Відкриття наступних антибіотиків, що є в даний час звичайними засобами лікування великої кількості інфекційних захворювань, на відміну від відкриття пеніциліну стало наслідком систематичної роботи, навмисно спрямованої на рішення цієї задачі. Так, Waksman [11] у 1944 р. відкрив стрептоміцин, Ehrlіch у 1947 р. - хлорамфеникол, Duggar у 1948 р. - хлортетрациклин і т.д. Розробка виробництва цих антибіотиків проходила в умовах, коли вже були освоєні методи глибинної ферментації пеніциліну, що могли бути прийняті без істотних змін і для виробництва нових антибіотиків.
Науково обґрунтував явище антагонізму серед мікробів видатний український вчений І.І. Мечников. Вивчаючи роль гнилісних бактерій кишок в інтоксикації та старінні організму людини, він виявив антагоністичну дію проти них молочнокислих бактерій. Для пригнічення розвитку гнилісної мікрофлори він пропонував уживати в їжу кисле молоко, яке містить Lactobacteriumbulgaricum. Пізніше було доведено антагоністичну дію В. bifidum та Е. соlі на збудників кишкових інфекцій. Російський учений Л.Г. Перетц рекомендував уживати колі-кисляк з активним штамом ешерихій — М 17.
У 1896 р. італійський лікар Б. Гозіо із запліснявілих зерен рису виділив зелений мікроскопічний гриб, а з культуральної рідини цього гриба — невелику кількість кристалічної речовини, яка згубно діяла на бактерії. По суті це був перший антибіотик. Водночас німецькі вчені Р. Еммерих та О. Лев виділили з фільтрату бульйонної культури синьогнійної палички піоціоназу й довели, що вона згубно діє на численні патогенні мікроорганізми. Український учений М.Ф. Гамалія [2] виділив з культури тієї самої палички препарат піокластин. Але практична користь від застосування перших антибіотиків була незначною. Одні з них виявилися токсичними для організму людини, інші — малоефективними або справляли непостійну дію.
Пріоритет у відкритті антибіотиків належить видатному англійському мікробіологу Александеру Флемінгу. У 1928 р. у фільтраті бульйонної культури зеленого плісеневого гриба Penicilliumnotatun він виявив антибіотик, який знищував культуру золотистого стафілокока, проти якого були безсилі відомі на той час хімічні препарати. Цей антибіотик назвали пеніциліном за назвою гриба-продуцента. У чистому вигляді цей антибіотик виявився нестійким, тому А. Флемінгу не вдалося виділити його з фільтрату.
Це зробили англійські хіміки Г. Флорі, Е. Чепін і Н. Хітлі у 1940 р. Пеніцилін виявився ефективним у лікуванні менінгіту, сепсису, бешихи, газової гангрени, гнійних ран та інших хвороб [9].
У Радянському Союзі пеніцилін уперше виділили академік З.В. Єрмольєва і Т.І. Балезіна в 1942 р. з плісеневого гриба Penicilliumcrustosum, що мало велике значення для врятування життя поранених у роки війни.
Промислове виробництво пеніциліну розпочалося в США з 1943 р. під керівництвом Г. Флорі та Н. Хітлі. Вони розробили методи очищення й виділення пеніциліну. Згодом було розшифровано структуру пеніциліну, що відкрило шлях до синтетичного способу виробництва пеніциліну та його похідних. Після відкриття пеніциліну почалася нова ера в розвитку медицини — післяантибіотикова. Висока лікувальна ефективність пеніциліну сприяла активному пошуку нових антибіотиків, який триває й нині. У 1944 р. виділено стрептоміцин, ефективний проти збудника туберкульозу; у 1945 р. — хлортетрациклін, у 1947 р. — хлорамфінекол, які виявилися ефективними проти багатьох грам-позитивних і грамнегативних мікроорганізмів. Кожного року виявляли близько 20 нових антибіотиків і зараз їх нараховується понад 6000. У клінічній практиці використовують 2—3 % антибіотиків, отриманих з природних джерел. Це пояснюється тим, що деякі з них виявилися надто токсичними для макроорганізму або малоефективними. Для удосконалення фармакокінетичної та лікувальної дії природних антибіотиків отримують напівсинтетичні й синтетичні їх аналоги. При цьому "ядро" молекули природного антибіотика зберігають, оскільки воно забезпечує зв'язок антибіотика з мішенню в бактеріальній клітині.
Джерелами добування антибіотиків природного походження є плісеневі гриби, актиноміцети, бактерії, а також тканини тварин і рослин. Найактивнішими продуцентами антибіотиків є актиноміцети. З них виділено стрептоміцин, циклосерин, тетрациклін, хлороміцетин, лінкоміцин, ністатин, леворин тощо. З плісеневих грибів виділено пеніцилін, цефалоспорини. Група антибіотиків бактеріального походження має менше практичне значення. До них належать: граміцидин, коліформін, поліміксини. Тканини тварин також містять речовини, які вибірково уражують певні види мікроорганізмів. Це — еритрин (виділяють з еритроцитів різних тварин), екмолін (з луски риби), інтерферони, інтерлейкіни, лізоцим тощо.
