头孢菌素又称先锋霉素，是一类广谱半合成抗生素，第一个头孢菌素在20世纪60年代问世，目前上市品种已达60余种。产量占世界上抗生素产量的60%以上。头孢菌素与青霉素相比具有抗菌谱较广，耐青霉素酶，疗效高、毒性低，过敏反应少等优点，在抗感染治疗中占有十分重要的地位。头孢菌素已从第一代发展到第四代，其抗菌范围和抗菌活性也不断扩大和增强。需要指出的是，代的划分主要是根据产品问世年代的先后和药理性能的不同。这种分类并不表示第四代产品就比三代产品好，一、二代产品就属于淘汰产品，而是各有不同用途。
1、头孢菌素主要品种
从1964年礼莱公司上市第一个头孢菌素头孢噻吩以来，到目前为止，已上市品种达60余种。头孢菌素类已出现第一至第三代产品，第二代产品引入了肟基,提高了对β-内酰胺酶的稳定性。第三代头孢类提高了抗绿脓杆菌的活性，延长了半衰期，减轻了对肾的毒性。近年又出现了第四代头孢菌素。
第一代产品常用的有头孢氨苄（原称先锋4号）、头孢唑啉（原称先锋5号）和头孢拉定（原称先锋6号）。它们对革兰阳性菌具有良好的抗菌作用，对革兰阴性菌的作用稍差。头孢氨苄的抗菌作用稍弱，一般口服。用以治疗敏感菌引起的呼吸道、尿路及皮肤软组织感染。
头孢唑啉是注射剂，它的抗菌作用比头孢氨苄强，头孢拉定既有静脉点滴，也可口服，使用方便。头孢唑啉和头孢拉定的适应症与头孢氨苄基本相同。
第二代产品常用的有头孢呋辛（西力欣）、头孢西丁（美福仙）等。第二代头孢的抗菌谱比一代头孢广些，对革兰阳性菌的作用与一代头孢大致相当，而对革兰阴性菌的抗菌范围比一代头孢广，抗菌作用也强。比起一代头孢来，对肝肾的毒性也小些。根据这些特点，二代头孢多用在病原菌不太明确，不能肯定是革兰阳性菌还是革兰阴性菌，或者属于混合感染情况。
第三代产品常用的有头孢噻肟钠（凯福隆）、头孢哌酮钠（先锋必）、头孢他啶（复达欣）、头孢曲松（罗氏芬）等。口服的有头孢布烯（先力腾）、头孢克肟（世福素）等。三代头孢主要是对革兰阴性菌有很强的杀菌用。有的品种对绿脓杆菌等抵抗力很强的细菌也有强大的杀菌力，但对革兰阳性菌的作用却不如一、二代头孢。
第四代产品第四代头孢菌素是近年来开始应用于国外临床的新一代头孢菌素，与第三代头孢菌素相比，抗菌谱更广，抗菌活性更强，对细菌产生的β-内酰胺酶更稳定。目前尚未开始在国内应用，但估计很快就会应用于国内临床。第四代头孢菌素有头孢派姆(cefepime,CFP)即Maxisime、头孢克列定(cefaclidine)、头孢匹罗(cefpirome)及E1077等。
目前经国家批准临床应用的头孢类抗生素制剂品种有22种，其中只有8种我国可以生产原料药，但生产规模远不能满足制剂的需求，市场缺口较大，第三代头孢菌素仍需进口原料药分装制剂或直接进口制剂满足临床需求。
2、全球头孢菌素类抗生素中间体的生产现状
头孢菌素基本结构均为7-氨基头孢烷酸（7-ACA），具有β-内酰胺特征。头孢类抗生素又可分为以7-ADCA为母核和以7-ACA为母核的两大系列。前一系列为青霉素的深加工产品，其生产流程为青霉素工业盐――7-ADCA――半合成头孢菌素，主要产品有：头孢氨苄、头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢克罗、头孢他美脂等十几个品种；后一系列为头孢菌素的系列产品，其生产流程为头孢菌素Ｃ（锌盐或钠盐）――７-ACA――半合成头孢菌素，主要产品有头孢唑啉、头孢哌酮、头孢曲松、头孢他定、头孢噻肟、头孢呋辛脂、头孢地嗪等几十个品种。7-ADCA与7-ACA均被列入国家急需发展的重点医药中间体之中。
