คาร์บาเพเนมและโมโนแบคแทม

คาร์บาเพเนมและโมโนแบคแทมเป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมสองชนิดย่อย คาร์บาเพเนมมีคาร์บอนแทนที่กำมะถันในวงแหวนปกติและมีสายโซ่ข้างทรานส์ไฮดรอกซีเอทิลที่โดดเด่น ทำให้มีฤทธิ์กว้างขวางและมีความคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทมหลายชนิด ส่วนโมโนแบคแทม ซึ่งมีแอซทรีโอนัมเป็นตัวอย่าง มีวงแหวนเบต้า-แลคแทมเดี่ยวที่ไม่มีวงแหวนที่สองเชื่อมติด และออกฤทธิ์เฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแกรมลบที่ต้องการออกซิเจน

Definition

คาร์บาเพเนมเป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมแบบสองวงแหวนที่มีโครงสร้างคาร์บาเพเนม และมีฤทธิ์กว้างขวางและคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทม ส่วนโมโนแบคแทมเป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมแบบวงแหวนเดี่ยวที่ออกฤทธิ์หลักต่อแบคทีเรียแกรมลบที่ต้องการออกซิเจน ทั้งสองชนิดยับยั้งโปรตีนจับเพนิซิลลินผ่านกลไกเบต้า-แลคแทมร่วมกัน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมลักษณะโครงสร้างของคาร์บาเพเนมและโมโนแบคแทม พื้นฐานของฤทธิ์กว้างขวางและความคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทมของคาร์บาเพเนม การออกฤทธิ์เฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแกรมลบของโมโนแบคแทม และการเกิดภาวะดื้อยาที่เกิดจากคาร์บาเพเนเมส นี่คือภาพรวมเชิงอ้างอิงโดยไม่มีคำแนะนำในการสั่งยา

Core questions

• ลักษณะโครงสร้างใดที่ทำให้คาร์บาเพเนมมีฤทธิ์กว้างขวางและคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทม?
• เหตุใดฤทธิ์ของแอซทรีโอนัมจึงจำกัดอยู่เฉพาะแบคทีเรียแกรมลบที่ต้องการออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่?
• คาร์บาเพเนเมสคืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ?

Key concepts

• โครงสร้างคาร์บาเพเนม
• สายโซ่ข้างทรานส์ไฮดรอกซีเอทิล
• เบต้า-แลคแทมแบบวงแหวนเดี่ยว
• แอซทรีโอนัม
• ฤทธิ์กว้างขวาง
• ความคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทม
• คาร์บาเพเนเมส
• ยาสำรอง (ทางเลือกสุดท้าย)

Mechanisms

ทั้งสองชนิดย่อยยับยั้งโปรตีนจับเพนิซิลลินผ่านกลไกเบต้า-แลคแทมร่วมกัน การที่คาร์บาเพเนมมีคาร์บอนแทนที่กำมะถันในโครงสร้างเพนามและมีสายโซ่ข้างทรานส์ไฮดรอกซีเอทิล ทำให้มีความคงตัวผิดปกติจากการถูกไฮโดรไลซิสโดยเอนไซม์ซีรีนเบต้า-แลคแทมส่วนใหญ่ และมีฤทธิ์กว้างขวางครอบคลุมแบคทีเรียแกรมบวก แกรมลบ และแบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนหลายชนิด ซึ่งทำให้เป็นยาสำรองที่สำคัญ (Papp-Wallace et al., 2011; Bush & Bradford, 2016) โมโนแบคแทมไม่มีวงแหวนที่สองเชื่อมติด แอซทรีโอนัมจับกับ PBP3 ของแบคทีเรียแกรมลบที่ต้องการออกซิเจนเป็นหลัก ซึ่งอธิบายถึงฤทธิ์ที่แคบและความคงตัวต่อเอนไซม์เบต้า-แลคแทมหลายชนิด ในขณะที่ยังคงรักษาจุลชีพแกรมบวกและแบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนส่วนใหญ่ไว้ การดื้อต่อคาร์บาเพเนมส่วนใหญ่เกิดจากเอนไซม์คาร์บาเพเนเมส ซึ่งรวมถึงซีรีนคาร์บาเพเนเมส (เช่น KPC) และเมทัลโล-เบต้า-แลคแทมเมส (เช่น NDM-1) ซึ่งมักจะรวมกับการสูญเสียพอริน (Walsh et al., 2011; Bush & Bradford, 2016)

