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title: "Antimicrobial Principles"
type: clinical-overview
specialty: INF
tags: [antimicrobial-principles]
updated: "2026"
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# Antimicrobial Principles Overview

**分類：** Infectious Disease (INF)
**最後更新：** 2026-06（整合 Pocket Medicine 9th Ed.）
**關鍵指引：** IDSA Antimicrobial Stewardship; 2022 IDSA/ATS HAP/VAP; 2020 ESCMID

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## 一、抗生素分類總表

### Beta-Lactams

| 類別 | 代表藥物 | 主要覆蓋 | 特點 |
|------|---------|---------|------|
| **Penicillins** | | | |
| Natural Penicillin | Penicillin G, V | Streptococcus, Treponema, N. meningitidis | 梅毒唯一選擇 |
| Antistaphylococcal | Nafcillin, Oxacillin, Dicloxacillin | MSSA（最強效）| MSSA菌血症/IE首選 |
| Aminopenicillin | Ampicillin, Amoxicillin | Streptococcus, Enterococcus, Listeria, H. influenzae | |
| Extended-spectrum | Pip-Tazo（Piperacillin-Tazobactam）| Pseudomonas, 腸道革蘭氏陰性菌, 厭氧菌 | 廣效 |
| **Cephalosporins** | | | |
| 1st Gen | Cefazolin, Cephalexin | MSSA, Streptococcus, E. coli（輕度）| 外科預防首選 |
| 2nd Gen | Cefuroxime, Cefaclor | + H. influenzae, Moraxella | |
| 3rd Gen | Ceftriaxone, Cefotaxime, Ceftazidime（Pseudo）| 革蘭氏陰性廣效，Streptococcus | 腦膜炎常用 |
| 4th Gen | Cefepime | + Pseudomonas, 廣覆蓋革蘭氏陰性 | |
| 5th Gen | Ceftaroline | **MRSA活性** + 廣效革蘭氏陰性 | CAP、SSTI |
| MRSA-active Ceph | Ceftaroline, Ceftobiprole | MRSA + 革蘭氏陰性 | |
| Siderophore（新）| **Cefiderocol** | **CRE, CRPA, MBL**等XDR革蘭氏陰性 | 2019 FDA |
| **Carbapenems** | | | |
| Standard | Meropenem, Imipenem, Ertapenem | 廣效，含ESBL，厭氧菌 | Ertapenem無Pseudomonas活性 |
| Anti-Pseudo | Meropenem, Imipenem, Doripenem | + Pseudomonas | |
| Anti-KPC | **Meropenem-Vaborbactam（Vabomere）** | KPC-producing CRE | 2017 FDA |
| Anti-MBL | **Imipenem-Cilastatin-Relebactam（Recarbrio）** | KPC、OXA-48（部分）| 2019 FDA |
| **BL/BLI Combinations（新一代）** | | | |
| | Ceftazidime-Avibactam（CZA）| KPC、OXA-48、ESBL | 不含MBL活性 |
| | Ceftolozane-Tazobactam | ESBL、CRPA | 無KPC活性 |
| | Imipenem-Relebactam | KPC | |
| | **Aztreonam-Avibactam** | **MBL（metallo-beta-lactamase）** | FDA 核准年份待查證 |
| **Monobactam** | Aztreonam | 革蘭氏陰性（無革蘭氏陽性/厭氧活性）| Penicillin過敏安全 |

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### 糖肽類（Glycopeptides）

| 藥物 | 覆蓋 | 特點 |
|------|------|------|
| **Vancomycin** | MRSA, MRSE, 革蘭氏陽性 | 監測Trough/AUC，腎毒性，紅人症候群 |
| **Teicoplanin** | 同Vancomycin | IM/IV可，腎毒性較少 |
| **Dalbavancin** | MRSA, VGS | 長效（每週1次或2次），2014 FDA，SSTI |
| **Oritavancin** | MRSA, VRE（VanA）| 超長效（單次劑量），2014 FDA |

