瑟球菌，包括产β内酰胺酶菌株具高度抗菌活性，MIC90为0.025mg/L。绝大多数肠杆菌科细菌如大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形菌属、普罗威登菌属、摩氏摩根菌、沙门菌属、柠檬酸菌属、沙雷菌属、志贺菌属对本品极为敏感（MIC90≤1mg/L）。本品对革兰阴性杆菌的抗菌活性优于头孢哌酮（铜绿假单胞菌除外），与头孢他啶头孢噻肟拉氧头孢相仿。绝大多数铜绿假单胞菌对本品耐药。（2）头孢哌酮，本品对革兰阳性菌和肠杆菌科细菌的活性则多较头孢噻肟等第三代头孢菌素略弱。对多数肠杆菌科细菌，如大肠埃希菌、克雷伯菌属、柠檬酸菌属、奇异变形杆菌、沙门菌属、志贺菌属均具抗菌活性，对β内酰胺酶阳性及阴性的流感嗜血杆菌和脑膜炎奈瑟球菌的MIC≤0.25mg/L。本品对普通变形杆菌、肺炎克雷伯菌、普罗威登菌属、沙雷菌属和肠杆菌属的抗菌活性较差，MIC90为4～64mg/L。对铜绿假单胞菌的活性较头孢他啶为差，MIC为8mg/L，鼠伤寒沙门菌、脆弱拟杆菌和不动杆菌属对本品耐药。头孢哌酮对多数广谱β内酰胺酶的稳定性较差。（3）头孢他啶，本品对大部分革兰阴性杆菌产生的β内酰胺酶稳定。为治疗严重感染，特别是医院感染的有效药物。本品对卡他莫拉菌、淋病奈瑟球菌、脑膜炎奈瑟球菌具良好抗菌作用，对肠杆菌属、沙雷菌属、柠檬酸菌属及不动杆菌属的抗菌作用较差。本品对铜绿假单胞菌的抗菌作用为第三代头孢菌素中最强者。约80％的菌株仍对头孢他啶敏感。本品对铜绿假单胞菌的抗菌活性远较哌拉西林、阿洛西林、羧苄西林等为强，亦优于庆大霉素和阿米卡星。本品对洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、木糖氧化无色杆菌、其他假单胞菌属如恶臭假单胞菌、荧光假单胞菌、皮氏假单胞菌对本品敏感。嗜麦芽窄食单胞菌中仅部分菌株对本品敏感。日渐增多的青霉素耐药肺炎链球菌亦可对头孢他啶耐药。甲氧西林耐药葡萄球菌、肠球菌属及单核细胞增生李斯特菌对本品耐药。本品对百日咳杆菌、淋病奈瑟球菌和脑膜炎奈瑟球菌的抗菌活性甚强，对多数革兰阴性杆菌产生的广谱β内酰胺酶稳定，但可被质粒介导的超广谱β内酰胺酶和染色体介导的BushⅠ组β内酰胺酶水解。本品与青霉素结合蛋白3和1a具高度亲和力，抑制细菌细胞壁的生物合成，导致细胞壁合成障碍，细胞溶解死亡。

2.4 第四代头孢菌素类代表药物头孢吡肟，本品与第三代头孢菌素相比，抗菌谱更广，对大多数革兰阳性菌和革兰阴性菌，包括某些耐氨基苷类和耐第三代头孢菌素的菌株亦有效。对革兰阳性球菌作用增强。对铜绿假单胞菌的抗菌活性与头孢他啶相仿或略差，但对部分头孢他啶耐药株仍具抗菌活性。黄杆菌属以及厌氧菌对本品耐药。头孢吡肟较易穿透细菌的细胞外膜，特别是革兰阴性杆菌的细胞外膜，比第三代穿透力更强。

3 临床应用

头孢菌素类抗生素于20世纪60年代用于临床，为目前应用最广的β内酰胺类抗生素，据统计其用量占住院患者抗生素处方量的30％～50％。该类药物通过干扰细菌细胞壁的合成而发挥抗菌作用，属繁殖期杀菌剂，杀菌作用强，可用于敏感菌所致的严重感染。因为该类药物作用靶位为细菌细胞壁，而人体细胞无细胞壁，因此毒性低，可安全用于老年人、新生儿、孕妇和哺乳期妇女。头孢菌素类药物在组织器官与体液中可达有效浓度，组织分布广，抗菌谱广（包括革兰阳性菌、革兰阴性菌及厌氧菌等，复合制剂更加大了抗菌谱），低毒高

