البنسلينات والسيفالوسبورينات

البنسلينات والسيفالوسبورينات هما أقدم وأكثر الفئات الفرعية من المضادات الحيوية البيتا-لاكتامية استخدامًا. تُبنى البنسلينات على نواة البينام (حلقة بيتا-لاكتام مدمجة مع حلقة ثيازوليدين خماسية)، بينما تُبنى السيفالوسبورينات على نواة السيفيم (البيتا-لاكتام مدمجة مع ثنائي هيدروثيازين سداسي). وقد أنتجت التعديلات على السلاسل الجانبية عائلات متتالية تختلف في الطيف المضاد للبكتيريا والاستقرار تجاه إنزيمات البيتا-لاكتاماز.

Definition

البنسلينات والسيفالوسبورينات هي مضادات حيوية بيتا-لاكتامية تشترك في آلية عمل إنزيم ترانسبيبتيداز جدار الخلية ولكنها تتميز بأنظمة حلقاتها المدمجة — البينام للبنسلينات، والسيفيم للسيفالوسبورينات — وبالسلاسل الجانبية التي تضبط طيفها واستقرارها الإنزيمي.

Scope

يغطي هذا الموضوع الهياكل الأساسية للبنسلينات والسيفالوسبورينات، وكيف تشكل كيمياء السلسلة الجانبية طيفها واستقرارها تجاه البيتا-لاكتاماز، والأساس المنطقي وراء أجيال السيفالوسبورينات، وآليات المقاومة الرئيسية التي تؤثر عليها. إنه نظرة عامة مرجعية ولا يقدم توصيات للجرعات أو العلاج.

Core questions

• كيف تختلف نواتا البينام والسيفيم هيكليًا؟
• ماذا يصف مفهوم أجيال السيفالوسبورين؟
• كيف تغير تعديلات السلسلة الجانبية الطيف واستقرار البيتا-لاكتاماز؟

Key concepts

• نواة البينام
• نواة السيفيم
• حمض 6-أمينوبنسيلانيك (6-APA)
• حمض 7-أمينوسيفالوسبورانيك (7-ACA)
• سلاسل جانبية شبه اصطناعية
• أجيال السيفالوسبورين
• استقرار البنسليناز
• PBP2a ومقاومة الميثيسيلين

Mechanisms

تعمل كلتا الفئتين الفرعيتين من خلال آلية البيتا-لاكتام المشتركة — أستلة إنزيمات ترانسبيبتيداز البروتين الرابط للبنسلين (PBP) وتعطيل الارتباط المتقاطع للببتيدوغليكان. تنبع اختلافاتهم الدوائية من الكيمياء المحيطة بالنواة: تتحلل البنسلينات الطبيعية بواسطة حمض المعدة وبواسطة بنسليناز المكورات العنقودية، بينما أنتجت السلاسل الجانبية شبه الاصطناعية بنسلينات مستقرة للحمض، ومستقرة للبنسليناز (مضادة للمكورات العنقودية)، وذات طيف أوسع. تُصنف السيفالوسبورينات، التي تختلف في موقعين من السلسلة الجانبية على نواة السيفيم، إلى أجيال تتجه بشكل عام من تغطية البكتيريا إيجابية الجرام نحو تغطية موسعة للبكتيريا سلبية الجرام واستقرار أكبر للعديد من إنزيمات البيتا-لاكتاماز (بوش وبرادفورد، 2016). تنشأ المقاومة من إنزيمات البيتا-لاكتاماز التي تحلل هذه العوامل ومن بروتينات PBP المتغيرة — ولا سيما PBP2a، وهو إنزيم ترانسبيبتيداز منخفض الألفة يمنح مقاومة الميثيسيلين في المكورات العنقودية (فيشر وموباشيري، 2016؛ ديفيد وداوم، 2010).

Clinical relevance

توضح البنسلينات والسيفالوسبورينات كيف يؤدي التعديل الكيميائي لهيكل واحد إلى توسيع وإعادة تشكيل الطيف المضاد للبكتيريا، وهما عوامل مرجعية لتدريس علم الأدوية البيتا-لاكتامية، وفرط الحساسية، والمقاومة. يصف هذا المدخل الفئات للتوجيه التعليمي وليس دليلاً لاختيار الأدوية أو الجرعات أو إدارة الحساسية.

Epidemiology

لقد أعادت المقاومة بين مسببات الأمراض إيجابية الجرام وسلبية الجرام تشكيل الدور السريري لهذه الأدوية مرارًا وتكرارًا: جعل بنسليناز المكورات العنقودية البنسلين المبكر غير فعال ضد العديد من المكورات العنقودية، وأدى اكتساب PBP2a إلى إنتاج المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين، وهي مسببة رئيسية للأمراض المكتسبة من المستشفيات والمجتمع (ديفيد وداوم، 2010). وبالمثل، تؤثر إنزيمات البيتا-لاكتاماز واسعة الطيف على العديد من السيفالوسبورينات في البكتيريا سلبية الجرام (بوش وبرادفورد، 2016).

Evidence & guidelines

يعتمد اختيار هذه العوامل والإبلاغ عنها على اختبارات الحساسية المعيارية ونقاط القطع التي تحددها منظمات مثل EUCAST و CLSI؛ تلخص هذه النظرة العامة العلاقات بين التركيب والطيف بدلاً من إعادة صياغة أي إرشادات علاجية معينة.

History

كان البنسلين أول مضاد حيوي بيتا-لاكتامي يُستخدم سريريًا، لكن أبراهام وشين (1940) سرعان ما وصفا بنسليناز بكتيريًا، ثم أدى بنسليناز المكورات العنقودية لاحقًا إلى تآكل نشاطه. أتاح عزل نواتي البنسلين والسيفالوسبورين (6-APA و 7-ACA) الكيمياء شبه الاصطناعية، مما أنتج بنسلينات مستقرة للحمض ومستقرة للبنسليناز وأجيالًا متتالية من السيفالوسبورينات ذات أطياف متوسعة (بوش وبرادفورد، 2016).

Key figures

• Ernst Chain
• Edward Abraham
• Karen Bush

Seminal works

• abraham-chain-1940
• bush-bradford-2016

Frequently asked questions

ما هو الاختلاف الهيكلي بين البنسلينات والسيفالوسبورينات؟

تحتوي البنسلينات على حلقة بيتا-لاكتام مدمجة مع حلقة ثيازوليدين خماسية (نواة البينام)؛ بينما تحتوي السيفالوسبورينات على حلقة بيتا-لاكتام مدمجة مع حلقة ثنائي هيدروثيازين سداسية (نواة السيفيم).

ماذا تعني أجيال السيفالوسبورين؟

إنها تصنيف يتتبع بشكل عام الطيف المضاد للبكتيريا المتغير واستقرار البيتا-لاكتاماز عبر السيفالوسبورينات المطورة تباعًا؛ هذا المخطط وصفي ولا يملي بحد ذاته الاستخدام السريري.