**Vancomycin TDM監測（2020 ASHP/IDSA/SIDP Update）**：
- **AUC-guided dosing**（取代Trough-based）：AUC/MIC 400-600 mg·h/L 為目標
- Trough 15-20 mg/L 不再建議（腎毒性風險高）

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### 脂肽類與多粘菌素

| 藥物 | 覆蓋 | 特點 |
|------|------|------|
| **Daptomycin** | MRSA, VRE, 革蘭氏陽性 | 肺感染**無效**（被Surfactant滅活）；監測CPK（肌病）|
| **Colistin（Polymyxin E）** | XDR革蘭氏陰性（Carbapenem-resistant）| 腎毒性/神經毒性；最後防線 |
| **Polymyxin B** | 同Colistin | 腎毒性略低 |

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### 氟喹諾酮類（Fluoroquinolones, FQ）

| 藥物 | 特點 |
|------|------|
| Ciprofloxacin | 抗Pseudomonas，無Streptococcus活性（不宜CAP）|
| Levofloxacin | 廣效，包含Streptococcus（Respiratory FQ）|
| Moxifloxacin | 最強抗Streptococcus，**無Pseudomonas/尿路活性** |
| Delafloxacin | 2017 FDA，SSTI/CAP，含MRSA活性 |

**副作用**（2016 FDA黑框警告）：
- Tendon rupture（阿基里斯腱斷裂）
- Peripheral neuropathy（可能不可逆）
- QTc延長
- Aortic aneurysm/dissection

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### 其他重要藥物

| 藥物 | 覆蓋/用途 | 特點 |
|------|-----------|------|
| **Metronidazole** | 厭氧菌、C. difficile（已非首選）、Giardia、Trichomonas、Amebiasis | CNS穿透好 |
| **Clindamycin** | 革蘭氏陽性、厭氧菌（腹腔外）| GAS毒素抑制；C. diff風險最高 |
| **TMP-SMX** | Pneumocystis（PCP）、UTI、MRSA（SSTI）、Nocardia、Toxoplasma | G6PD患者血溶；磺胺過敏 |
| **Linezolid** | MRSA, VRE | MAO-inhibitor交互作用；血小板低下；乳酸酸中毒（長療程）|
| **Tedizolid** | MRSA SSTI | 6天療程，線粒體毒性少 |
| **Doxycycline** | Chlamydia、RMSF、Lyme、Brucella、Rickettsia、Atypical bacteria | 孕婦禁忌 |
| **Azithromycin** | Atypical（CAP）、MAC、GC/Chlamydia | QTc延長；抗藥性增加（淋病不再用）|
| **Rifampin** | TB（必配藥）；Staphylococcal biofilm（prosthetic）| CYP450 inducer，多藥交互作用 |

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## 二、抗黴菌藥（Antifungals）

| 類別 | 代表藥物 | 覆蓋 | 副作用 |
|------|---------|------|--------|
| **Polyenes** | Amphotericin B（deoxycholate, Liposomal）| 廣效真菌 | 腎毒性（Liposomal 較少）、輸注反應 |
| **Azoles** | Fluconazole | Candida（非C. krusei/glabrata）| CYP450抑制（多藥交互作用）|
| | Voriconazole | Aspergillus + Candida | 視力異常（暫時性）、QTc、肝毒性 |
| | Itraconazole | 廣效（Histoplasma, Blasto, Coccidio）| 吸收需酸性環境 |
| | Posaconazole | 廣效 + 黴菌預防 | |
| | Isavuconazole | Aspergillus, Mucor | 較少副作用 |
| **Echinocandins** | Caspofungin, Micafungin, Anidulafungin | Candida（所有種）、Aspergillus（次選）| 副作用少；**Cryptococcus無效** |
| **Other** | Flucytosine（5-FC）| Cryptococcus（+AmB）| 骨髓毒性；不單獨使用 |

