為何現在很難找到新的抗生素？
2012年，巴西一位86歲的病人因腳部嚴重受傷入院，由於他患有2型糖尿病而令腳傷嚴重感染。令人驚訝的是，用“美羅培南”（廣譜抗生素），萬古黴素（被稱為最後的抗生素）治療對他均無效果。
對傷口的測試結果也讓醫生們吃驚。其感染細菌的不止一種，而是三種：金黃色葡萄球菌，鮑曼不動桿菌和LWOFFII不動桿菌。每一個都是多藥耐藥。這家位於巴西的醫院根本沒有足夠的資源來應付這種情況。病人被轉移到一個較大的醫院，但為時已晚，病人最後需要截肢。
每年有大約200萬美國人感染抗生素耐藥微生物，其中約23000人死亡。 人類在文明誕生前就知道如何殺死細菌。但現代的醫學科學家仍然還在苦苦與耐藥細菌做鬥爭。
抗生素研究的先驅約瑟夫李斯特
1867年，英國外科醫生約瑟夫·李斯特（Joseph Lister）開始抗生素治療的第一步研究。李斯特當時注意到，他的許多手術患者在手術後不久需要截肢或死亡。 許多人認為這是受到有毒，“壞”空氣或氧氣對開放傷口的影響。
李斯特有不同的理論。 他一直在追蹤法國微生物學家路易斯·巴斯德的工作，巴斯德已經證明食物變質不是由於氧氣，而是由微小的微生物造成的。 李斯特假設這些相同的生物體也是造成他患者可怕後果的元兇。 巴斯德為避免這種結果提供了三種選擇：過濾掉微生物，將它們燒死或用化學藥品殺死它們。 前兩個選項可以立即排除，但第三個選項很有趣。
是否有可能製造一種能夠殺死細菌又不傷害人類細胞的化學物質？
李斯特是一位好奇心很重的科學家，當他聽說使用雜酚油或煤焦油餾分油可以用來來防止鐵路枕木腐爛，他決定嘗試用一種煤焦油餾分碳酸成分來治療病人的傷口。 最初的結果是驚人的：複合性骨折患者之前幾乎普遍需要截肢，現在他們的四肢完好恢復。
李斯特發現了第一種醫用防腐劑，碳酸，這種物質對人類也是有毒的，所以它只能適用於傷口。
保羅·埃利希找到了胂色胺
德國科學家保羅·埃利希更進一步，他用顯微鏡觀察染色樣本。埃利希發現，某些染料分子會染上一些細胞，但不會染上其他細胞，他推斷，正確的染料分子可能能夠實現他的選擇性抗生素夢想。
1909年，埃利希的夢想實現了，他發現了“胂色胺”，一種能夠殺死梅毒細菌而不殺死病人的砷染料。
德國企業拜耳集團的研究人員想知道這種方法是否能夠導致抗生素的廣泛應用。 他們在實驗室小鼠身上進行染料測試， 經過無數次的失敗後，一種染料終於成功，第一個真正的多功能抗生素就此誕生。
當時，科學家們比較容易找到新的殺死細菌的物質，它們能殺死皮膚和組織表面的微生物。但是這些物質會產生可怕的抗生素，破壞細菌細胞重要部分的化學物質通常會破壞人體細胞的相同一部分。
第一個抗生素被發現後的大約一個世紀內，我們發現了一個細菌特異性特徵庫，它們可以破壞。例如，抗生素磺胺和青黴素。
亞歷山大·弗萊明於1928年偶然發現的青黴素，以及其他β內酰胺類抗生素（如美羅培南）主要針對人類細胞所沒有的細菌的一部分：細胞壁進行破壞攻擊。 細菌細胞很像被肉鋪成的纏繞在一起的，充塞過度的烤肉。 當屠夫的麻繩 - 細胞壁被移除時，細菌細胞就會發生爆炸。
細菌建造他們的細胞壁很像人們修建柵欄。 在放置一些圍欄後，需要用水平支撐和板子進行連接固定。 青黴素的作用是堵塞細菌的這些連接部件，防止細胞壁上的任何柱子被連接。 另一方面，萬古黴素等糖肽類抗生素則包裹著細胞壁的籬笆柱，就像厚厚的防彈衣。
這些是理想的抗生素作用機制。 其他類別的抗生素靶向細菌生命活性部分。例如，許多抗生素藥物靶向蛋白質的製造。這些抗生素可以防止緊密纏繞的DNA被解包和閱讀，阻塞RNA轉錄過程，或關閉將分子RNA轉變為蛋白質的分子工廠。
這是矛盾的進攻一， 還有防守端：細菌有反擊的傾向。細菌一個簡單的防禦措施是在抗生素可能造成任何損害之前將抗生素剔除。 就像汙水泵不斷從地下室去除水以防止水淹一樣，細菌外排泵不斷移除抗生素以防止它們工作。 一個外排泵可能會通過識別和去除幾種不同種類的抗生素而導致多重耐藥，因此這是一個難以應對的耐藥機制。
細菌還可以製造新的蛋白質，在它們能夠行動之前打開並解除抗生素的武裝。 這方面最著名的例子是是細菌製造青黴素酶， 這些類型的蛋白質對於一種抗生素非常有攻擊性，並且通常不會對其他類別的抗生素產生抗性。我們能夠擊敗這種耐藥機制的一種方法是將原始抗生素與新酶一起包裝。
另一種防禦細菌的方法是製造符合分子直腸衣抗生素的蛋白質，防止它們抓住目標並使它們變得無助的旁觀者。 這些酶通過在抗生素的關鍵部分附加被稱為磷酰基，乙酰基，核苷酸基，糖基或羥基的化學基團來阻止它們與它們應該停用的部分細菌相互作用。
抗體細菌最明顯和最混雜的方法就是簡單地改變抗生素的靶標，以至於抗生素不再承認它。這種抵抗方法非常普遍，並且有許多方法可以實現它。 例如，僅將氨基酸D-丙氨酸的細胞壁柱末端改為D-乳酸，這是一個非常小的調整，使氨基糖苷類抗生素如萬古黴素完全無用。 一旦目標發生了變化，就不可能用同樣的方式去消滅它們。
原則上，對這種抵禦機制的應對是簡單地找到一個新的抗生素。 但是許多抗生素本身來自微生物，這些微生物通常製造抗生素的方式並不十分靈活：它們非常擅長製造特定的攻擊武器，但在目標對象發生調整時無法適應新情況。
人類今天使用的廣譜抗生素當中幾乎一半都是在上個世紀50年代至60年代的“抗生素黃金時期”發現。
還有很多製造新抗生素的方法。 一個途徑是開發神秘的抗生素，它們會迫使細菌製造他們通常不會製造的分子。目前，學術界仍然不清楚這種方法是否有效。
我們今天最有希望的方向是轉向有機化學，它給了我們精美的工具，以以往難以想象的方式調整分子。比如利奈唑胺，這是是一種阻止核糖體為新蛋白質奠定基礎的抗生素，它是人類利用有機化學技術全新發明的。
搜索新抗生素的過程將是緩慢和困難的，人類與細菌之間的軍備競賽也許永無止境，我們不能放棄，因為這場競賽中，人類開始落後，但細菌永遠不會停止進化。
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