ยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทม
ยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมเป็นยาต้านแบคทีเรียกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยมีลักษณะเฉพาะคือวงแหวนเบต้า-แลคแทมสี่สมาชิกที่เลียนแบบปลายเปปไทด์ของเพปทิโดไกลแคน กลุ่มนี้ประกอบด้วยเพนิซิลลิน เซฟาโลสปอริน คาร์บาเพเนม และโมโนแบคแทม ซึ่งทั้งหมดนี้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียโดยการยับยั้งขั้นตอนการเชื่อมโยงข้ามของการสังเคราะห์ผนังเซลล์
Definition
ยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมเป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีวงแหวนเบต้า-แลคแทม ซึ่งยับยั้งการสังเคราะห์ผนังเซลล์ของแบคทีเรียโดยการอะซิเลชันบริเวณออกฤทธิ์ของโปรตีนจับเพนิซิลลิน (ทรานสเปปติเดสที่เชื่อมโยงข้ามเพปทิโดไกลแคน)
Scope
เนื้อหานี้ครอบคลุมกลไกการออกฤทธิ์ร่วมกันของยาเบต้า-แลคแทม โครงสร้างย่อยหลัก เส้นทางการดื้อยาหลักของแบคทีเรียผ่านเอนไซม์เบต้า-แลคแทมเมสและโปรตีนจับเพนิซิลลินที่เปลี่ยนแปลงไป และบทบาทของสารยับยั้งเบต้า-แลคแทมเมส โดยถือว่ากลุ่มนี้เป็นหัวข้อทางระเบียบวิธีวิทยาและจุลชีววิทยา และไม่มีคำแนะนำเกี่ยวกับการให้ยาหรือการสั่งยา
Core questions
- วงแหวนเบต้า-แลคแทมยับยั้งโปรตีนจับเพนิซิลลินได้อย่างไร?
- อะไรคือสิ่งที่ทำให้กลุ่มย่อยเพนิซิลลิน เซฟาโลสปอริน คาร์บาเพเนม และโมโนแบคแทมแตกต่างกัน?
- เบต้า-แลคแทมเมสและโปรตีนจับเพนิซิลลินที่ถูกดัดแปลงทำให้เกิดการดื้อยาได้อย่างไร?
- สารยับยั้งเบต้า-แลคแทมเมสมีบทบาทอย่างไรในการฟื้นฟูการออกฤทธิ์?
Key concepts
- วงแหวนเบต้า-แลคแทม
- โปรตีนจับเพนิซิลลิน (PBPs)
- ทรานสเปปติเดชันและการเชื่อมโยงข้ามเพปทิโดไกลแคน
- เพนิซิลลิน, เซฟาโลสปอริน, คาร์บาเพเนม, โมโนแบคแทม
- เบต้า-แลคแทมเมส (รวมถึงชนิดสเปกตรัมกว้างและคาร์บาเพเนมเมส)
- สารยับยั้งเบต้า-แลคแทมเมส
- การดื้อต่อเมทิซิลลินผ่าน PBP2a (mecA)
Mechanisms
ยาเบต้า-แลคแทมเป็นสารอะนาล็อกเชิงโครงสร้างของปลาย D-อะลานิล-D-อะลานีนของสารตั้งต้นเพปทิโดไกลแคน โดยจะอะซิเลชันซีรีนบริเวณออกฤทธิ์ของโปรตีนจับเพนิซิลลิน (PBPs) ซึ่งเป็นทรานสเปปติเดสที่เชื่อมโยงข้ามสายไกลแคนที่อยู่ติดกัน หยุดการเจริญเติบโตของผนังเซลล์และกระตุ้นการสลายตัวเอง (Bush & Bradford, 2016) กลไกการดื้อยาที่เด่นคือเอนไซม์: เบต้า-แลคแทมเมสจะไฮโดรไลซ์วงแหวนเบต้า-แลคแทมก่อนที่จะไปถึงเป้าหมาย และเอนไซม์เหล่านี้มีตั้งแต่เพนิซิลลินเนสแบบสเปกตรัมแคบไปจนถึงเบต้า-แลคแทมเมสแบบสเปกตรัมกว้างและคาร์บาเพเนมเมส