青霉素是一类抗生素，最初从青霉属（Penicillium）的霉菌中提取，这些霉菌属于真菌。青霉素属于β-内酰胺类抗生素，这类药物都具有一个特征性的四元化学环。“青霉素”可以泛指天然和半合成青霉素，也可以狭义地指最初的两种药物——青霉素G和青霉素V。这些药物通过干扰敏感细菌的细胞壁构建而发挥作用。青霉素的发现与开发，为20世纪医学中的抗菌治疗奠定了重要基础。(fda.gov)
发现与临床开发
1928年，在伦敦圣玛丽医院工作的亚历山大·弗莱明观察到，污染葡萄球菌培养物的一种霉菌抑制了其周围细菌的生长。他研究了这种抗菌物质，将其命名为青霉素，并于1929年发表了研究结果。这一观察并未立即转化为实用药物：要从这种不稳定的物质中提取足够的量，并证实其治疗效果，还需要进一步研究。(acs.org)
在牛津大学，霍华德·弗洛里、恩斯特·鲍里斯·钱恩、诺曼·希特利、爱德华·亚伯拉罕及其同事开发了纯化方法，并开展了青霉素的实验研究。他们的工作促成了1941年的临床治疗应用。早期供应极为有限，生产足够用于持续治疗的青霉素成为一项重大的科学与工业挑战。(acs.org)
第二次世界大战期间，英国和美国的研究人员、政府实验室及制药企业扩大了青霉素的生产。通过改良霉菌菌株、培养基和液体深层发酵技术，供应量得以大幅增加。1945年，弗莱明、钱恩和弗洛里因发现青霉素及其对感染性疾病的治疗作用，共同获得诺贝尔生理学或医学奖。(acs.org)
化学结构与作用机制
青霉素具有一个β-内酰胺环，与一个含硫的五元噻唑烷环稠合。所连接侧链的差异，使青霉素家族中的各个成员有所区别。这个共有的环系是其抗菌活性的关键。(fda.gov)
青霉素的主要靶点是青霉素结合蛋白，即参与构建和维持肽聚糖的细菌酶。肽聚糖在细菌细胞壁中形成网状结构层。青霉素与敏感靶蛋白的活性位点形成共价键，从而抑制增强细胞壁强度的交联反应。这些过程受到干扰后，可导致细菌死亡，尤其是在细菌活跃生长时。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
这一机制使青霉素有别于抑制蛋白质合成或核酸相关过程的抗生素。不过，其疗效仍取决于微生物的敏感性、药物能否到达靶点，以及是否存在耐药机制；属于同一化学家族，并不意味着所有青霉素都具有相同的抗菌谱。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
主要类型与衍生物
青霉素G又称苄青霉素，用于注射制剂。其钠盐和钾盐可使药物较快进入全身循环。其他制剂具有不同的释放特性，因此，仅凭化学名称并不能完整确定某一制剂的临床特性。(dailymed.nlm.nih.gov)
青霉素V又称苯氧甲基青霉素，比青霉素G更不易被胃酸灭活，可供口服。两种药物均能抑制敏感细菌，但对产生青霉素酶的微生物，都不能保证有效。(dailymed.nlm.nih.gov)
半合成青霉素保留了青霉素母核，同时引入化学修饰。阿莫西林就是其中一种抗菌药物。萘夫西林是一种耐青霉素酶的衍生物，用于治疗对其敏感、且产生青霉素酶的葡萄球菌感染；它能抵抗这种酶的作用，并不意味着它对耐甲氧西林葡萄球菌有效。(dailymed.nlm.nih.gov)
一些制剂将青霉素类药物与β-内酰胺酶抑制剂配伍，例如氨苄西林–舒巴坦和哌拉西林–他唑巴坦。这些组合可对抗某些原本会使抗生素失活的细菌酶，但不能克服所有耐药机制。(accessdata.fda.gov)
临床应用与体内过程
青霉素G和青霉素V在治疗由敏感微生物引起的某些感染性疾病方面具有明确的作用，包括部分链球菌感染。青霉素G在治疗由梅毒螺旋体（Treponema pallidum）引起的梅毒时也具有核心地位。所用制剂取决于疾病的分期及表现。美国疾病控制与预防中心（CDC）的指南指出，非口服给药的青霉素G是唯一经证实对妊娠期梅毒有效的治疗药物。(dailymed.nlm.nih.gov)
青霉素G主要经肾脏排泄，肾功能受损可延长其在血液中的停留时间。正常情况下，进入脑脊液的药量有限，但脑膜发炎时会增加。这些药理特性有助于解释，为何给药途径和剂型是区分不同制剂的重要因素。(dailymed.nlm.nih.gov)
耐药性与不良反应
细菌对青霉素的抗生素耐药性涉及多种生物学机制。β-内酰胺酶可通过水解药物的β-内酰胺环，使其失活。青霉素结合蛋白发生改变可降低药物与其结合的能力，而细菌通透性或药物外排的变化，可减少到达靶点的药物量。因此，不能仅凭细菌所属的大类来推断其敏感性。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
不良反应包括胃肠道症状、皮疹和过敏反应，其中包括可能危及生命的严重过敏反应。青霉素G的全身暴露量过高可引起神经毒性，尤其是在肾功能受损者中。大量使用含钾制剂还可能引起电解质紊乱。(dailymed.nlm.nih.gov)
病历中记录有青霉素过敏，并不等于过敏已经确诊。CDC指南指出，青霉素过敏存在大量过度报告，并将免疫介导的超敏反应与不耐受及其他反应加以区分。临床评估可能包括详细询问病史、皮肤试验，以及在医疗监护下进行药物激发试验。此外，梅毒治疗后出现的、伴有发热的雅里施–赫克斯海默反应，是一种与治疗有关的反应，而不是对青霉素的过敏反应。(cdc.gov)