对造血系统的毒性反应是氯霉素的最严重的不良反应，临床表现为贫血，并可伴白细胞和血小板减少，偶可发生严重的、不可逆性再障。还可发生溶血性贫血、灰婴综合征、周围神经炎和视神经炎。过敏反应较少见。可致各种皮疹、日光性皮炎、血管神经性水肿。一般较轻，停药后可迅速好转。局部应用尚可致接触性皮炎。妊娠期，尤其是妊娠末期或分娩期及哺乳期不宜应用本品。
应用本品患者应经常和定期检查周围全血象，长疗程治疗者尚需查网织细胞计数，必要时作骨髓检查，以便及时发现与剂量有关的可逆性骨髓抑制，但全血象检查无助于通常在治疗完成后发生的再障的预测。长期应用可能引起视神经炎、共济失调，以及由于菌群失调而致的维生素缺乏和二重感染等。 消化道反应有恶心、呕吐、食欲不振、舌炎、口腔炎等。
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