抗菌薬のスペクトラムの覚え方

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ゴロ合わせ

抗菌薬のスペクトラム。なかなか覚えられない初学者の難関ですよね。

おおまかにでもわかるように記事にしてみました。

細菌側と抗菌薬側の2つの視点から見てみると理解が深まるかもしれません。しばしお付き合いください。

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細菌側から見てみる

細菌を性質によって分けてみると見通しがたちやすいかもしれません。

・グラム染色で染まる
・グラム染色で染まらない(非定型)
・緑膿菌(耐性菌)
・嫌気性菌
・らせん状

グラム染色で染まるということは、細胞壁があるということですので、細胞壁合成阻害のβラクタム系のペニシリン系やセフェム系が効きます。(後述します。)

グラム染色でそまらないということは、染まる細胞壁が無いか、宿主細胞の中に寄生しているかということになります。そのため脂溶性が高く細胞内へ入り込めるマクロライド系やテトラサイクリン系、ニューキノロン系を用います。

らせん状の菌はグラム陰性菌が多くペニシリンが効かないかと思いきや、外膜が薄いのかわかりませんがペニシリン系が効きます。脂質であるエンベロープに包まれているため、脂溶性のマクロライド系やテトラサイクリン系も効きます。

グラム陽性菌・陰性菌

まずグラム陽性なのか、陰性菌なのかを判断します。

次に大原則として、以下のことを押さえてください。

グラム陽性球菌→ペニシリン系
グラム陰性菌→セフェム系

セフェム系は正確にはセファロスポリン系とセファマイシン系に大別されますが、主に第○世代と言っているのはセファロスポリン系を指します。

グラム陰性菌にはポーリン(porin)という孔が開いています。ペニシリン系はここを通れませんが、セファロスポリン(Cephalosporin)は通れます。そのためグラム陰性菌にも効くと考えると覚えやすいのではないでしょうか。

もちろん、耐性菌は例外です。

非定型

細胞壁がない菌や細胞内寄生菌に対しては上記のペニシリン系やセフェム系といった細胞壁合成阻害系の抗菌薬は無効です。

そのため細胞膜を通過できる脂溶性の高い抗菌薬が適しています。

こちらの記事でも薬の性質とスペクトラムを繋げると覚えやすいです。
抗菌薬の組織移行性の覚え方〜脂溶性との関係〜
細胞壁がない&細胞内に寄生:マイコプラズマ
細胞内に寄生:リケッチア、クラミジア、レジオネラ、コクシエラ、バルトネラ、ブルセラ
脂溶性の高い抗菌薬:マクロライド系やテトラサイクリン系、ニューキノロン系
リケッチアにはテトラサイクリン系が1st。

緑膿菌

緑膿菌に効く抗菌薬は連想とゴロで覚えましょう。

緑→信号を連想→あとは黄色・赤色

ニューノロン
ミノグリコシド
ルバペネム
いずれも広域の抗菌薬という点から連想してもOKです。

残りのペニシリン系、セフェム系はゴロでどうぞ

ジジイをピペットでピムピム

セフタジジム
ピペラシリン
セフェピム

嫌気性菌

横隔膜の上と下で分けるといいみたいです。

上(口腔内):ペプトストレプトコッカス、プレボテラ、フソバクテリウム
下(腸管内):バクテロイデス、クロストリジウム

すみません、抗菌薬についてはゴロを作れていません。連想でいきましょう。

広域抗菌薬であるβラクタマーゼ阻害剤配合ペニシリンとカルバペネム系は、嫌気性菌にもスペクトラムをもちます。

分子の中に酸素原子Oをもつセフェム系(セフメタゾール・フロモキセフ)も酸素が嫌いな嫌気性菌に効きやすいと予想できます。名前からこじつけましょう。Cefmetazole、Flomoxef

