抗生素是一种化学物质，可以抑制甚至消灭有害微生物的生长。它们来源于特殊的微生物或其他生物系统，并通过发酵过程以工业规模生产。尽管抗生素作用的原理直到二十世纪才被发现，但已知的初次抗生素制剂使用是在2500多年前由中国人发明的。今天，已经报道了10000多种抗生素物质。目前，抗生素代表着每年持续增长的数十亿美元的产业。
背景
抗生素有多种形式——每种形式都有不同的生产要求。对于皮肤表面、眼睛或耳朵上的细菌感染，抗生素可以作为软膏或乳膏使用。如果感染是内部的，抗生素可以被吞咽或直接注射到体内。在这些情况下，抗生素通过吸收到血流中而被输送到全身。
抗生素在化学上有所不同，因此它们治疗的感染类型和治疗方法也不同，这是不可接受的。某些抗生素通过影响细胞结构来消灭细菌。这可以通过两种方式之一发生。首先，抗生素会削弱感染细菌的细胞壁，导致它们破裂。其次，抗生素会破坏细胞膜，导致细菌细胞内容物泄漏。抗生素发挥作用的另一种方式是干扰细菌的新陈代谢。一些抗生素如四环素和红霉素会干扰蛋白质合成。像利福平这样的抗生素抑制核酸生物合成。还有其他抗生素，如磺胺或甲氧苄啶，对细胞代谢有普遍的阻断作用。
抗生素的商业开发是一个漫长而昂贵的提议。它始于旨在识别产生抗生素化合物的生物体的基础研究。在这个阶段，成千上万的物种被筛选出任何抗菌作用的迹象。当发现一种细菌时，就对该物种进行各种已知感染细菌的测试。如果结果是有希望的，这种生物就可以大规模生长，这样就可以分离出产生抗生素效应的化合物。这是一个复杂的过程，因为已经发现了成千上万的抗生素材料。通常，科学家发现他们的新抗生素并不是没有可以相比的。如果材料通过了这个阶段，可以进行进一步的测试。这通常包括临床试验，以证明抗生素对动物和人类有效，并且无害。如果这些测试通过，必须批准该抗生素作为一种新药。整个过程可能需要很多年。
抗生素的大规模生产依赖于发酵过程。在发酵过程中，大量产生抗生素的有机体生长。在发酵过程中，微生物产生抗生素物质，然后将其分离出来用作药物。为了使一种新抗生素在经济上可行，制造商必须能够从发酵过程中获得高产量的药物，并且能够容易地将其分离出来。在一种新抗生素被商业化推广之前，通常需要进行广泛的研究。
历史
虽然我们对抗生素的科学知识是近期才发展起来的，但抗生素的实际应用已经存在了几个世纪。已知的初次使用是在大约2500年前由中国人使用的。在此期间，他们发现将发霉的大豆凝乳用于感染有一定的治疗效果。它非常有效，成为了一种标准的治疗方法。证据表明，其他培养物使用抗生素类物质作为治疗剂。早在350年，苏丹-努比亚文明就使用了一种四环素抗生素公元在中世纪的欧洲，粗植物提取物和奶酪也被用来抵抗感染。尽管这些培养物使用抗生素，但抗生素作用的一般原理直到二十世纪才被理解。
现代抗生素制剂的发展依赖于几个关键人物，他们向世界证明了来自微生物的物质可以用来治疗传染病。路易斯·巴斯德是这一领域的一批先驱者之一。1877年，他和一名同事发现，引起疾病的炭疽细菌的生长可以被腐生细菌抑制。他们表明，只要腐生杆菌也给药，大量的炭疽杆菌可以给动物，而不会有不良影响。在接下来的几年里，其他观察结果支持了这样一个事实，即一些细菌衍生的物质可以阻止致病细菌的生长。
1928年，亚历山大·弗莱明对抗生素领域做出了重要的贡献之一。在一次实验中，他发现一株绿色青霉菌霉菌抑制细菌在琼脂平板上的生长。这导致了一种现代抗生素青霉素的发展。几年后的1932年，发表了一篇论文，提出了一种使用青霉素制剂治疗感染伤口的方法。尽管这些早期的青霉素样本是有功能的，但它们并不可靠，需要进一步的改进。这些改进出现在20世纪40年代初，当时霍华德·弗洛雷和他的同事发现了一种新的青霉菌，这产生了高产量的青霉素。这使得青霉素的大规模生产成为可能，这有助于现代抗生素工业的启动。
青霉素发现后，人们开始寻找其他抗生素。1939年，从土壤细菌链霉菌中分离出潜在抗生素产品的工作开始了。大约在这个时候，抗生素这个术语被引入。塞尔曼·维克斯曼和他的同事在1944年发现了链霉素。随后的研究发现了许多新的不同的抗生素，包括放线菌素、链丝菌素和新霉素，它们都是由链霉菌。此后发现的其他抗生素包括杆菌肽、多粘菌素、维霉素、氯霉素和四环素。自20世纪70年代以来，大多数新抗生素都是天然抗生素的合成变体。