สารยับยั้งเบต้า-แลคแทมเมส เช่น คลาวูลานิกแอซิด ทาโซแบคแทม และอะวิแบคแทม จะปกป้องยาปฏิชีวนะคู่ร่วมโดยการยับยั้งเอนไซม์เหล่านี้ (van Duin & Bonomo, 2016) เส้นทางที่สองคือการเปลี่ยนแปลงเป้าหมาย: ในเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมทิซิลลิน ยีน mecA จะเข้ารหัส PBP2a ซึ่งเป็นโปรตีนจับเพนิซิลลินที่มีความสัมพันธ์ต่ำต่อยาเบต้า-แลคแทมส่วนใหญ่ (David & Daum, 2010)
Clinical relevance
ยาเบต้า-แลคแทมมีความสำคัญต่อการรักษาการติดเชื้อแบคทีเรียหลายชนิด และการดื้อยาในกลุ่มนี้ — เบต้า-แลคแทมเมสแบบสเปกตรัมกว้าง คาร์บาเพเนมเมส และการดื้อต่อเมทิซิลลิน — เป็นปัญหาสำคัญในจุลชีววิทยาคลินิก เนื้อหานี้อธิบายว่ายาและกลไกการดื้อยาทำงานอย่างไรเพื่อการศึกษา ไม่ใช่คู่มือสำหรับการเลือกหรือการให้ยาบำบัด
Epidemiology
เชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมทิซิลลิน ทั้งที่เกี่ยวข้องกับการดูแลสุขภาพและที่เกี่ยวข้องกับชุมชน เป็นหนึ่งในเชื้อก่อโรคที่ดื้อต่อเบต้า-แลคแทมที่ได้รับการศึกษามากที่สุด (David & Daum, 2010) ในขณะที่ Enterobacterales ที่ผลิตเบต้า-แลคแทมเมสแบบสเปกตรัมกว้างและคาร์บาเพเนมเมสได้ผลักดันการพัฒนาสารยับยั้งชนิดใหม่ๆ (van Duin & Bonomo, 2016)
History
การออกฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของเพนิซิลลินได้รับการรายงานโดย Alexander Fleming ในปี 1929 และการพัฒนาทางคลินิกในช่วงทศวรรษ 1940 ได้เริ่มต้นยุคของยาปฏิชีวนะ การสังเคราะห์สารกึ่งสังเคราะห์ในภายหลังได้ผลิตเซฟาโลสปอริน คาร์บาเพเนม และโมโนแบคแทม ในขณะที่การแพร่กระจายของเบต้า-แลคแทมเมสพร้อมกันได้กระตุ้นให้มีการนำสารยับยั้งเบต้า-แลคแทมเมสและสารยับยั้งรุ่นต่อๆ ไปมาใช้ (Fleming, 1929; Bush & Bradford, 2016)
Key figures
- Alexander Fleming
- Karen Bush
- Patricia A. Bradford
Related topics
Seminal works
- bush-bradford-2016
- david-daum-2010
Frequently asked questions
- ทำไมยาเบต้า-แลคแทมจึงมีพิษต่อแบคทีเรียแบบจำเพาะเจาะจง?
- เป้าหมายของยาคือผนังเซลล์เพปทิโดไกลแคนและโปรตีนจับเพนิซิลลินที่สร้างผนังเซลล์นั้น มีอยู่ในแบคทีเรียแต่ไม่มีในเซลล์มนุษย์ ดังนั้นยาจึงสามารถรบกวนการสังเคราะห์ผนังเซลล์ของแบคทีเรียโดยมีผลกระทบต่อเนื้อเยื่อของโฮสต์ค่อนข้างน้อย
- เบต้า-แลคแทมเมสคืออะไร?
- เอนไซม์ของแบคทีเรียที่ไฮโดรไลซ์วงแหวนเบต้า-แลคแทม ทำให้ยาปฏิชีวนะไม่ทำงานก่อนที่จะจับกับเป้าหมาย บางชนิด เช่น เบต้า-แลคแทมเมสแบบสเปกตรัมกว้างและคาร์บาเพเนมเมส สามารถทำให้ยาเบต้า-แลคแทมหลากหลายชนิดไม่ทำงานได้