愛華網(wǎng)【知乎用戶的回答(81票)】:
來，大家坐好，聽陳老師給大家上一堂攝影課....額...是藥化課。
青霉素類和頭孢類抗生素，在結(jié)構(gòu)上都屬于β-內(nèi)酰胺類抗生素。最早的β-內(nèi)酰胺類抗生素是由Fleming醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的青霉素G。這個故事教育我們做科研要有好奇心還要有好運氣.....跑題了。
β-內(nèi)酰胺類抗生素是指分子中含有四個原子組成的β-內(nèi)酰胺環(huán)的抗生素。β-內(nèi)酰胺環(huán)是這類抗生素發(fā)揮生物活性的必須集基團(tuán)。β-內(nèi)酰胺環(huán)與D-丙酰胺-D-丙氨酸黏肽的末端結(jié)構(gòu)類似，空間構(gòu)象也相似，于是D-丙酰胺-D-丙氨酸轉(zhuǎn)肽酶誤把β-內(nèi)酰胺類抗生素當(dāng)做是自己催化的底物D-丙酰胺-D-丙氨酸而結(jié)合了上去。在酶的作用下，β-內(nèi)酰胺環(huán)發(fā)生水解斷裂，進(jìn)而于酶的活性中性發(fā)生酰化反應(yīng)，形成不可逆的抑制作用。D-丙酰胺-D-丙氨酸轉(zhuǎn)肽酶這貨是催化短肽形成黏肽進(jìn)而形成細(xì)胞壁的關(guān)鍵酶，抑制了這貨，細(xì)菌合成細(xì)胞壁能力大大受損，細(xì)菌無法承受細(xì)胞內(nèi)的高滲透壓，發(fā)生溶菌，造成細(xì)菌死亡。
青霉素(penicillins)和頭孢菌素(cephalosporins)是臨床上常見的兩大類β-內(nèi)酰胺類抗生素。那么這兩大類抗生素在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別見下圖。
在結(jié)構(gòu)上，對于青霉素類，由于β-內(nèi)酰胺環(huán)中羰基和氮上的未共用電子對不能共軛，加上四元環(huán)的張力，造成β-內(nèi)酰胺環(huán)高度不穩(wěn)定，在酸、堿條件下β-內(nèi)酰胺環(huán)均容易發(fā)生水解和分子重排，進(jìn)而失去抗菌活性；但是，對于頭孢類，于青霉素情況不同的是，β-內(nèi)酰胺環(huán)上的故對電子于氫化噻唑環(huán)中的雙鍵能夠形成共軛；而頭孢類的“四元環(huán)并六元環(huán)”稠環(huán)體系對β-內(nèi)酰胺環(huán)造成的分子內(nèi)張力較小，因此比青霉素類更穩(wěn)定。
但是,but,however，這并不意味著頭孢類就天下無敵一藥包治百病了。因為在抗菌效力和藥物代謝動力學(xué)性質(zhì)以及抗耐藥性上均還有很大的提高空間。這也就是市面上會有那么多各種頭孢菌素的原因。我們把在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行修飾改進(jìn)得到的頭孢菌素統(tǒng)稱為半合成頭孢菌素。半合成頭孢菌素已經(jīng)發(fā)展到第四代了。
第一代，有頭孢氨芐等。這類頭孢菌素耐青霉素酶，不耐β-內(nèi)酰胺酶，主要用于耐青霉素酶的金葡菌等敏感革蘭陽性球菌干擾。對革蘭陽性菌抗菌作用比二、三代還強(qiáng)
第二代，有頭孢呋辛等。在結(jié)構(gòu)上與第一代無明顯區(qū)別，但對β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定性提高，抗菌譜更廣，對格蘭陰性菌有明顯作用。
第三代，有頭孢噻肟、頭孢克圬、頭孢克洛、頭孢地尼等。這一代的頭孢菌素，在7位氨基側(cè)鏈上多為2-氨基噻唑-α-甲氧亞氨基乙酰基取代。覺得2-氨基噻唑-α-甲氧亞氨基乙酰基看上去不明覺厲？簡單來說就是下圖中的中紅色的那些取代基。這一代頭孢菌素對β-內(nèi)酰胺酶高度穩(wěn)定?？咕V更廣，對革蘭陽性菌抗菌活性不及一、二代，但是對革蘭陰性菌活性強(qiáng)。
第四代，有頭孢匹羅等。特征為7位側(cè)鏈取代基為2-氨基噻唑-α-甲氧亞氨基乙?；瑫r在3位存在季銨基團(tuán)。這一代頭孢菌素具有較低的β-內(nèi)酰胺酶親和性和誘導(dǎo)性，可快速擴(kuò)散到細(xì)菌間質(zhì)并維持高濃度，對青霉素結(jié)合蛋白親和力強(qiáng)。對格蘭陰性菌抗菌活性較其他三代更為強(qiáng)大。