（1）国际、国内7-ADCA的生产情况
7-ADCA是一种重要的头孢类抗菌素半合成的中间体，在医药工业上用于合成头孢氨苄、头孢拉定和头孢羟氨苄等药物，这些药物都是市场用量较大的抗生素。由于这些药物的用量越来越大，而国内7-ADCA的合成技术尚不十分成熟，产量还很低，在产量和质量上无法满足国内的市场需求。
据了解，现在生产头孢氨苄的企业有华北制药(相关,行情)集团、山东新华制药(相关,行情)集团、东北制药厂、哈尔滨制药厂、上海第四制药厂、广东制药厂、江西景明制药集团；生产头孢拉定的企业有山东新华制药集团、上海第四制药厂；生产头孢羟氨苄的企业有山东新华制药集团、石家庄第一制药厂、上海第四制药厂、广东制药厂。估计全年7－ADCA的总需求量在550t左右，我国仅有河南、广东、浙江、黑龙江几个厂家生产7－ADCA，总产量约200t/a，而进口的数量比这要大得多。因此，7－ADCA的生产和应用存在很大的发展空间。
由于以7－ADCA合成的这几种药品具有抗菌谱广，毒副作用小，无过敏反应及可以口服等特点，其应用甚广。在口服头孢菌素类抗生素中，头孢氨苄在临床上应用最广，头孢拉定的抗菌作用同头孢氨苄大体相同，头孢羟氨苄比头孢氨苄稍强。据最新统计资料显示，在全国十大城市医院用药中，头孢氨苄的使用量排在头孢类抗生素用药的前三名。
（2）国际、国内头孢菌素及7-ACA的生产情况
全世界头孢菌素市场仍由早先开发的几家公司所控制，奥地利的Biochemie和意大利的Antibioticos是目前头孢菌素的主要生产公司，供应7-ACA世界需要量的1/2以上。7-ACA的产量决定于头孢菌素C的产量，80年代世界头孢菌素的年增长速度为30%，7-ACA的年均增长速度为25%。进入90年代后，7-ACA与头孢菌素原料药的年均增长速度保持在10%左右，预计这种速度可保持到到2005年左右。7-ACA与头孢菌素原料药的产量也将从目前的2000吨左右上升到3100吨。
鲁抗医药(相关,行情)是国内第一家形成头孢菌素C及7-ACA产业化生产能力的公司，目前已形成年产头孢菌素C245吨，7-ACA120吨的生产能力。其他规模较大的公司还有石药集团等、哈药集团(相关,行情)、齐鲁安替比奥等则是通过外购中间体7-ACA来合成头孢菌素原料药。随着国内7-ACA生产技术及半合成工艺技术的提高，中间体生产商将倾向于自我消化，形成完整的生产链，以提高产品的利润水平。
据估计，1999年7-ACA的国内需求量在500吨左右，国内原料药的的产量远不能满足制剂生产的需要，市场缺口在50%以上，头孢呋辛脂、头孢他美脂、头孢地嗪等原料药的生产国内还是空白。（参见表八、表九）3、全球头孢菌素类抗生素原料药及其制剂的生产现状及发展趋势
β-内酰胺类抗生素是临床使用最多、应用最广、品种最全、疗效最好和评价最高的一类抗生素，在抗感染药品中占据重要地位。从1986年至1992年间，世界销售额从73.8亿美元增加到144.4亿美元，年均增幅10.63%，占全球抗生素总销售的58.7％至78.3%。其中青霉素系列产品销售约占30%；头孢菌素系列产品约占70％。年均增幅分别为9.65%和15.4%。但1995年以后，无论是青霉素类还是头孢类销售均呈不同程度下跌，青霉素类1996年至1999年年均降幅为3.47％；头孢类年均降低13.78%，市场竞争激烈，价格猛跌，市场销售萎缩。
