概論#
β-內醯胺抗生素（β-lactam antibiotics）共享相同結構與作用機轉：抑制細菌肽聚醣（peptidoglycan）細胞壁合成。本類包括青黴素（penicillins）、頭孢菌素（cephalosporins）與碳青黴烯（carbapenems）。
- 青黴素：包含青黴素 G/V（對敏感革蘭氏陽性球菌活性高）、抗青黴素酶青黴素（如 nafcillin）、廣譜青黴素（ampicillin 等，可加 β-內醯胺酶抑制劑）、抗綠膿桿菌青黴素（如 piperacillin）。
- 頭孢菌素：依「世代（generation）」分類。
- 碳青黴烯（imipenem、meropenem、doripenem、ertapenem）：抗菌譜最廣。
- 單環內醯胺（monobactam）aztreonam：抗菌譜類似胺基醣苷類（僅革蘭氏陰性）。
- β-內醯胺酶抑制劑（如 clavulanate）：擴展青黴素對產酶菌的活性。
細菌對 β-內醯胺的抗藥性持續快速增加。機制包括產生 β-內醯胺酶（β-lactamases）、青黴素結合蛋白（penicillin-binding proteins, PBPs）改變或取得新型 PBP、藥物進入減少或主動外排。許多院內革蘭氏陰性感染對所有現有抗生素皆抗藥，幾近重回前抗生素時代。
作用機轉#
- 肽聚醣為細胞壁的異質聚合物，由糖鏈（N-乙醯葡萄糖胺與 N-乙醯胞壁酸交替）以肽鏈交聯而成。
- β-內醯胺抗生素抑制催化交聯最後一步的轉肽酶（transpeptidase），並結合多種 PBPs。
- 青黴素的構型類似 D-丙胺醯-D-丙胺酸（D-alanyl-D-alanine）受質，使轉肽酶被醯化。
- 抑制 PBPs 使細胞壁合成與胞壁水解酶活性失衡，導致**自溶（autolysis）**而殺菌。
抗藥機制#
- PBP 改變：對 β-內醯胺親和力降低（如高度抗藥肺炎鏈球菌的鑲嵌型 PBP；MRSA 取得 MecA 編碼的低親和力 PBP）。
- β-內醯胺酶：分 A 至 D 四類。A 類含廣譜 β-內醯胺酶（ESBLs）與 KPC 碳青黴烯酶（極具威脅）；B 類為鋅依賴金屬酶；C 類作用於頭孢菌素；部分 A、D 類可被 clavulanate、tazobactam 抑制。
- 通透性與外排：綠膿桿菌缺乏高通透 porin 並具外排幫浦，固有抗多種抗生素。
青黴素類（Penicillins）#
由弗萊明（Fleming）1928 年發現，弗洛里（Florey）、錢恩（Chain）團隊發展為全身性治療藥。6-胺基青黴烷酸（6-aminopenicillanic acid）加上不同側鏈可製成半合成青黴素。
青黴素 G 與 V#
- 對革蘭氏陽性球菌、部分革蘭氏陰性球菌活性高，但易被青黴素酶水解，對多數 S. aureus 無效。
- 梅毒螺旋體（Treponema pallidum）為最敏感的微生物之一；對阿米巴、瘧原蟲、立克次體、真菌、病毒無效。
- 藥動學：口服約 1/3 吸收（青黴素 V 較耐酸、吸收較佳）；分布廣，正常腦膜時 CSF 濃度 <1%，發炎時可達血漿 5%；半衰期短（30-90 分鐘），主要經腎排泄。Probenecid 可阻斷腎小管分泌延長作用。
- **苄星青黴素（penicillin G benzathine）**緩慢釋放，用於風濕熱預防與鏈球菌咽炎。
- 臨床用途：肺炎鏈球菌感染、鏈球菌感染（咽炎、壞死性筋膜炎需加 clindamycin）、腦膜炎雙球菌、梅毒、放線菌病、梭菌感染（氣性壞疽）、李斯特菌（與 ampicillin）等。
梅毒治療時 70-90% 二期患者出現Jarisch-Herxheimer 反應（首劑後數小時發冷、發燒、肌痛），源於螺旋體抗原釋放，不應因此停藥。
抗青黴素酶青黴素#
包括 nafcillin、oxacillin、cloxacillin、dicloxacillin（methicillin 已停用）。耐青黴素酶水解，僅用於產酶且非 MRSA 的葡萄球菌感染。對腸球菌、李斯特菌無活性。
對甲氧西林抗藥金黃色葡萄球菌（MRSA）抗藥於所有抗青黴素酶青黴素與頭孢菌素，萬古黴素（vancomycin）為首選。
胺基青黴素#