クリンダマイシンとメトロニダゾールもO原子を持ちます。

横隔膜の上:クリンダマイシン
横隔膜の下:メトロニダゾール、βラクタマーゼ阻害薬配合ペニシリン、カルバペネム系、セフメタゾール

らせん状

スピロヘータ(梅毒、ライム病、レプトスピラ)にはペニシリン系やテトラサイクリン系が効きます。

カンピロバクターやヘリコバクター・ピロリはマクロライド系やペニシリン系が効きます。

細菌側からのまとめ

抗菌薬耐性菌の場合
グラム陽性菌ペニシリン系
第1世代セフェム系
MRSA:バンコマイシン
PRSP:第3世代セフェム系
VRE:リネゾリド
グラム陰性菌第2〜3世代セフェム系
βラクタマーゼ阻害薬配合ペニシリン
BLNAR:第3世代セフェム系
ESBL産生大腸菌:カルバペネム系
非定型テトラサイクリン系
マクロライド系
ニューキノロン系
緑膿菌ニューキノロン系
アミノグリコシド系
カルバペネム系
ピペラシリン(緑膿菌用ペニシリン)
セフタジジム・セフェピム
MDRP:アミノグリコシド系、βラクタム系、コリスチン
嫌気性菌リンコマイシン系
βラクタマーゼ阻害薬配合ペニシリン
カルバペネム系
セフメタゾール・フロモキセフ
メトロニダゾール
らせん状ペニシリン系
テトラサイクリン系
マクロライド系

耐性菌はひとまず置いておいて、菌と薬を対応させましょう。

抗菌薬側から見てみる

次に抗菌薬側から眺めてみましょう。

系統特徴・スペクトル
ペニシリン系グラム陽性菌・らせん状
セフェム系グラム陽性〜陰性菌(世代が進むごとに陰性もカバー)
(腸球菌、リステリアは無効)
カルバペネム系広域抗菌薬。ESBLやAmpCなどの耐性菌重症時
(腸球菌、MRSA、非定型は無効)
グリコペプチド系MRSA専用(静注)、偽膜性大腸炎(経口
アミノグリコシド系緑膿菌含むグラム陰性桿菌
マクロライド系非定型(マイコプラズマ、クラミジア)
グラム陽性菌(ペニシリンアレルギー時の代打)
テトラサイクリン系非定型(特にリケッチア)、スピロヘータ
ニューキノロン系緑膿菌+非定型
(嫌気性菌は無効)
リンコマイシン系嫌気性菌(横隔膜より
メトロニダゾール嫌気性菌(横隔膜より)・ピロリ菌の二次除菌
おおまかですが、それぞれの薬剤が何が得意なのかをまとめました。コツとしては、薬の性質とスペクトラムをリンクさせると覚えやすいです。

例えば、名前に「ライド」とか「サイクリン」と付くと環状構造を持ちます。それらの薬剤は炭素が多い=脂溶性が高く細胞膜を通過しやすいので細胞内寄生菌(非定型)に効きます。

ペニシリンとかバンコマイシンなどの細胞壁合成阻害の薬はグラム陽性菌に効きやすいです。そこから派生して作られた薬剤はどんどんグラム陰性菌にも効くように作られているのでスペクトラムがそちら寄りになっていたり。

下の記事を参考にしてください。

抗菌薬の系統の覚え方やゴロはコチラ
抗菌薬の系統・排泄経路・副作用の覚え方やゴロ

それぞれ見ていきましょう。

ペニシリン系

基本的にグラム陽性菌に向いています。新しいほどにグラム陰性菌へスペクトラムを拡大していきます。

ペニシリンG:連鎖球菌、肺炎球菌、梅毒

アンピシリン:連鎖球菌、肺炎球菌、大腸菌

ペニシリンにアミノ基を導入したのがアンピシリンで、そのおかげで大腸菌にも効くようになっています。

ピペラシリングラム陽性〜陰性桿菌(広域)緑膿菌

細菌も進化してるので、ペニシリンを分解するペニシリナーゼ(βラクタマーゼの1種)を産生してきます。そこでヒトはβラクタマーゼ阻害薬(スルバクタムやタゾバクタム)を配合したペニシリンを開発してます。