四代頭孢菌素還有一個明顯的特征就是腎毒性一代比一代小，到了第三代頭孢菌素就基本上沒有腎毒性了。但是頭孢菌素依然存在和青霉素類似的過敏反應(yīng)，如過敏性休克、支氣管痙攣和蕁麻疹等。于青霉素存在交叉過敏不同，對青霉素過敏的患者對頭孢菌素還過敏的比例較低。
具體到各個藥物的適應(yīng)癥，請參見說明書。
最后，抗生素的購買和使用一定藥遵醫(yī)囑。抗生素耐藥性不是開玩笑的。
基本上就是這些吧。
【駱澤慕的回答(10票)】:
第一代頭孢菌素（頭孢拉定、頭孢氨芐、頭孢唑啉等）對大多數(shù)革蘭氏陽性菌（葡萄球菌、鏈球菌、白喉桿菌等，MRSA、MRSE、腸球菌等除外）有強(qiáng)大的抗菌作用，對絕大多數(shù)產(chǎn)β-內(nèi)酰胺酶的革蘭氏陽性菌株也有效。但是，第一代頭孢菌素對革蘭氏的陰性菌（大腸桿菌、不動桿菌等）的作用較小，僅對大腸桿菌、肺炎克雷伯桿菌、變形桿菌等有效，且這些細(xì)菌極易產(chǎn)生耐藥性。同時，第一代頭孢菌素對革蘭氏陰性菌所產(chǎn)的β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定性較差，容易被其水解，使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性。
第二代頭孢菌素（頭孢呋辛、頭孢克洛等）對大多數(shù)革蘭氏陽性菌的抗菌作用與第一代頭孢菌素相比相似或略差，而對革蘭氏陰性菌的作用較第一代相比有較大的提高，對大腸桿菌、肺炎克雷伯桿菌、變形桿菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌等常見的革蘭氏陰性致病菌均有效（綠膿桿菌等耐藥），且對革蘭氏陽性菌、陰性菌所產(chǎn)的多種β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定（AmpC等除外）。因此，第二代頭孢菌素的抗菌譜較廣，在無法確定為革蘭氏陽性菌還是革蘭氏陰性菌感染時，可以選擇第二代頭孢菌素。
第三代頭孢菌素（頭孢曲松、頭孢他啶、頭孢地嗪等）對革蘭氏陽性菌具有相當(dāng)或一定的抗菌活性，但較第一、第二代頭孢菌素弱。而對大多數(shù)革蘭氏陰性菌，第三代頭孢菌素具有極強(qiáng)的抗菌活性（包括腸桿菌科的耐藥條件致病菌），有些品種，如頭孢他啶、頭孢哌酮等，對綠膿桿菌、不動桿菌等耐藥性極強(qiáng)的細(xì)菌也有相當(dāng)強(qiáng)大的作用，且對革蘭氏陰性菌所產(chǎn)的絕大多數(shù)β-內(nèi)酰胺酶極度穩(wěn)定（ESBLs、AmpC等除外），但是這類頭孢菌素對革蘭氏陽性菌所產(chǎn)的β-內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定性較差，細(xì)菌容易產(chǎn)生耐藥性。
第四代頭孢菌素（頭孢匹羅、頭孢吡肟等）對大多數(shù)革蘭氏陽性菌的作用與頭孢曲松和第二代頭孢菌素類似，對大多數(shù)革蘭氏陰性菌的作用與第三代頭孢菌素類似，且對絕大多數(shù)β-內(nèi)酰胺酶（包括AmpC等）的穩(wěn)定性極好。因此，這類頭孢菌素的抗菌譜極廣，對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌感染均有高效，我國目前作為三線抗菌藥物（特殊使用類）使用，以治療多重耐藥菌感染或多種細(xì)菌的混合感染。
藥理學(xué)比較如下表：
藥理學(xué)特性 第一代 第二代 第三代 第四代
G+ +++ ++ + +++
G- + ++ +++ +++
對金葡萄菌，
G-桿菌的耐 +++ ++ + +++
藥性
血漿半衰期 + ++ +++ ++
腦脊液藥物濃度 + ++ +++ +++
腎毒性程度 +++ ++ + 無
[以上內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)，簡單的刪改了些，基本沒我什么事兒]
【石川的回答(1票)】:
主體都是7-氨基頭孢烷酸，只是支鏈或者取代基不同！是耐酸耐酶性不同。不同代的頭孢肝腎毒性不同，抗菌譜也有一定差異
【知乎用戶的回答(0票)】:
簡而言之就是一個大的具備有效功能的母體，做了各種小的修飾來改進(jìn)療效，克服抗藥性，然后賺錢，這也是現(xiàn)代藥物的主要開發(fā)方式之一。雖然改進(jìn)小（適應(yīng)范圍、適應(yīng)癥有限）但是仍然需要經(jīng)過大量的毒理試驗，開發(fā)費用可是一點也不小。
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