目前，国外制药公司的主要竞争策略有两点：一是进行一体化生产、既生产青霉素和头孢菌素原料药，又生产中间体及其半合成衍生物，实践证明这足最具有弹性和竞争力的。
吉斯特、Antibioticos、施贵宝和史克必成等公司都是朝着一体化生产方向发展，这些公司有很好的技术优势，因此生产成本极有希望与中国和印度的产品展开竞争、其次是通过合资企业等参股方式在全球扩张也相当普遍，它们通过与亚太和拉美国家的企业合资建厂得以顺利进入当地的医药市场。
4、我国头孢菌素类抗生素原料药及其制剂的生产现状与发展趋势起步低、发展快
我国头孢菌素类抗生素开发生产起步较晚，但发展迅速，从1991年以来，产量每年几乎翻一番。1999年，已能生产各种头孢原料药600吨左右、针剂12.64亿支、口服片剂及胶囊11.64亿粒。预计2000年原料药总量可达到900吨左右。
品种较少、结构不合理
我国从60年代开始研究开发头孢菌素，1970年试制成功第一个品种头孢噻吩，迄今为止，已研制成功11个品种，另有3个品种正在研究开发之中，近年实际在生产的品种有11个(其中头孢他定与头孢硫眯的产量很小)，仅为世界上市品种的20％。其中，口服品种5个，注射用品种6个；属第一代的产品6种，第三代的4种，第二代的1种。1999年第一代头孢氨苄、头孢唑啉与头孢拉定原料药的产量就占了头孢原料药607吨的84%，结构极不合理。第二代头孢菌素的良好而均衡的抗菌活性是第一代、第三代不能替代的。虽然每年也进口10多种头孢菌素，但进口数量仍以第一代为主，其次为第三代，第二代品种数量极少。
生产技术水平有待提高
我国头孢菌研究开发起步晚，再加上种种原因，前几年生产的头孢菌素技术水平远远低于国际，这年来由于多家厂（司）引进技术努力开发，所以水平大大提高。头孢氨苄和头孢唑啉收得率分别提高到近年的38％和56％；头孢拉定和羟氨苄头孢收得率也较高。上述几个品种的收得率接近国际水平，但有的品种则较低，个别品种与国际水平相比差距较大，有待继续提高。
我国主要原料药及制剂品种
头孢氨苄：本品原料药生产近年增长较快，从1996年的50吨猛增到1999年的204吨，预计今年产量与去年持平。国内主要厂家为山东新华、广州白云山、华北制药以及哈尔滨制药厂。
头孢唑啉：本品原料药也属生产增长较快的品种之一，产量从1996年的45吨猛增至1999年210吨，2000年预计头孢唑啉的原料药将会再翻一番，达到500吨左右，完全顶替进口，制剂量也会上升到6.5亿支左右
头孢拉定：近几年头孢拉定原料药生产一直快速增长。1999年生产95吨，今年可望达到200吨以上。
我国头孢菌素的销售状况
我国目前销售的头孢菌素以第一代为主。与老产品青霉素市场需求相比，头孢菌素类市况较好。从1999年全国十大城市典型医院的用药金额看，头孢菌素仍占抗感染药的首位，年销售额为98086万元，较1996年增长24.9%，占抗生素用药额的69%，在用药排序前50位的药品中，头孢菌素有17种。1999年十大城市典型医院全部药品购入总额约174407.5万元，同比增长22.01％，用药总额平均增长23.36％，头孢类提升21.4%，排在前50位药品中头孢菌素有12个。