效，且价廉药源充足，故头孢菌素类抗生素为临床上广泛应用的抗菌药物，是很多细菌感染（如感染性心内膜炎、脑膜炎、骨髓炎、腹膜炎、上下呼吸道、皮肤软组织、泌尿系）的良好选择。

4 小结

第一代头孢菌素，此类头孢菌素的抗菌谱与青霉素G类似，但对金葡球菌产生的β-内酰胺酶较稳定，主要用于耐药金葡球菌感染，对革兰阴性菌作用差，对绿胺杆菌无效，主要用于轻、中度呼吸道和尿路感染。第二代头孢菌素，第二代头孢菌素的抗菌谱较第一代广，对β-内酰胺酶的稳定性较第一代高。对革兰阳性菌作用虽与第一类相似，或稍弱，但对革兰阴性杆菌作用明显增强，部分对厌氧菌有高效，但对绿脓杆菌无效。临床主要用于大肠杆菌、克雷伯氏菌、肠杆菌、吲哚阳性变形杆菌等敏感菌所致的肺炎、胆道感染、菌血症、尿路感染和其它组织器官感染。第三代头孢菌素本类头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌力虽不及第一、第二代头孢菌素，但对革兰阴性杆菌包括肠杆菌属和绿脓杆菌及厌氧菌如脆弱类杆菌均有较强的作用，对β-内酰胺酶高度稳定，为目前临床应用的抗绿脓杆菌最强的抗生素。治疗尿路感染以及危及生命的败血症、脑膜炎、肺炎等严重感染可获得满意效果，新生儿脑膜炎和肠杆菌科细菌所致的成人脑膜炎为首选。第四代头孢菌素本类头孢菌素在抗菌谱和对β-内酰胺酶的稳定性方面明显优于第三代头孢菌素。其中头孢匹罗具有广谱、高效、耐敏的特点（均优于三代头孢菌素）。对青霉素敏感和耐药的葡萄球菌，对革兰阳性、革兰阴性及选择的厌氧菌、抗链球菌、抗柠檬酸菌、抗沙雷氏菌等活动性都很强。可广泛应用于呼吸、泌尿、妇产科的感染。对各种感染的有效率：化脓性脑膜炎94.1%；败血症及菌血症100%；肺炎及脓胸94.8%；支气管炎93.3%；扁桃体炎及咽喉炎96.2%；尿路感染96.3%；蜂窝组织炎91.7%；皮肤及软组织感染92.3%；疔疖100%；中耳炎100%；骨髓炎、烫伤皮肤金黄色葡萄球菌综合征、肾脓肿、急性膀胱炎、百日咳、猩红热、肠炎、化脓性甲状腺炎等为100%。不良反应少且短暂，一般为腹泻、无食欲、皮疹等。各个头孢菌素类抗生素都有各自的特点，我们应该熟练的应用它，才能更好的选用。

自头孢菌素类抗生素诞生以来，人类对细菌之战取得了历史性的突破，不断有新的半合成抗生素开发，在治疗细菌性感染疾病中发挥了不可替代的作用。但随着细菌耐药株的泛滥，感染性疾病再度成为威胁人类健康的杀手。如今人类被动的陷入到不断开发更新更有效的抗菌药物中去，而研发速度远远滞后于细菌耐药速度，因此全世界范围内科学合理的使用抗菌药物是当务之急，特别是医务工作者需要在抗菌素学方面有较深厚的功底及丰富的临床经验，根据感染的病原微生物进行选择，合理使用抗生素。

参考文献

［1］汪复，张婴元.实用抗感染治疗学［M］．第1版．北京，人民卫生出版社，2004，141～159．

［2］陈新谦，金有豫，汤光．新编药物学［M］．第16版，北京，人民卫生出版社，2006，48．

［3］俞森洋.头孢菌素类抗生素的临床应用[J].解放军保健医学杂志,2005,01.

［4］张鸽.新型头孢菌素类抗生素[J].药学进展,2006,07.