图4：市面上现有的26种抗生素和对应的有抗药性细菌的发现的年份表（点击查看大图）
新品种抗生素研发的艰难历程
世界上有效的抗生素已经不多了 。 1940年至1962年间 ， 20多种新型抗生素研发上市 。 然而 ， 从那以后 ， 只有两个全新的品种进入市场 。 10-20年前 ， 科学家们开发新的抗生素类似物（新的化合物 ， 但属于已经发现的种类 ， 参见图5）的步伐还勉强能够跟上细菌抗药性产生的速度 。 现在 ， 已经没有足够的新品种的抗生素或者类似物进入市场来杀死大批产生耐药性的细菌 ， 尤其是革兰氏阴性菌 。
图5：几类有代表性的抗生素
注：我们常用的青霉素类和头孢菌素类抗生素都属于β-内酰胺类 ， 通过抑制细菌细胞壁合成起作用 。 这两种药物算是广谱的抗生素 ， 对革兰氏阴阳性和厌氧细菌都有效 。 也正因为这两种抗生素是比较老的药物 ， 抗药性非常普遍 。 已发现好几种抗药性的机制 ， 其中最常见的是细菌产生了一个酶（β-lactamase, β-内酰胺酶）可以分解这类抗生素 。 大部分新一代的β-内酰胺类抗生素已经解决了由于β-内酰胺酶引起的抗药性问题 。 每一代的青霉素类和头孢菌素类抗生素的药效和副作用都不完全相同 。 头孢菌素通常被认为是青霉素改进后的新的衍生物 ， 但实际上他们是一种天然物质 ， 并不是在青霉素的基础上改进合成的 。 生病以后用哪种药物需要根据每个人的情况单独考虑 ， 考虑的因素有很多：感染的类型和严重程度 ， 耐药菌的可能性 ， 患者的健康状况（例如有无别的同时有的疾病 ， 药物过敏史等） ， 药物的副作用 ， 治疗的费用和患者的支付能力 ， 医保政策等等[9] 。
科学家正在努力寻找新的突破口 ， 不仅仅是在实验室里开发新的合成物 ， 还试图在以前觉得匪夷所思的各种地方寻找测试新的来源 ， 例如：
1. 科莫多巨蜥可能含有一种能治疗伤口感染的化合物[10] 。
图6：科莫多巨蜥 （来自于网络）
2. 亚马逊地区的切叶蚂蚁身上的共生细菌会分泌一些很强效的抗生素[11] 。
图7：亚马逊地区的切叶蚂蚁（Tim Flach/Getty Images）
3. 我们脚下的土壤和海底仍然是新抗菌化合物的重要来源[12] 。
图8: 土壤和海底
4. 人的鼻子里面发现了一种可以对抗一些超级细菌的抗生素[13] 。
5. 英国广播公司新广播大厅门厅的Dalek（著名科幻电视剧Doctor Who中的反派外星人）模型被发现有四种潜在的新型抗生素 。
图9：查尔斯王子和卡米拉2014年访问英国广播公司时路过Dalek（左边）
在医学如此发达的年代 ， 为什么人类迫切需要的抗生素的研发却如此困难重重？
找到能够杀死细菌的化合物很容易 。 挑战在于：如果要成为药 ， 这些化合物在能够杀死细菌的有效浓度下 ， 同时还要对人体无害（浓度高了 ， 大部分化合物都对人体有害） 。
首先要从基础研究开始 ， 筛选出有可能有抗细菌性质的化合物 。 这个过程本身可能需要数年时间 。
找到候选人以后 ， 先要测试它能够杀死已知的传染性细菌的能力 。 同时科学家们也会试图研究它工作的机理：有些可能会试图攻击细菌的细胞壁; 有些会干扰细菌的功能或代谢方式 。
如果这些结果都还不错 ， 要测试它对人类可能的毒性 ， 并且必须能大规模生产 。
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