セフェム系

ペニシリン系を改良して作られたため初代はグラム陽性菌が得意ですが、新しい世代ほどグラム陰性菌に向いています。

特徴的かつよく処方されるものをピックアップしました。

1st(セファゾリン):MSSA(メチシリン感受性黄色ブドウ球菌)手術感染予防

2nd(セフォチアム・セフメタゾール):PEK→尿路感染症
セフメタゾールは嫌気性菌→下腹部手術感染予防

3rd(セフトリアキソンセフタジジム):PEK+HaM肺炎

4th(セフェピム):PEK+HaM+SPACE(緑膿菌)→広域抗菌薬

なかでも第3世代は極端で面白いです。緑膿菌にも効くように作られたセフタジジムは元々得意であったはずのグラム陽性球菌に効きにくくなってしまいました。

一方、セフトリアキソンは肝・腎排泄のハイブリッドなため、腎障害があっても減量せずに使える特徴に加え、半減期が長いため時間依存のβラクタム系なのに1日1回でいいという便利な薬です。

PEK: Proteus mirabilis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae
尿路感染症の三大起因菌

HaM: Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis
呼吸器感染の起因菌

SPACE : Serratia marcescens, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannnii, Citrobacter freundii, Enterobacter cloacae
院内感染の起因菌

どちらかわかりやすい側から覚えてみてください

いかがでしょうか。2つの視点から見てみましたが、得意な側から覚えてみてください。そして逆の側から見てみると、フッと繋がるタイミングが来ると思います。

国家試験問題で理解度をチェック!

薬剤師国家試験 104問230

28歳女性。 8月10日の夜間に下痢、発熱、腹痛を訴えて救急外来を受診した。医師が問診したところ、同日の昼間に料理教室で卵を用いた洋生菓子を作り、それを食べたとのことであった。一緒に料理教室に行った友人5人も同じ物を食べ、同じ症状を訴えているという。問診の結果から、医師は細菌性食中毒を疑い 抗菌薬を投与することにした。

患者の受診当日、医師は、処方可能な経口抗菌剤について薬剤師にアドバイスを求めた。薬剤師が提案すべき薬剤として最も適切なのはどれか。1つ選べ。

1 バンコマイシン塩酸塩散
2 クラリスロマイシン錠
3 イトラコナゾール錠
4 レボフロキサシン錠
5 イベルメクチン錠

正解は4です。

卵、半日の潜伏期間からサルモネラと考えられます。サルモネラはグラム陰性桿菌です。

バンコマイシンは主にMRSA、イトラコナゾールは真菌、イベルメクチンは糞線虫やヒゼンダニに対する薬なので除外。

あとはクラリスロマイシンとレボフロキサシンの一騎打ちです。

マクロライド系のクラリスロマイシンはグラム陽性菌と非定型の専門なのでグラム陰性菌は苦手です。

グラム陰性菌までカバーするのはニューキノロン系のレボフロキサシンです。


医師国家試験 109I7
肺炎と抗菌薬の組合せで正しいのはどれか。
 市中肺炎 ——— グリコペプチド系
 院内肺炎 ——— テトラサイクリン系
 非定型肺炎 ——— アミノグリコシド系
 特発性器質化肺炎 ——— ニューキノロン系
 人工呼吸器関連肺炎 ——— カルバペネム系
正解はeです。

おおまかにそれぞれの得意なジャンルをおさえておくと解きやすいです。

グリコペプチド系はMRSA
テトラサイクリン系は非定型
アミノグリコシド系はグラム陰性桿菌
ニューキノロン系は非定型+細菌性肺炎
カルバペネム系は耐性菌や重症感染症の時のみの最終兵器


医師国家試験 111I66

68歳の男性。発熱、咳嗽および膿性痰を主訴に来院した。5日前から発熱、3日前から咳嗽および膿性痰が出現したため受診した。意識は清明。体温39.2℃。脈拍124/分、整。血圧88/60mmHg。呼吸数24/分。SpO2 93%(room air)。両側の胸部にcoarse cracklesを聴取する。血液所見:白血球18,800(桿状核好中球4%、分葉核好中球84%、単球2%、リンパ球10%)。CRP 19mg/dL。胸部エックス線写真の正面像(A)、側面像(B)及び喀痰のGram染色標本(C)を別に示す。同日、敗血症を疑い血液培養を行った。

現時点の対応として正しいのはどれか。

a 抗菌薬を投与せず薬剤感受性の結果を待つ。
b アムホテリシンBの点滴静注を開始する。
c ゲンタマイシンの点滴静注を開始する。
d スルバクタム・アンピシリン合剤の点滴静注を開始する。
e レボフロキサシンの点滴静注を開始する。