Антибіотики, які містяться в рослинах, у 1928 р. відкрив Т.П. Токін [11] і назвав їх фітонцидами. За хімічним складом переважна більшість фітонцидів належить до складних ефірів, тому вони леткі й нестійкі і їх складно виділити в чистому вигляді. До антибіотиків рослинного походження належать: аліцин (часник), іманін (звіробій), хлорофіліпт (листя евкаліпту), рафанін (зерна редиски), хлорелін (хлорелла), уролесан (комбінований рослинний препарат).
При виділенні антибіотиків з мікроорганізмів спочатку шляхом селекції виділяють штами продуцентів антибіотиків, які в сотні разів продуктивніші за "дикі штами". Так, якщо штам Флемінга продукував 2 ОД пеніциліну в 1 мл культуральної рідини, то сучасні штами продукують не менше 10 000 ОД. Оскільки більшість антибіотиків накопичуються в культуральній рідині, то продуценти антибіотиків вирощують протягом 48 год. або кількох діб у 10—50-тонних ферментерах за оптимальних умов для розвитку й розмноження. Після фільтрування культуральної рідини антибіотики виділяють різними методами залежно від їх природи: шляхом екстракції органічними розчинниками або іонообмінними смолами й очищують від домішок.
Антибіотики випускають у стерильних флаконах (порошок або розчин), таблетках, капсулах, а також у вигляді мазі, суспензії.
Біологічну активність перевіряють мікробіологічним методом на тест-культурах мікроорганізмів. Активність пеніциліну перевіряють на тест-культурі S. aureus, більшість антибіотиків — на тест-культурі бацил ґрунту В. subtilis, В. mycoides. Іноді застосовують хімічний метод.
Біологічну активність антибіотиків вимірюють у міліграмах (мг), а також у міжнародних одиницях (ОД — одиниця дії). Для більшості антибіотиків 1 ОД — це 1 мкг чистого препарату, для пеніциліну — 0,6 мкг. 1 ОД пеніциліну — це мінімальна його кількість, яка затримує ріст стандартного штаму стафілокока в 50 мл поживного середовища.
Відкриття пеніциліну й інших антибіотиків привело до революційного перевороту в лікуванні багатьох інфекційних захворювань. Не менше значення антибіотики придбали і для профілактики інфекцій, особливо в хірургії і травматології (при пораненнях, відкритих переломах, опіках і т.д.). Не дивно тому, що хворі часто самі прибігають до лікування антибіотиками, вірячи в їхній "чудодійну" силу. Тут необхідно звернути увагу на те, що жоден антибіотик не діє на "усі хвороби". Наприклад, на хворобі, викликувані вірусами малих розмірів (вірусний грип, поліомієліт, хвороба Боткіна і т.п.), жоден з відомих у даний час антибіотиків скільки-небудь ефективно не діє. Навіть і для лікування бактеріальних захворювань не існує універсального антибіотика, тому що кожен препарат має свій порівняно обмежений спектр дії [12]. Тому при всякому захворюванні, що передбачається лікувати антибіотиками, повинен проводитися ретельний мікробіологічний аналіз, що і покаже, який антибіотик з'явиться найбільш активним проти збудника даного захворювання. У результаті багаторічної практики з'ясувалося, що далеко не байдуже, чи будуть антибіотики призначатися хворому цілеспрямовано або ж безсистемно. Для кожного відомого сьогодні антибіотика описані випадки алергійних реакцій, хоча і випадків, що спостерігаються лише в невеликому числі. Якщо в хворого виявляється підвищена чутливість, його не можна лікувати повторно тим же антибіотиком. Хлорамфенікол, наприклад, може викликати поразки кровотворних органів, на щастя, лише в незначному відсотку випадків; однак їхнє число зростає при тривалому застосуванні препарату. Найбільша ж небезпека неправильного застосування антибіотиків полягає в поширенні хвороботворних мікроорганізмів, стійких до даного антибіотика.Якщо дози антибіотика недостатні, то мікроб може придбати стійкість до нього і виживати як при даних, так і при багаторазово збільшених дозах. Стійкість можуть придбати не тільки збудники гострого захворювання, від якого хворого лікують, але і бактерії, що живуть в організмі як сапрофіти, наприклад Escherіchіa colі. Щоб попередити виникнення стійкості, необхідно точно виконувати наступні вимоги [5].
1. Лікувати антибіотиками випливає лише в тих випадках, коли ясно встановлене, що дане інфекційне захворювання викликане саме мікробами, чуттєвими до даного антибіотика, або ж коли затягування вже початого лікування грозить небезпекою.
2. Ніколи не слід зменшувати дози і не збільшувати запропонованих інтервалів між введеннями або прийомами антибіотика.
3. Ніколи передчасно не припиняти вже почате лікування антибіотиком, тобто продовжувати вводити антибіотик протягом декількох днів після спаду температури хворого до норми.
4. Якщо потрібно застосовувати антибіотик местно у великій кількості, то завжди варто вводити цей препарат одночасно у виді ін'єкцій звичайними дозами або перорально [2].