**抗黴菌治療重點**：
- **Candida血流感染（Candidemia）**：首選 **Echinocandin**（Micafungin/Caspofungin）；降階至Fluconazole（若敏感）
  - 移除所有血管內導管
  - 眼科會診（Candida endophthalmitis）
  - 治療至末次陽性血培養後**14天**
- **Invasive Aspergillosis**：首選 **Voriconazole** 或 Isavuconazole（2016 IDSA）
- **Mucormycosis**：Liposomal AmB + 外科清創 + 控制原發病

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## 三、抗病毒藥（Antivirals）

| 適應症 | 藥物 |
|--------|------|
| **HSV/VZV** | Acyclovir、Valacyclovir、Famciclovir |
| **CMV（治療）** | Ganciclovir（IV）、Valganciclovir（PO）|
| **CMV（抵抗性）** | Foscarnet（無骨髓毒性但腎毒性）、Cidofovir |
| **Influenza（A+B）** | Oseltamivir（首選）、Zanamivir（吸入）、Baloxavir（2018 FDA）|
| **RSV** | Nirsevimab（預防，2023 FDA）；住院嚴重：Ribavirin（限移植）|
| **COVID-19** | Nirmatrelvir/Ritonavir（Paxlovid）、Remdesivir、Molnupiravir |
| **[[Gastroenterology(GI)/hepatitis/hepatitis_overview|Hepatitis]]** | TDF（Viread）、TAF（Vemlidy，首選）、Entecavir |
| **HCV** | Glecaprevir/Pibrentasvir（Mavyret）8-12週；Sofosbuvir-based regimens |
| **HIV（見HIV筆記）** | Biktarvy（BIC/FTC/TAF）等 |

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## 四、抗生素管理（Antimicrobial Stewardship）

### 核心原則

1. **De-escalation**：有培養結果後縮窄抗生素
2. **IV-to-PO switch**：病情改善後改口服（等效生物利用度）
3. **Appropriate Duration**：避免過長療程（C. diff、ADR、耐藥）
4. **Therapeutic Drug Monitoring（TDM）**：Vancomycin（AUC-guided）、Aminoglycosides

### PK/PD概念

| 型態 | 藥物 | 概念 | 優化方法 |
|------|------|------|---------|
| **Time-dependent（%T>MIC）** | Beta-lactams | 有效性取決於血中濃度>MIC的時間比例 | 延長輸注（Extended infusion）、增加給藥頻率 |
| **Concentration-dependent（Cmax/MIC）** | Aminoglycosides, FQ | 高峰濃度比MIC越高越有效 | 單日高劑量（Once-daily dosing）|
| **AUC/MIC dependent** | Vancomycin, FQ | 24h AUC/MIC決定療效 | AUC-guided dosing |

### Extended Infusion Beta-lactam

- Pip-Tazo：傳統30min → 延長輸注4h（穩定於6h內）→ %T>MIC提高
- Meropenem：3h延長輸注 → 對CRPA有效性提高
- 適用於高MIC菌株（Pseudomonas, CRE）

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## 五、常見抗藥性機制

| 機制 | 代表 | 臨床意義 |
|------|------|---------|
| **ESBL（Extended-Spectrum Beta-Lactamase）** | E. coli, Klebsiella | 第三代ceph全抗藥；Carbapenem有效；口服Fosfomycin/Nitrofurantoin（UTI）|
| **KPC（Klebsiella pneumoniae Carbapenemase）** | Klebsiella, E. coli | Carbapenem抗藥；CZA或Meropenem-Vaborbactam有效 |
| **MBL（Metallo-beta-lactamase）NDM, VIM, IMP | Klebsiella, Pseudomonas | CZA無效；Cefiderocol或Aztreonam-Avibactam |
| **OXA-48** | Klebsiella | Carbapenem抗藥；CZA有效 |
| **MRSA（mecA gene）** | S. aureus | Vancomycin/Daptomycin/Ceftaroline |
| **VRE（vanA/vanB）** | Enterococcus | Linezolid/Daptomycin/Oritavancin |
| **CRPA（Carbapenem-resistant Pseudomonas）** | P. aeruginosa | Ceftolozane-Tazo, CZA, Cefiderocol, Colistin |

