पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन

पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन दो सबसे पुराने और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले बीटा-लैक्टम उपवर्ग हैं। पेनिसिलिन एक पेनाम न्यूक्लियस (एक बीटा-लैक्टम रिंग जो एक पांच-सदस्यीय थायाज़ोलिडीन से जुड़ी होती है) पर आधारित होते हैं, जबकि सेफलोस्पोरिन एक सेफेम न्यूक्लियस (बीटा-लैक्टम जो एक छह-सदस्यीय डाइहाइड्रोथायज़ीन से जुड़ा होता है) पर आधारित होते हैं। साइड-चेन संशोधनों ने क्रमिक परिवारों का उत्पादन किया है जो जीवाणुरोधी स्पेक्ट्रम और बीटा-लैक्टामेज़ के प्रति स्थिरता में भिन्न होते हैं।

Definition

पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन बीटा-लैक्टम एंटीबायोटिक्स हैं जो कोशिका-भित्ति ट्रांसपेप्टिडेज़ तंत्र को साझा करते हैं लेकिन उनके जुड़े हुए रिंग सिस्टम - पेनिसिलिन के लिए पेनाम, सेफलोस्पोरिन के लिए सेफेम - और साइड चेन द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं जो उनके स्पेक्ट्रम और एंजाइमी स्थिरता को समायोजित करते हैं।

Scope

यह विषय पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन की मूल संरचनाओं, साइड-चेन रसायन विज्ञान उनके स्पेक्ट्रम और बीटा-लैक्टामेज़ स्थिरता को कैसे आकार देता है, सेफलोस्पोरिन पीढ़ियों के पीछे का तर्क, और उन्हें प्रभावित करने वाले प्रमुख प्रतिरोध तंत्रों को शामिल करता है। यह एक संदर्भ अवलोकन है और खुराक या चिकित्सीय सिफारिशें प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• पेनाम और सेफेम न्यूक्लियस संरचनात्मक रूप से कैसे भिन्न होते हैं?
• सेफलोस्पोरिन पीढ़ियों की अवधारणा क्या वर्णन करती है?
• साइड-चेन संशोधन स्पेक्ट्रम और बीटा-लैक्टामेज़ स्थिरता को कैसे बदलते हैं?

Key concepts

• पेनाम न्यूक्लियस
• सेफेम न्यूक्लियस
• 6-एमिनोपेनिसिलैनिक एसिड (6-एपीए)
• 7-एमिनोसेफलोस्पोरैनिक एसिड (7-एसीए)
• अर्ध-संश्लेषित साइड चेन
• सेफलोस्पोरिन पीढ़ियां
• पेनिसिलिनेज़ स्थिरता
• पीबीपी2ए और मेथिसिलिन प्रतिरोध

Mechanisms

दोनों उपवर्ग साझा बीटा-लैक्टम तंत्र के माध्यम से कार्य करते हैं - पेनिसिलिन-बाइंडिंग प्रोटीन ट्रांसपेप्टिडेज़ का एसिलेशन और पेप्टिडोग्लाइकन क्रॉस-लिंकिंग का विघटन। उनके औषधीय अंतर न्यूक्लियस के आसपास के रसायन विज्ञान से आते हैं: प्राकृतिक पेनिसिलिन गैस्ट्रिक एसिड और स्टैफिलोकोकल पेनिसिलिनेज़ द्वारा निम्नीकृत होते हैं, जबकि अर्ध-संश्लेषित साइड चेन ने एसिड-स्थिर, पेनिसिलिनेज़-स्थिर (एंटी-स्टैफिलोकोकल), और व्यापक-स्पेक्ट्रम पेनिसिलिन का उत्पादन किया। सेफेम न्यूक्लियस पर दो साइड-चेन स्थितियों में भिन्नता वाले सेफलोस्पोरिन को पीढ़ियों में समूहीकृत किया जाता है जो व्यापक रूप से ग्राम-पॉजिटिव से विस्तारित ग्राम-नेगेटिव कवरेज और कई बीटा-लैक्टामेज़ के प्रति अधिक स्थिरता की ओर बढ़ते हैं (बुश और ब्रैडफोर्ड, 2016)। प्रतिरोध बीटा-लैक्टामेज़ से उत्पन्न होता है जो इन एजेंटों को हाइड्रोलाइज़ करते हैं और परिवर्तित पीबीपी से - विशेष रूप से पीबीपी2ए, कम-आत्मीयता वाला ट्रांसपेप्टिडेज़ जो स्टैफिलोकोकी में मेथिसिलिन प्रतिरोध प्रदान करता है (फिशर और मोबाशरी, 2016; डेविड और डौम, 2010)।

