抗菌薬と薬剤耐性
抗菌薬は、細菌を殺すかその増殖を阻害する化学物質であり、細胞壁、リボソーム、核酸合成、代謝経路といった細胞標的によって分類されます。この分野では、主要な抗菌薬クラスと、それに対応する抗生物質耐性現象、すなわち細菌がこれらの薬剤を回避する遺伝的・生化学的手段、および感受性を測定するために用いられる検査方法について概説します。
Definition
抗菌薬（抗細菌薬）とは、体内で達成可能な濃度で、選択的に細菌を阻害または殺滅する物質です。抗生物質耐性とは、通常であれば細菌の増殖を抑制する薬剤濃度下で、細菌集団が増殖できる遺伝的な能力を指します。
Scope
この分野では、主要な抗菌薬クラス（β-ラクタム系、タンパク質合成阻害薬、フルオロキノロン系など）、細菌が耐性を獲得するメカニズム、および検査結果を臨床的解釈に結びつける感受性試験方法について読者に説明します。これは、これらの薬剤がどのように作用し、耐性がどのように発生するかについての参照および教育的な概要であり、処方や治療に関する情報源ではありません。
Sub-topics
Core questions
- 各主要抗菌薬クラスはどの細胞標的に作用し、その効果は殺菌的か静菌的か？
- 細菌はどのような生化学的および遺伝的経路によって各クラスに耐性を持つようになるのか？
- 細菌の感受性は検査室でどのように測定され、感受性、中間、または耐性のカテゴリーにどのように変換されるのか？
- 薬剤耐性の世界的な規模と臨床的意義は何か？
Key concepts
- 選択毒性
- 殺菌活性と静菌活性
- 薬剤標的（細胞壁、リボソーム、DNAジャイレース、葉酸経路）
- 最小発育阻止濃度（MIC）
- 内因性耐性と獲得耐性
- 水平遺伝子伝達と可動遺伝因子
- ESKAPE病原体
- 抗菌薬適正使用
Mechanisms
抗菌薬クラスは標的によって分類されます。β-ラクタム系は細胞壁のペプチドグリカン架橋を阻害し、タンパク質合成阻害薬（マクロライド系、テトラサイクリン系、アミノグリコシド系、オキサゾリジノン系）は細菌のリボソームに結合します。フルオロキノロン系はDNAジャイレースとトポイソメラーゼIVを阻害し、その他のクラスは葉酸合成や膜の完全性を阻害します。耐性は、薬剤の酵素的分解、標的の修飾または保護、取り込みの減少、能動的排出といった限られた戦略のレパートリーを通じて発生し、これらは染色体変異、またはプラスミド、トランスポゾン、インテグロン上の水平伝達によって獲得された遺伝子によってコードされています（Blair et al., 2015; Alekshun & Levy, 2007）。感受性試験では、最小発育阻止濃度（MIC）またはそれに相当する値を測定し、ブレイクポイントを適用して臨床反応を予測します（Jorgensen & Ferraro, 2009）。
Clinical relevance
抗菌薬と、それらを無効化する耐性に関する理解は、検査室が感受性結果を報告する方法、および臨床医や抗菌薬適正使用プログラムがそれらの報告を解釈する方法の基礎となります。この項目では、理解と学習のために、これらのプロセスの背後にある科学について記述しており、投薬量、レジメン選択、または個別の治療ガイダンスを提供するものではありません。
Epidemiology
薬剤耐性は、世界の主要な健康問題です。ある系統的分析では、2019年に細菌性AMRが世界中で約495万人の死亡に関連し、約127万人の死亡に直接起因すると推定されています（Murray et al., 2022）。ESKAPEという頭字語でまとめられる少数の多剤耐性菌は、治療困難な感染症の不均衡な割合を占めています（Boucher et al., 2009）。
History
抗菌薬の治療時代は、サルファ剤と1940年代のペニシリンの臨床導入によって幕を開け、20世紀半ばにかけて新しいクラスの薬剤が次々と登場しました。各薬剤が導入されるとほぼ同時に耐性が観察され、新しいクラスの発見の鈍化と耐性決定因子の拡散により、抗菌薬は有限で共有される資源として再認識されるようになりました（Boucher et al., 2009; Blair et al., 2015）。
Key figures
- Karen Bush
- Stuart B. Levy
- Laura J. V. Piddock
Related topics
Seminal works
- blair-2015
- alekshun-levy-2007
- murray-2022
Frequently asked questions
- 抗菌薬はどのように分類されますか？
- 最も一般的には、細胞壁合成、タンパク質合成、核酸合成、または代謝経路といった細胞標的によって分類され、次に化学構造、および細菌を殺す（殺菌性）か単に増殖を阻害する（静菌性）かによって分類されます。
- 薬剤耐性とは何ですか？
- 薬剤耐性とは、通常であれば細菌を阻害する薬剤濃度下で、細菌が生存し増殖できる遺伝的な能力のことです。これは、酵素による薬剤不活化、標的の改変、取り込みの減少、または排出によって生じ、しばしば可動遺伝因子によって細菌間で拡散します。