セファロスポリン

セファロスポリン

セファロスポリン（Cephalosporin）は、β-ラクタム系抗生物質の一種であり、セファマイシン類やオキサセフェム類とともにセフェム系抗生物質に分類されます。その特徴的な構造は、β-ラクタム環と結合したヘテロ六員環で構成されています。抗菌力や抗菌スペクトルの改善が進んできたおかげで、現在市場には多様なセフェム系抗生物質が存在し、消化管による吸収が良好で副作用が少ないため、医療現場での使用頻度も高まっています。ただし、耐性菌の発生は懸念されています。

歴史

セファロスポリンが最初に発見されたのは1948年、サルデーニャ島の排水溝から取り出されたCephalosporium acremoniumを用いたイタリア人科学者ジュゼッペ・ブロツによるものであり、彼はチフス菌に対する効果を持つ物質を探していました。1960年代にはイーライ・リリー社から市場に投入され、以降多くのバリエーションのセファロスポリンが開発されました。しかし、第一世代セフェムに対しては、βラクタム環を加水分解し失活させるグラム陰性菌由来のセファロスポリナーゼが課題となっています。

作用機序

セファロスポリンは、ペニシリンと同様の作用機序で細菌の細胞壁ペプチドグリカン合成に干渉します。この作用により、細胞膜が耐えられなくなり、通常は殺菌作用が得られることが多いペニシリンとは異なり、セファロスポリンでは細胞壁の変性を通じて細胞分裂を抑制する静菌作用が主です。ペニシリンが主にグラム陽性菌に効くのに対し、セファロスポリンは一部のグラム陰性菌にも効果があります。

特徴

セファロスポリンの原型であるセファロスポリンCは、ペニシリンGと比べて酸に対する安定性が高く、ペニシリン分解酵素に対してもある程度の耐性を持っています。1950年代にはペニシリンが主流でしたが、その酸に対する不安定さから注射剤以外の利用が難しく、院内用に限られていましたが、1960年代からは耐性菌の問題が発生し、ペニシリナーゼによる不活化を受けないセファロスポリンに置き換えられるようになりました。また、セファロスポリンはペニシリンショックのような重篤なアレルギーを起こしにくいことも特筆されます。

1980年代に入ると、セファロスポリンの使用は一層広がり、特に消化器感染や外科手術後の感染に対して広く利用され、感染治療薬としての地位を確立しました。

副作用

セファロスポリンの中には、チオテトラゾールを含み、これが体内で代謝されることから少量のアルコールでも酩酊感を引き起こすことがあります。また、ペニシリンアレルギーを持つ患者の一部（5〜15%）もセファロスポリンに対して感作されることがあります。加えて、偽膜性腸炎を起こしやすいことも知られており、これにはクリンダマイシンやセファロスポリンが関与する場合があります。

生合成

セファロスポリンの生合成は、ペニシリンの合成過程と似た点を持っており、ペニシリンNから進展します。ACVトリペプチドを起点に、酵素isopenicillin-N-synthetaseが働いてセファロスポリンが生成されます。ここでは、3位のアミノ側鎖のカルボン酸部分が各種酵素の作用により交換され、最終的にセファロスポリン類が生合成されます。

通常、セファロスポリンは世代によって分類され、第一世代、第二世代、第三世代、第四世代に分けられます。一般的には世代が進むほどグラム陰性菌への汎用性が高まる傾向がありますが、必ずしも全ての抗生物質の特性を明確に示すものではありません。

結論

セファロスポリンは抗生物質として幅広い種類と適応症を持つ薬剤であり、感染症治療において重要な役割を果たしています。しかし、耐性菌の問題を考慮し、医療現場での適切な使用が求められます。

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