Clinical relevance

पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन दर्शाते हैं कि एक ही मचान का रासायनिक संशोधन जीवाणुरोधी स्पेक्ट्रम का विस्तार और पुनर्गठन कैसे करता है, और वे बीटा-लैक्टम फार्माकोलॉजी, अतिसंवेदनशीलता और प्रतिरोध को पढ़ाने के लिए संदर्भ एजेंट हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक अभिविन्यास के लिए वर्गों का वर्णन करती है और दवा चयन, खुराक या एलर्जी प्रबंधन के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।

Epidemiology

ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव रोगजनकों के बीच प्रतिरोध ने इन दवाओं की नैदानिक भूमिका को बार-बार नया आकार दिया है: स्टैफिलोकोकल पेनिसिलिनेज़ ने कई स्टैफिलोकोकी के खिलाफ शुरुआती पेनिसिलिन को अप्रभावी बना दिया, और पीबीपी2ए के अधिग्रहण से मेथिसिलिन-प्रतिरोधी स्टैफिलोकोकस ऑरियस का उत्पादन हुआ, जो एक प्रमुख नोसोकोमियल और सामुदायिक रोगजनक है (डेविड और डौम, 2010)। विस्तारित-स्पेक्ट्रम बीटा-लैक्टामेज़ इसी तरह ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में कई सेफलोस्पोरिन को प्रभावित करते हैं (बुश और ब्रैडफोर्ड, 2016)।

Evidence & guidelines

इन एजेंटों का चयन और रिपोर्टिंग EUCAST और CLSI जैसे संगठनों द्वारा बनाए गए मानकीकृत संवेदनशीलता परीक्षण और ब्रेकपॉइंट पर आधारित है; यह अवलोकन किसी विशेष उपचार दिशानिर्देश को दोहराने के बजाय संरचना-स्पेक्ट्रम संबंधों को सारांशित करता है।

History

पेनिसिलिन नैदानिक उपयोग में पहला बीटा-लैक्टम था, लेकिन अब्राहम और चेन (1940) ने जल्द ही एक जीवाणु पेनिसिलिनेज़ का वर्णन किया, और स्टैफिलोकोकल पेनिसिलिनेज़ ने बाद में इसकी गतिविधि को कम कर दिया। पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन न्यूक्लियस (6-एपीए और 7-एसीए) के अलगाव ने अर्ध-संश्लेषित रसायन विज्ञान को सक्षम किया, जिससे एसिड- और पेनिसिलिनेज़-स्थिर पेनिसिलिन और व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ क्रमिक सेफलोस्पोरिन पीढ़ियों का उत्पादन हुआ (बुश और ब्रैडफोर्ड, 2016)।

Key figures

• Ernst Chain
• Edward Abraham
• Karen Bush

Seminal works

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

Frequently asked questions

पेनिसिलिन और सेफलोस्पोरिन के बीच संरचनात्मक अंतर क्या है?

पेनिसिलिन में एक बीटा-लैक्टम रिंग होती है जो एक पांच-सदस्यीय थायाज़ोलिडीन रिंग (पेनाम न्यूक्लियस) से जुड़ी होती है; सेफलोस्पोरिन में यह एक छह-सदस्यीय डाइहाइड्रोथायज़ीन रिंग (सेफेम न्यूक्लियस) से जुड़ी होती है।

सेफलोस्पोरिन पीढ़ियों का क्या अर्थ है?

यह एक समूहीकरण है जो क्रमिक रूप से विकसित सेफलोस्पोरिन में बदलते जीवाणुरोधी स्पेक्ट्रम और बीटा-लैक्टामेज़ स्थिरता को व्यापक रूप से ट्रैक करता है; यह योजना वर्णनात्मक है और अपने आप में नैदानिक उपयोग को निर्धारित नहीं करती है।