ampicillin、amoxicillin：抗菌譜擴及部分革蘭氏陰性菌（H. influenzae、E. coli、P. mirabilis），但會被 β-內醯胺酶破壞，常與 clavulanate 或 sulbactam 併用。amoxicillin 吸收較完全、腹瀉較少，是口服 β-內醯胺中對抗藥肺炎鏈球菌活性最強者。用於上呼吸道感染、泌尿道感染、腦膜炎（與其他藥併用）、沙門氏菌感染、李斯特菌與萊姆病。
抗綠膿桿菌青黴素#
- 羧基青黴素：carbenicillin（美國已停用）、ticarcillin（與 clavulanate 併售）。
- 脲基青黴素：piperacillin（與 tazobactam 併用 ZOSYN 抗菌譜最廣）、mezlocillin。
- 對綠膿桿菌、腸桿菌科有活性，但仍易被 β-內醯胺酶破壞，主要用於革蘭氏陰性菌嚴重感染與嗜中性球低下患者。
青黴素不良反應#
- 過敏由青黴素降解產物（青黴噻唑基為主要決定子）作為半抗原引發；速發型多由 IgE 對次要決定子介導。
- 其他反應：間質性腎炎（methicillin 最常見）、嗜中性球減少、血小板功能障礙、高劑量 CNS 毒性（抽搐，尤其腎功能不全者）、偽膜性結腸炎（C. difficile）。
頭孢菌素（Cephalosporins）#
由 Brotzu 自頭孢菌（Cephalosporium acremonium）分離；7-胺基頭孢烷酸（7-aminocephalosporanic acid）加側鏈製成半合成藥。機轉與青黴素相同。
世代分類#
- 第一代（cefazolin、cephalexin）：革蘭氏陽性活性佳、革蘭氏陰性活性中等。手術預防首選為術前單劑 cefazolin。
- 第二代（cefuroxime、cefoxitin、cefotetan）：革蘭氏陰性活性略增；cefoxitin/cefotetan 對 B. fragilis 有活性。
- 第三代（cefotaxime、ceftriaxone、ceftazidime）：對腸桿菌科活性大增，革蘭氏陽性活性較弱；ceftazidime 對綠膿桿菌有活性。多能進入 CSF，用於腦膜炎與社區型肺炎。ceftriaxone 半衰期長（約 8 小時），為各型淋病首選。
- 第四代（cefepime）：抗菌譜涵蓋第三代並對部分 β-內醯胺酶更穩定（但對 KPC 無效），用於院內嚴重感染經驗性治療。
頭孢菌素不良反應#
- 過敏反應最常見，與青黴素類似；對青黴素過敏者交叉反應臨床約 1%（近期嚴重速發反應者應謹慎使用）。
- Coombs 反應陽性常見；罕見骨髓抑制。腎毒性遠低於胺基醣苷類，但與 gentamicin/tobramycin 併用可協同產生腎毒性。
- 含甲硫四唑（MTT）基的藥物（cefotetan 等）可致雙硫侖樣（disulfiram-like）戒酒反應及低凝血酶原血症出血。
其他 β-內醯胺抗生素#
碳青黴烯類（Carbapenems）#
- imipenem：與 cilastatin 併用（cilastatin 抑制腎小管二肽酶以避免降解）。抗菌譜極廣，對多數 β-內醯胺酶高度穩定（KPC 除外）。最常見不良反應為噁心嘔吐；高劑量、CNS 病灶或腎功能不全者可致抽搐（約 1.5%）。不可單獨用於綠膿桿菌（易產生抗藥性）。
- meropenem：不需併用 cilastatin，抽搐風險較低。
- doripenem：對部分抗藥綠膿桿菌活性較佳。
- ertapenem：半衰期長可一日一次，但對綠膿桿菌與不動桿菌活性差，適用於腹腔與骨盆感染。
單環內醯胺（Monobactam）：Aztreonam#
- 抗菌譜類似胺基醣苷類，僅對革蘭氏陰性菌有活性（對腸桿菌科、綠膿桿菌、嗜血桿菌、淋球菌活性佳），對革蘭氏陽性與厭氧菌無活性。
- 對多數 β-內醯胺酶（含金屬酶，但 KPC 除外）穩定。
- 與其他 β-內醯胺交叉過敏少（ceftazidime 例外），適合用於青黴素/頭孢菌素過敏者的革蘭氏陰性感染。
β-內醯胺酶抑制劑#
- clavulanate（克拉維酸）：擴展青黴素對產酶菌的活性，與 amoxicillin 或 ticarcillin 併用。
- sulbactam：與 ampicillin 併用（UNASYN），對產酶 S. aureus、革蘭氏陰性需氧菌與厭氧菌有效，用於混合腹腔與骨盆感染。
- tazobactam：與 piperacillin 併用。