国内头孢菌素市场，从品种上看多为进口药品所占领，国产品种在目前市场上占有一定份额的只有头孢氢苄、头孢唑啉、头孢拉定等少数品种。1999年国产头孢菌素只有11个品种，产量约600吨。占同期全球总产量13000吨的4.63％。
目前国内常用头孢菌素品种多达19种，但就药品结构而言，基础的常规药品多，高附加值的半合成药品少，粉针制剂多，口服制剂少，第一代、第三代的头孢类较多，第二代的头孢类很少，大部分靠进口弥补不足。1997年，进口10种原料药及制剂，价值约12159.4万美元，总量达428.9吨；1999年进口十种原料药，六种制剂价值约7229.5万美元，总量为359.2吨。近两年，由于国内半合抗生产技术的过关和生产规模的形成，如氨苄青霉素，阿莫西林，头孢氨苄，头孢唑啉，头孢拉定等原料基本顶替了进口，制剂价格也大大低于国外价格，使发达国家的进口成药也逐步退出了中国市场，但随之而来的是新的半合抗药品的进入，如头孢曲松，头孢呋辛，头孢环已烯，上述新一代头孢的销量，每种金额已超过亿美元，它也促进了国内对此类药品的开发和生产，其中以头孢曲松和头孢环己烯的产量和生产厂家增加较快。
结论无论从品种数量上看还是从总量之比看，国产头孢菌素均远落后于国际水平，尚有很大的发展空间。
各代头孢菌素的特点与对比
头孢类抗生素是临床常用的高效抗生素，其特点为抗菌谱较广，对厌氧菌有高效；引起变态反应一般比青霉素低，约为青霉素的１／４，特别是引起过敏性休克的病例比青霉素少，使用较安全；对及各种细菌产生的β－内酰胺酶，比多数半合成青霉素稳定；它的作用机制和青霉素类相同，也是阻碍转肽化作用，抑制细菌细胞壁的生成，以达到杀菌目的。依其对β－内酰胺酶的稳定性及其开发年代，可分为４类，即第一至第四代头孢菌素。
第一代头孢菌素为６０年代及７０年代初开发，耐青霉素酶，对革兰阳性菌包括耐青霉素的金葡菌相当有效。对革兰阴性产生的β－内酰胺酶的稳定性较差，仅对大肠杆菌、奇异杆菌、流感杆菌、伤寒杆菌和痢疾杆菌有一定活性。第一代头孢菌素的特点为，对革兰阳性菌包括耐青霉素Ｇ金葡菌较第二、第三代强；对各种β－内酰胺酶的稳定性远较第二、第三及第四代差；对肾脏具有一定毒性，与氨基甙与氨基甙类抗生素或强效利尿剂合用时会加剧其毒性作用。常用的有头孢氨苄、头孢唑啉、头孢拉定等。
第二代头孢菌素为７０年代中期开发。本类头孢菌素的抗菌活性及抗菌谱较第一代广，特别是抗革兰阴性菌的活性优于第一代，包括第一代无效的肠杆菌属、吲哚阳性变形菌属、嗜血流感杆菌和某些拟杆菌属等。第二代头孢菌素的特点为，对革兰阴性菌和多数肠杆菌属细菌同具相当活性；对各种β－内酰胺酶较稳定；对第三代耐药的雷极变形杆菌和普鲁威登菌均相当敏感；对肾脏毒性小；对绿脓杆菌无效。属此代的有：头孢呋辛钠、头孢孟多、头孢西丁、头孢替安、头孢克洛、头孢美唑等。
第三代头孢菌素系７０年代中期至８０年代初开发。本类头孢菌素性能稳定，作用时间长，不良反应较少，毒性也较低。本类头孢菌素的特点为，抗菌活性强，抗菌谱更广；对β－内酰胺酶稳定，对产生β－内酰胺酶的革兰阳性及阴性菌均有效；对绿脓杆菌、产碱杆产碱杆菌、沙雷菌和肺炎克雷白菌具有良好的抗菌作用，但对革兰阳性菌的活性不如第一代；有一定量能渗入炎症脑脊液中；对肾脏基本无毒性。比较常用的有头孢噻肟钠、头孢哌酮钠、头孢曲松、头孢他啶等。
第四代头孢菌素系８０年代中期后开发。本类头孢菌素对各种β－内酰胺酶高度稳定，对多数耐药菌株的活性超过第三代头孢菌素及氨基甙类抗生素。已用于临床的有头孢匹罗、头孢吡肟、头孢唑南等。