Clinical relevance

คาร์บาเพเนมเป็นยาปฏิชีวนะกลุ่มเบต้า-แลคแทมที่เป็นทางเลือกสุดท้ายสำหรับการติดเชื้อรุนแรง และโมโนแบคแทมแสดงให้เห็นว่าเบต้า-แลคแทมแบบวงแหวนเดี่ยวสามารถมีฤทธิ์เฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแกรมลบได้อย่างไร ทั้งสองชนิดมีความสำคัญต่อการสอนเรื่องการใช้ยาต้านจุลชีพอย่างสมเหตุสมผลและการดื้อยา บทความนี้อธิบายถึงประเภทของยาเพื่อการศึกษาและไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับปริมาณยาหรือคำแนะนำในการรักษา

Epidemiology

การแพร่กระจายของ Enterobacterales ที่ผลิตคาร์บาเพเนเมสเป็นข้อกังวลหลักระดับโลกเกี่ยวกับการดื้อยา กรอบ ESKAPE ของ IDSA ได้เน้นย้ำถึงเชื้อโรคแกรมลบที่ดื้อคาร์บาเพเนมว่าเป็นช่องว่างที่ต้องให้ความสำคัญ (Boucher et al., 2009) และการแพร่กระจายทั่วโลกของเมทัลโล-เบต้า-แลคแทมเมส เช่น NDM-1 ได้เน้นย้ำว่าการดื้อคาร์บาเพเนมสามารถแพร่กระจายข้ามภูมิภาคได้อย่างรวดเร็วเพียงใด (Walsh et al., 2011)

Evidence & guidelines

การใช้และการรายงานคาร์บาเพเนมและโมโนแบคแทมอาศัยการทดสอบความไวและจุดตัดมาตรฐานจากหน่วยงานต่างๆ เช่น EUCAST และ CLSI และการเฝ้าระวังระบาดวิทยาของคาร์บาเพเนเมสเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับลำดับความสำคัญในการจัดการยาต้านจุลชีพ ภาพรวมนี้สรุปคุณสมบัติของยาแต่ละประเภทมากกว่าแนวทางปฏิบัติเฉพาะใดๆ

History

คาร์บาเพเนมมีต้นกำเนิดมาจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติไทเอนามัยซิน ซึ่งความไม่คงตัวของมันนำไปสู่การพัฒนาอิมิเพเนมและต่อมาคือยาที่มีความคงตัวมากขึ้น เช่น เมโรเพเนม (Papp-Wallace et al., 2011) โมโนแบคแทมได้รับการพัฒนาขึ้นจากโครงสร้างเบต้า-แลคแทมแบบวงแหวนเดี่ยวที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ทำให้ได้แอซทรีโอนัมซึ่งเป็นยาที่ออกฤทธิ์เฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแกรมลบ ภายในไม่กี่ทศวรรษ คาร์บาเพเนเมส ซึ่งรวมถึง KPC และเอนไซม์เมทัลโล-เอนไซม์ NDM-1 ได้เกิดขึ้นและแพร่กระจาย ทำให้สถานะยาสำรองของคาร์บาเพเนมลดลง (Walsh et al., 2011)

Key figures

• Krisztina Papp-Wallace
• Robert Bonomo
• Helen Boucher
• Timothy Walsh

Seminal works

• papp-wallace-2011
• walsh-2011-ndm

Frequently asked questions

เหตุใดคาร์บาเพเนมจึงมักถูกอธิบายว่าเป็นยาปฏิชีวนะสำรองที่มีฤทธิ์กว้างขวาง?

โครงสร้างคาร์บาเพเนมและสายโซ่ข้างของมันทำให้มีความคงตัวต่อเอนไซม์ซีรีนเบต้า-แลคแทมส่วนใหญ่ และออกฤทธิ์ต่อแบคทีเรียได้หลากหลายชนิด ดังนั้นจึงมักถูกเก็บไว้เป็นยาสำรองสำหรับการติดเชื้อที่รุนแรงหรือดื้อยา

แอซทรีโอนัมแตกต่างจากเบต้า-แลคแทมชนิดอื่นอย่างไร?

แอซทรีโอนัมเป็นโมโนแบคแทมที่มีวงแหวนเบต้า-แลคแทมเพียงวงเดียว ออกฤทธิ์เฉพาะเจาะจงต่อแบคทีเรียแกรมลบที่ต้องการออกซิเจน และไม่มีฤทธิ์ที่มีนัยสำคัญต่อจุลชีพแกรมบวกและแบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจน