پنیسیلینها و سفالوسپورینها
پنیسیلینها و سفالوسپورینها دو زیرگروه قدیمیترین و پرکاربردترین آنتیبیوتیکهای بتالاکتام هستند. پنیسیلینها بر پایه هسته پنام (یک حلقه بتالاکتام متصل به یک حلقه پنجعضوی تیازولیدین) ساخته شدهاند، در حالی که سفالوسپورینها بر پایه هسته سفم (بتالاکتام متصل به یک حلقه ششعضوی دیهیدروتیازین) ساخته شدهاند. تغییرات در زنجیره جانبی، خانوادههای متوالی را ایجاد کرده است که در طیف ضدباکتریایی و پایداری در برابر بتالاکتامازها متفاوت هستند.
Definition
پنیسیلینها و سفالوسپورینها آنتیبیوتیکهای بتالاکتام هستند که مکانیسم مشترک ترانسپپتیداز دیواره سلولی را دارند، اما با سیستمهای حلقوی متصل به هم — پنام برای پنیسیلینها، سفم برای سفالوسپورینها — و با زنجیرههای جانبی که طیف و پایداری آنزیمی آنها را تنظیم میکنند، متمایز میشوند.
Scope
این موضوع ساختارهای اصلی پنیسیلینها و سفالوسپورینها، چگونگی تأثیر شیمی زنجیره جانبی بر طیف و پایداری آنها در برابر بتالاکتاماز، منطق پشت نسلهای سفالوسپورین، و مکانیسمهای اصلی مقاومت مؤثر بر آنها را پوشش میدهد. این یک مرور کلی مرجع است و توصیههای دوز یا درمانی ارائه نمیدهد.
Core questions
- هستههای پنام و سفم از نظر ساختاری چه تفاوتی دارند؟
- مفهوم نسلهای سفالوسپورین چه چیزی را توصیف میکند؟
- تغییرات زنجیره جانبی چگونه طیف و پایداری بتالاکتاماز را تغییر میدهند؟
Key concepts
- هسته پنام
- هسته سفم
- 6-آمینوپنیسیلانیک اسید (6-APA)
- 7-آمینو سفالوسپورانیک اسید (7-ACA)
- زنجیرههای جانبی نیمهسنتزی
- نسلهای سفالوسپورین
- پایداری پنیسیلیناز
- PBP2a و مقاومت به متیسیلین
Mechanisms
هر دو زیرگروه از طریق مکانیسم مشترک بتالاکتام عمل میکنند — آسیلاسیون ترانسپپتیدازهای پروتئین متصلشونده به پنیسیلین (PBP) و اختلال در پیوند عرضی پپتیدوگلیکان. تفاوتهای فارماکولوژیک آنها از شیمی اطراف هسته ناشی میشود: پنیسیلینهای طبیعی توسط اسید معده و پنیسیلیناز استافیلوکوکی تجزیه میشوند، در حالی که زنجیرههای جانبی نیمهسنتزی، پنیسیلینهای مقاوم به اسید، مقاوم به پنیسیلیناز (ضد استافیلوکوکی) و با طیف وسیعتر را ایجاد کردند. سفالوسپورینها، که در دو موقعیت زنجیره جانبی روی هسته سفم متفاوت هستند، به نسلهایی گروهبندی میشوند که به طور کلی از پوشش گرم-مثبت به سمت پوشش گستردهتر گرم-منفی و پایداری بیشتر در برابر بسیاری از بتالاکتامازها گرایش دارند (Bush & Bradford, 2016). مقاومت ناشی از بتالاکتامازهایی است که این عوامل را هیدرولیز میکنند و از PBPs تغییریافته — به ویژه PBP2a، ترانسپپتیداز با میل ترکیبی پایین که مقاومت به متیسیلین را در استافیلوکوکها ایجاد میکند (Fisher & Mobashery, 2016; David & Daum, 2010).
Clinical relevance
پنیسیلینها و سفالوسپورینها نشان میدهند که چگونه اصلاح شیمیایی یک ساختار واحد، طیف ضدباکتریایی را گسترش و تغییر میدهد، و آنها عوامل مرجعی برای آموزش فارماکولوژی، حساسیت مفرط و مقاومت بتالاکتام هستند. این مدخل کلاسها را برای جهتگیری آموزشی توصیف میکند و راهنمایی برای انتخاب دارو، دوز یا مدیریت آلرژی نیست.
Epidemiology
مقاومت در میان پاتوژنهای گرم-مثبت و گرم-منفی بارها نقش بالینی این داروها را تغییر داده است: پنیسیلیناز استافیلوکوکی، پنیسیلین اولیه را در برابر بسیاری از استافیلوکوکها بیاثر کرد، و کسب PBP2a، استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متیسیلین (MRSA) را ایجاد کرد که یک پاتوژن اصلی بیمارستانی و جامعهای است (David & Daum, 2010). بتالاکتامازهای وسیعالطیف نیز به طور مشابه بسیاری از سفالوسپورینها را در باکتریهای گرم-منفی به خطر میاندازند (Bush & Bradford, 2016).
Evidence & guidelines
انتخاب و گزارش این عوامل بر اساس آزمایشهای استاندارد حساسیت و نقاط برش (breakpoints) است که توسط سازمانهایی مانند EUCAST و CLSI نگهداری میشوند؛ این مرور کلی به جای بازگویی هر دستورالعمل درمانی خاص، روابط ساختار-طیف را خلاصه میکند.
History
پنیسیلین اولین بتالاکتام مورد استفاده بالینی بود، اما آبراهام و چین (1940) به زودی یک پنیسیلیناز باکتریایی را توصیف کردند، و پنیسیلیناز استافیلوکوکی بعداً فعالیت آن را کاهش داد. جداسازی هستههای پنیسیلین و سفالوسپورین (6-APA و 7-ACA) شیمی نیمهسنتزی را امکانپذیر ساخت و پنیسیلینهای مقاوم به اسید و پنیسیلیناز و نسلهای متوالی سفالوسپورین با طیفهای گستردهتر را تولید کرد (Bush & Bradford, 2016).
Key figures
- Ernst Chain
- Edward Abraham
- Karen Bush
Related topics
Seminal works
- abraham-chain-1940
- bush-bradford-2016
Frequently asked questions
- تفاوت ساختاری بین پنیسیلینها و سفالوسپورینها چیست؟
- پنیسیلینها دارای یک حلقه بتالاکتام هستند که به یک حلقه پنجعضوی تیازولیدین (هسته پنام) متصل است؛ سفالوسپورینها آن را به یک حلقه ششعضوی دیهیدروتیازین (هسته سفم) متصل دارند.
- نسلهای سفالوسپورین به چه معناست؟
- آنها یک گروهبندی هستند که به طور کلی تغییر طیف ضدباکتریایی و پایداری بتالاکتاماز را در سفالوسپورینهای توسعهیافته متوالی دنبال میکند؛ این طرح توصیفی است و به خودی خود استفاده بالینی را دیکته نمیکند.