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## 六、Clinical Pearls

> [!tip] **Daptomycin不可治療肺炎**：被肺泡Surfactant滅活，肺感染禁用

> [!tip] **Ertapenem無Pseudomonas活性**：HAP/VAP時不能用Ertapenem

> [!tip] **Aztreonam可用於嚴重Penicillin/Beta-lactam過敏**（過敏交叉率低，但Ceftazidime例外）

> [!tip] **Metronidazole對需氧革蘭氏陽性菌無效**，只覆蓋厭氧菌和原蟲

> [!tip] **Vancomycin 2020更新**：AUC/MIC 400-600，不再用Trough 15-20策略（腎毒性）

> [!tip] **MRSA菌血症不可用Daptomycin單藥**（需要高劑量8-10mg/kg）若有肺感染加Vancomycin

> [!tip] **Candida血流感染**：Echinocandin首選，必須移除導管，治療14天（末次陽性後）

> [!tip] **NDM等MBL**：CZA無效！需要Cefiderocol或Aztreonam-Avibactam

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## 八、Pocket Medicine 抗生素抗菌譜總覽（來源：Pocket Medicine 9th Ed.）

> 以下抗菌譜為概括性整理，實際應以各機構之抗藥性監測資料為準。

### Penicillins 抗菌譜

| 世代/類別 | 代表藥物 | 特性 | 主要抗菌覆蓋 |
|----------|---------|------|------------|
| **Natural（天然）** | Penicillin G/V | 對多種GPC、GPR、厭氧菌有效（Bacteroides除外），部分革蘭氏陰性球菌 | 大多數鏈球菌、許多腸球菌、Listeria、C. acnes、Pasteurella、Actinomyces、梅毒 |
| **Anti-staph（抗葡萄球菌）** | Nafcillin、Oxacillin | 對PCNase-producing Staph有效；革蘭氏陰性活性低 | 葡萄球菌（MRSA除外）、鏈球菌 |
| **Amino（氨基）** | Ampicillin | 穿透革蘭氏陰性孔蛋白；不耐PCNase | PCN基礎加上：E. coli、Proteus、H. influenzae、Shigella |
| **Extended（廣效）** | Piperacillin | 穿透革蘭氏陰性孔蛋白；較耐PCNase | 多數GNR包括Enterobacter、Pseudomonas、Serratia |
| **β-lactamase inhibitor combinations** | Ampicillin-sulbactam、Amox-clavulanate、Pip-Tazo | 抑制質粒媒介β-lactamase；Sulbactam對Acinetobacter有固有活性 | 加上：葡萄球菌（非MRSA）、多數PCN-R厭氧菌、部分GNR（H. flu、M. cat、部分腸道菌）|

### Cephalosporins 抗菌譜

> 對大多數penicillin β-lactamase有抵抗力；對腸球菌無活性。

| 世代 | 代表藥物 | 抗菌覆蓋 | 臨床適應症 |
|------|---------|---------|-----------|
| **1st Gen** | Cefazolin、Cephalexin | 多數GPC（包含Staph/Strep，非MRSA）；部分GNR（E. coli、Proteus、Klebsiella）| 外科預防、皮膚感染 |
| **2nd Gen** | Cefuroxime、Cefotetan | 降低GPC活性，增強GNR + 部分厭氧菌；呼吸系列（H. flu、M. cat）；GI/GU系列（↑B. fragilis活性）| 肺炎/COPD急性惡化、腹腔感染 |
| **3rd Gen** | Ceftriaxone、Ceftazidime | 廣效GNR（非ESBL）、鏈球菌、部分厭氧菌；Ceftazidime抗Pseudomonas（鏈球菌活性較差）| 肺炎、[[Chest Medicine(CM)/sepsis-and-shock/sepsis-and-shock_overview|Sepsis & Shock]]、腦膜炎 |
| **4th Gen** | Cefepime | 對β-lactamase抵抗力更強（含Enterobacter）| 類3rd Gen；發熱性嗜中性球減少症；MSSA活性優於Ceftriaxone（均非首選）|
| **5th Gen** | Ceftaroline、Ceftobiprole | 唯一有**MRSA活性**的頭孢類；革蘭氏陰性活性類Ceftriaxone；**不抗Pseudomonas** | CAP、SSTI、MRSA；Ceftobiprole核准用於MRSA菌血症及R-NVE |
| **Combination（新型複合）** | Ceftolozane-Tazobactam、Ceftazidime-Avibactam | MDR革蘭氏陰性菌包括Pseudomonas；Ceftaz-avi對部分carbapenemase有效 | 複雜性UTI、複雜腹腔感染、HAP/VAP |

