抗生素的作用機制及藥敏試驗方法
在現代醫學的廣闊領域中，抗生素作為治療細菌感染的重要武器，其有效性和合理性直接關系到患者的治療效果與預后。然而，隨著抗生素的廣泛應用，細菌耐藥性問題日益嚴峻，如何精準選擇抗生素成為臨床治療中不可忽視的難題。抗生素藥敏試驗（Antimicrobial Susceptibility Test, AST），作為一項關鍵的實驗室檢測技術，正扮演著越來越重要的角色。
一、抗生素的作用機制
抗生素通過干擾細菌的代謝、細胞壁合成、蛋白質合成等過程來發揮殺菌或抑菌作用。不同的抗生素作用于不同的靶點，因此對不同的細菌可能具有不同的效果。例如，青霉素類抗生素主要通過抑制細菌細胞壁合成起作用，而喹諾酮類抗生素則通過抑制細菌DNA旋轉酶的功能來阻止細菌DNA復制。
附：常見抗生素及其作用機制β-內酰胺類（如青霉素和頭孢菌素）：通過抑制細菌細胞壁合成中的肽聚糖交聯酶（青霉素結合蛋白，PBPs），阻礙細胞壁的合成，導致細菌細胞壁變得脆弱，最終破裂死亡。喹諾酮類（如環丙沙星和氧氟沙星）：抑制細菌DNA旋轉酶（拓撲異構酶II）和拓撲異構酶IV，阻止DNA的復制和修復，導致細菌死亡。大環內酯類（如紅霉素和阿奇霉素）：結合到細菌核糖體的50S亞基上，抑制蛋白質合成，從而阻止細菌生長和繁殖。氨基糖苷類（如慶大霉素和鏈霉素）：結合到細菌核糖體的30S亞基上，干擾蛋白質合成的起始階段，導致錯誤的蛋白質合成，進而影響細菌的生存。四環素類（如四環素和多西環素）：結合到細菌核糖體的30S亞基上，阻止氨基酸-tRNA進入核糖體A位點，從而抑制蛋白質合成。磺胺類（如磺胺甲噁唑）：競爭性抑制二氫葉酸合成酶，干擾細菌葉酸代謝，進而影響核酸合成。
二、藥敏試驗方法
藥敏試驗的基本原理是將含有抗生素的載體（如紙片、肉湯或紙條）放置在涂有細菌的培養基上，觀察抗生素對細菌生長的抑制作用。傳統的藥敏試驗方法有：1.紙片擴散法紙片擴散法（如Kirby-Bauer法）是將含有定量抗生素的紙片貼在已接種待測病原菌的瓊脂平板上，經過一定時間的培養后，觀察紙片周圍形成的抑菌環大小，以此判斷細菌對抗生素的敏感性。這種方法簡單易行，是許多基層實驗室常用的藥敏試驗方法。
2.稀釋法
稀釋法包括瓊脂稀釋法和液體稀釋法。這兩種方法都是通過測定待測菌株在含有不同濃度抗菌藥物的培養基中的生長抑制情況來確定最低抑菌濃度（MIC）。2.1瓊脂稀釋法：在瓊脂平板上加入不同濃度的抗生素，然后接種細菌進行培養，觀察不同濃度下細菌的生長抑制情況。
2.2液體稀釋法：在液體培養基中稀釋抗生素，接種細菌進行培養，以抗菌藥物的最高稀釋度仍能抑制細菌生長或殺菌為終點。
3.E-test法
E-test法結合了稀釋法和擴散法的原理，使用預先設定的穩定且連續的抗菌藥物濃度梯度，通過培養基培養以確定不同抗菌藥物對微生物的MIC。這種方法結果更加精確，重復性好，但操作相對復雜，成本較高。4.現代快速方法
隨著科技的進步，一些新型的快速藥敏檢測方法正在不斷涌現。例如：4.1微流控技術：利用微流控芯片可以在較小的體積內快速進行藥敏測試，大大縮短了測試時間。這項技術通過實時監測細菌在不同抗生素濃度下的生長情況，能在短短幾小時內得出結果。
4.2 MALDI-TOF MS：基質輔助激光解析電離飛行時間質譜（MALDI-TOF MS）技術可以快速鑒定微生物，并通過分析微生物的蛋白質指紋來進行藥敏測試。這種方法速度快、精度高，逐漸成為許多實驗室的標準配置。
4.3納米粒子分離技術：一些新興的技術如使用納米粒子從全血中分離病原體，結合快速培養和熒光標記，實現了無血培養的超快速藥敏測試。例如，韓國首爾國立大學的一項研究表明，通過使用合成β2糖蛋白I肽涂層納米顆粒直接從全血中分離病原體，并進行快速培養和藥敏測試，可以在不到一天的時間內獲得準確的藥敏結果。
三、藥敏試驗的結果解讀
根據藥敏試驗的結果，可以將細菌分為敏感、中介和耐藥三類：敏感（S）：細菌對某種抗生素敏感意味著該抗生素可以有效地抑制或殺死細菌。臨床上可以選擇該抗生素進行治療。
中介（I）：細菌對某種抗生素的敏感性較低，可能需要使用更高劑量的抗生素或者聯合其他抗生素進行治療。
耐藥（R）：細菌對某種抗生素具有耐藥性，使用該抗生素治療無效。需要選擇其他的敏感抗生素進行治療。
參考資料：洪秀華劉運德主編.臨床微生物學檢驗（第二版）[M].2010
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