抗生物質と抗菌作用

抗生物質およびその他の抗菌薬は、微生物の標的に対して選択的に作用し、その作用機序と耐性出現の理解は、医学と微生物学の両方にとって極めて重要である。

Definition

抗菌作用とは、化学物質による微生物の増殖阻害または殺滅であり、抗生物質とは、元来微生物に由来する抗菌化合物で、特定の微生物構造またはプロセスを標的とするものである。

Scope

このトピックでは、抗菌薬の主要なクラスと、細胞壁合成、タンパク質合成、核酸合成、膜機能など、それらが攻撃する細胞標的について扱う。また、選択毒性の概念、殺菌作用と静菌作用の区別、微生物由来抗生物質の発見、抗菌薬耐性のメカニズムと拡散についても取り上げる。本稿は、抗菌作用を微生物生理学を理解するための窓として扱い、臨床的ガイダンスとしては扱わない。

Core questions

• 抗菌薬はどのような細胞標的を攻撃するのか？
• 選択毒性とは何か、そしてなぜそれが重要なのか？
• 抗生物質は殺菌作用と静菌作用においてどのように異なるのか？
• 抗菌薬耐性はどのように発生し、広がるのか？

Key concepts

• 抗菌作用の標的
• 選択毒性
• 殺菌剤と静菌剤
• 微生物由来の抗生物質
• 抗菌薬耐性のメカニズム

Key theories

選択毒性

効果的な抗菌薬は、微生物と宿主細胞間の違いを利用し、微生物に特有またはより脆弱な構造やプロセスを標的とすることで、宿主を温存しつつ病原体に害を与えることができる。

Mechanisms

抗菌薬は、細胞壁合成、タンパク質合成、核酸合成、膜の完全性などの必須の微生物プロセスを阻害することによって作用し、微生物と宿主の間で異なる特徴を標的とすることで選択毒性を達成する。耐性は、標的を変化または保護する、薬剤を破壊または修飾する、あるいは細胞外に排出する遺伝的変化を通じて発達し、耐性遺伝子は水平遺伝子伝達によって細菌間で広がる。

Clinical relevance

抗菌薬は現代医学および微生物学の実践の基礎であり、耐性の出現と拡散は主要な科学的および公衆衛生上の懸念事項であるため、抗菌作用と耐性の研究は微生物がどのように制御されるかを理解する上で重要である。この資料は教育目的であり、治療の指針ではない。

History

パウル・エールリッヒの選択毒性の概念、アレクサンダー・フレミングによる1928年のペニシリンの発見、セルマン・ワクスマンによる土壌微生物からの抗生物質の系統的単離が抗生物質時代を切り開いた。その後の耐性の拡散は、これらの薬剤に対する微生物の進化的応答を明らかにした。

Key figures

• Alexander Fleming
• Selman Waksman
• Paul Ehrlich

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

選択毒性とはどういう意味ですか？

選択毒性とは、抗菌薬が宿主にほとんど損傷を与えることなく、微生物細胞に害を与える能力のことである。これは、微生物に特有であるか、宿主のものとは大きく異なる構造やプロセスを標的とすることによって達成される。