### Other Beta-Lactams

| 類別 | 代表藥物 | 特性 | 抗菌覆蓋 |
|------|---------|------|---------|
| **Carbapenems** | Imipenem、Meropenem | 對大多數β-lactamase有抵抗力 | 多數Gram⊕及Gram⊖（含厭氧菌）；不含MRSA或VRE |
| **Monobactam** | Aztreonam | 僅對革蘭氏陰性菌有效，對革蘭氏陽性菌無效 | PCN或Ceph過敏患者的革蘭氏陰性菌感染 |

### Other Antimicrobials 其他重要抗生素

| 抗生素 | 抗菌覆蓋 |
|--------|---------|
| **Vancomycin** | 革蘭氏陽性菌包括MRSA、PCNase-producing肺炎球菌和腸球菌（VRE除外）|
| **Linezolid** | GPC包括MRSA及VRE（VRE需確認敏感性）|
| **Daptomycin** | 革蘭氏陽性菌（**肺感染無效**，被surfactant滅活）|
| **Quinolones（FQ）** | GNR及非典型病原體；Levofloxacin及尤其Moxifloxacin增強Strep/Staph活性 |
| **Aminoglycosides** | GNR；與cell-wall active abx（β-lactam、Vanco）對GPC有協同效應；低pH（如膿瘍）活性↓；**厭氧菌無效** |
| **Macrolides** | GPC、部分呼吸道Gram⊖、非典型病原體 |
| **TMP/SMX** | 多數腸道GNR、Staph包括CA-MRSA、Stenotrophomonas、Nocardia、Toxo、Pneumocystis |
| **Clindamycin** | 多數Gram⊕（腸球菌除外）及厭氧菌（GI抵抗性增加中）|
| **Metronidazole** | 幾乎所有厭氧Gram⊖、多數厭氧Gram⊕、部分原蟲（Entamoeba、Trichomonas等）|
| **Doxycycline** | Rickettsia、Ehrlichia、Anaplasma、Chlamydia、Mycoplasma、Nocardia、leptospirosis、Lyme病；許多Staph及GNR |
| **Tigecycline** | 許多GPC包括MRSA及VRE；多數GNR包括ESBL（但**不含Pseudomonas或Proteus**）；多數厭氧菌 |
| **Durlobactam-sulbactam** | Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii |

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## 九、References

1. **2020 ASHP/IDSA/SIDP Vancomycin AUC Guidelines** — Am J Health Syst Pharm 2020
2. **2016 IDSA Invasive Aspergillosis Guidelines** — Clin Infect Dis 2016;63(4):e1-e60
3. **2016 IDSA Candidiasis Guidelines** — Clin Infect Dis 2016;62(4):e1-e50
4. **2022 IDSA/ATS HAP/VAP Guidelines** — Clin Infect Dis 2022
5. **Pappas PG, et al. Invasive Candidiasis.** NEJM 2019;381(22):2142-2156
6. **WHO Priority Pathogens List（2017）** — Critical/High Priority AMR
7. Tamma PD, et al. "Infectious Diseases Society of America Antimicrobial-Resistant Treatment Guidance." IDSA AMR Guidance（Tamma et al.），2022 起持續更新（含 2023/2024 update）. Clin Infect Dis