摘要
细菌是无处不在的微生物，甚至存在于我们的身体内外。有些是无害的，但如果有害细菌进入我们的身体，它们就会引起感染。为了摆脱感染，医生开抗生素的处方。但抗生素是如何被发现或制造的呢?医生怎么知道抗生素会杀死细菌，而不会伤害我们呢?这些抗生素在使用前是否经过测试?在这篇文章中，我们将通过仔细研究药物开发过程来解决这些问题，这是导致新抗生素和其他药物开发的一系列步骤。只有通过这些分析和审查阶段(通常需要几年时间)的治疗方法才被认为适合人类使用，在抗生素的情况下，才被建议用于治疗感染。
简介
你还记得上次因为耳部脓液感染去看医生吗?又或者是扁桃体肿大导致喉咙感染?无论哪种情况，你都很可能经历了细菌感染。如果是这样的话，医生可能会开一些药物抗生素，可以摧毁引起感染的细菌细菌．
细菌是微小的微生物，无处不在，包括在人体内(关于这些迷人生物的更多信息可以在这些文章中找到[1，2，3.])。细菌感染是由身体上或体内有害细菌的存在和生长引起的。抗生素是一种药物药物)，可以杀死细菌或阻止细菌生长。医生根据感染部位和引起感染的细菌类型推荐抗生素治疗。
当你吞下一茶匙樱桃味的液体或服用彩色药片时，你有没有想过这些抗生素是如何开发出来的?你会惊讶地发现，在含有抗生素的糖浆或药片被送到药房和送到你家之前，它们都经过了彻底的科学研究。这个过程被称为药物开发管道它包括从实验室到临床的一系列阶段。你的医生只有在药物经历了所有阶段后才能安全地向你推荐药物。这些阶段通常包括在实验室中发现潜在的抗生素(或任何其他药物)，描述抗生素的重要特征，测试其对动物的影响，然后测试其在人类中的使用。在此过程中，对潜在抗生素的关键特性进行评估，如其杀死或防止细菌生长的能力，对人类使用的安全性，与其他药物的相互作用，治疗剂量和时间，以及最佳储存条件等许多参数。的食品和药物管理局(FDA)是监督和执行这些重要法规的全球权威机构，以确保药物、疫苗、绷带和其他治疗方法的安全和质量。
药物开发管道
正如我们已经讨论过的，开发一种成功和安全的抗生素必须经过几个步骤，从发现到严格分析其活性和副作用。从发现一种潜在的抗生素到获得用于人体的许可，整个药物开发流程可能需要10到20年的时间。该管道可以分为三个主要步骤:发现和表征，临床前测试和临床试验（图1)．
- 图1 -药物开发管道有多个阶段，从药物发现到人类使用的市场营销。
- 一种潜在的抗生素需要在获得FDA和医疗保健用途的批准之前成功通过这些不同的阶段。这个过程可能需要10到20年的时间。
发现和描述
在世界各地的实验室里，科学家们都在努力寻找新的抗生素。在这个发现阶段，科学家测试了一系列来自植物、动物和真菌的化合物对不同细菌的影响。今天，科学家们正在积极地收集和测试潜在的抗生素来源，但第一个抗生素的发现纯粹是由英国医生亚历山大·弗莱明[Alexander Fleming]偶然发现的。4] !在实验室工作时，弗莱明观察到一团真菌在细菌培养板上生长，他发现在细菌培养板上的细菌不能在靠近真菌的区域生长。这种真菌产生了一种强效抗生素青霉素，可以杀死附近的细菌。今天，类似的测试方法可以识别潜在的新抗生素，然后进一步分析[5］．研究潜在抗生素的化学和结构，以及它们的生物活性，例如它们杀死细菌的有效性以及它们与其他药物的相互作用。这些信息对于抗生素的生产至关重要，并确保新药的安全性、纯度和效力。这一特性也为最终将生产抗生素的公司提供了重要信息，该公司必须将信息提交给FDA以获得药物批准(图1)．
临床前测试
在药物开发的下一步，在实验室实验中显示出有希望结果的化合物在进行人体试验之前还要进行另一轮测试。这一步被称为临床前测试，它的重点是评估功效(有效性)药物在“真实”感染(而不是在实验室测试)和药物可能的毒性作用。临床前测试通常涉及使用动物，如兔子、大鼠、小鼠、豚鼠、仓鼠，甚至更大的动物，如狗、猪、羊和小牛(图2)．这些动物叫做生物模型，这意味着它们被培养成实验室里的实验动物。它们不是野生动物、宠物或被遗弃的动物。
- 图2 -科学家使用各种测试来研究潜在的抗生素功效和活性，如实验室测试和动物模型。
- 如果测试结果有希望，FDA就会推荐该药物进行进一步测试或临床试验。
让我们在这里暂停一下——你一定很难想象动物被用于实验室试验。科学家们认真对待动物实验，科学界也很清楚将动物用于这些目的的伦理问题。因此，动物试验受到严格监管，科学家和实验室经过培训，以最高标准的动物护理来开展这项工作。然而，研究人员也在积极开发动物试验的替代方案，使实验室试验密切模仿人类感染。科学界正在寻求用这些类人实验室试验来取代动物试验，但在这成为现实之前，需要对类人实验室试验进行详细研究，以确保它们能够充分衡量新药的安全性。请密切关注这些重要的进展!
目前，用实验动物进行测试可以分析药物的特征，如抗生素活性、安全性、剂量和生命系统中的毒性，以便在药物用于人体临床试验之前充分了解这些信息。
临床试验
药物开发管道的最后一个主要步骤是在人体上测试药物，也就是所谓的临床试验。图1)．为了将潜在的抗生素进行临床试验，必须首先向FDA提交一份研究性新药(IND)申请。这种申请通常由将要开发药物的公司提交。FDA将密切关注临床前测试的结果，检查药物的化学结构和作用机制，了解副作用，并通过剂量和药物在生命系统中的毒性来评估药物的安全性。如果FDA批准了药物开发商的IND，那么该药物就可以进行人体临床试验[5) (图2)．临床试验通常包括四个阶段。
阶段1:第一阶段是给一小部分(可能是十几个)健康人服用低剂量的药物。这项试验研究药物在体内是如何被吸收和处理的，以及任何可能的副作用。它主要集中于确定人类使用药物的剂量和安全性。
阶段2:这一阶段包括两组人——健康人和一组疾病人——在使用抗生素的情况下由受感染的人组成。这项试验的重点是了解这种药物是否能有效地治疗疾病组的病情，例如一种抗生素是否真的能对抗人类的感染。它还侧重于了解药物发挥作用所需的确切剂量。
阶段3:这一阶段包括在数百至数千名患者身上进行临床试验。在这一阶段，新药与现有药物进行比较。患者被密切观察，如果患者出现副作用，药物试验就会停止。在这一阶段，药物的安全性是优先考虑的，同时药物是否能成功产生预期的结果。使用这些临床试验的数据，另一项名为新药申请的申请必须向FDA提交。FDA仔细检查从临床试验中获得的数据，并根据这些数据做出三种选择:它可以批准药物，它可以拒绝药物，或者它可以要求额外的信息。如果得到FDA的批准，这种药物就可以立即投入商业生产。
第四阶段临床试验:这一阶段在大量(通常是数千名)患者中测试FDA批准的新药。这种方法特别寻找罕见的副作用(或益处)，这些副作用只有在大量人群中才能确定。
所以，现在你知道了!
所以，现在你知道开发一种新的抗生素并不容易!这是一个漫长而严格的过程，包括在实验室中发现药物，分析其疗效和安全性，然后提交研究药物申请(IND)和临床前和临床试验。这一过程对于确定有效的药物，不允许使用无效的药物非常重要。下次你去医生的办公室拿处方时，你可能想要和他们分享你的新知识!
术语表
抗生素：↑一种通过杀死细菌或阻止细菌生长来对抗细菌感染的药物。
细菌：↑肉眼看不见的微生物。
药物：↑药物一种被摄入或以其他方式进入体内后具有药用作用的物质
药物开发管道：↑从药物发现到将新的、安全的、成功的药物推向市场使用的整个过程。
食品和药物管理局：↑美国公共卫生服务机构，负责通过确保人类和动物使用的各种物质(包括药物)的安全性和有效性来保护公众健康。
临床试验：↑一种研究新测试和治疗方法并评估其对人类健康影响的研究。
功效：↑药物产生预期效果的有效性。
生物模型：↑为实验室试验而饲养的动物。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
参考文献
[1]↑da Silva, G. J.和Domingues, S. 2017。我们从不孤独:我们与人类微生物群生活在一起。前面。年轻人5:35。doi: 10.3389 / frym.2017.00035
[２]↑奥克舍夫斯基，M.和迈耶，R. L. 2016。巨大的坏生物膜:细菌群落如何导致长期感染。前面。年轻人14。doi: 10.3389 / frym.2016.00014
[3]↑Reches, M. 2018。对抗细菌:我们如何预防医院获得性感染?前面。年轻人43。doi: 10.3389 / frym.2018.00043
[4]↑Letek, M. 2020。亚历山大·弗莱明，青霉素抗生素作用的发现者。前面。年轻人7:159。doi: 10.3389 / frym.2019.00159
［5］↑霍利安，C.和袁，P. 2017。重点:药物开发:药物开发。耶鲁·j·比尔。地中海。90:1。