正解はdです。

d グラム染色よりグラム陽性球菌の肺炎球菌が考えられますので、ペニシリン系のアンピシリン/スルバクタムが正解となります。

b アムホテリシンBは真菌。

c アミノグリコシド系のゲンタマイシンは、緑膿菌含むグラム陰性桿菌が得意です。一方でグラム陽性菌は不得意で、βラクタム系とタッグを組んでようやく感染性心内膜炎などに用いられます。

e レボフロキサシンは緑膿菌や非定型の時に選択されます。


薬剤師国家試験 104問326

55 歳女性。159 cm、60 kg。卵巣がんにて、パクリタキセル、カルボプラチン、ベバシズマブを用いた外来化学療法を施行している。来院日の臨床検査値から判断して、医師はレノグラスチム注100 µgを投与して、以下の処方を追加した。
臨床検査値は、体温37.8℃、白血球数2×103個/µL、好中球40%(白血球百分率)、血清クレアチニン値 0.64 mg/dL、eGFR 74.0 mL/min/1.73 m2であった。

(処方)
セフカペンピボキシル塩酸塩錠100mg 1回1錠(1日3錠)
1日3回 朝昼夕食後 5日分

薬剤師はこの処方に疑義を抱いた。薬剤師が行う処方提案として、適切なのはどれか。2つ選べ。

  1. セフカペンピボキシル塩酸塩錠100mgを1回1錠、1日2回朝夕食後にする。
  2. セフカペンピボキシル塩酸塩錠100mgを1回1錠、1日1回朝食後にする。
  3. レボフロキサシン錠250mgを1回1錠、1日1回朝食後にする。
  4. レボフロキサシン錠500mgを1回1錠、1日1回朝食後にする。
  5. シプロフロキサシン塩酸塩錠100mgを1回2錠、1日2回朝夕食後にする。
正解は4と5です。

化学療法により骨髄抑制をきたし、好中球800と減少し、発熱37.8℃と発熱性好中球減少症(FN)の定義を満たしています。

さらなる好中球数の低下が予想されたためG-CSF製剤のレノグラスチムも投与されています。

FNに対する抗菌薬ですが、緑膿菌にもスペクトルを持つ広域抗菌薬が推奨されます。

セフカペンはセフが付いているのでセフェム系です。第3世代セフェム系でグラム陰性菌が得意ですが、緑膿菌はセフェム系に自然耐性がついてるので効きません。

緑膿菌にも効くのはニューキノロン系ですので、語尾がキサシンとなっているレボフロキサシンとシプロフロキサシンです。

腎機能はeGFR:74と高度な低下もないので通常量でいけます。


医師国家試験 113D57

61歳の男性。発熱と皮疹を主訴に来院した。一昨日から発熱があり、昨日から体幹に紅斑が出現した。本日になり紅斑が四肢にも広がってきたため来院した。発熱は持続し、頭痛を伴っている。紅斑に痒みは伴っていない。腹痛や下痢を認めない。1週間前に山に入り、伐採作業をした。同様の症状を訴える家族はいない。意識は清明。身長162cm、体重62kg。体温38.8℃。脈拍96/分、整。血圧146/88mmHg。呼吸数20/分。SpO2 97%(room air)。体幹・四肢に径2~3cmの紅斑が散在する。右鼠径部に、周囲に発赤を伴った直径5mmの痂皮を認める。眼瞼結膜と眼球結膜とに異常を認めない。咽頭の発赤や扁桃の腫大を認めない。心音と呼吸音とに異常を認めない。腹部は平坦、軟で、肝・脾を触知しない。神経診察に異常を認めない。関節の腫脹を認めない。尿所見:蛋白(-)、糖(-)、潜血(-)。血液所見:赤血球488万、Hb 14.1g/dL、Ht 42%、白血球4,300(桿状核好中球12%、分葉核好中球55%、好酸球1%、好塩基球1%、単球15%、リンパ球16%)、血小板9万。血液生化学所見:総蛋白7.5g/dL、アルブミン3.9g/dL、総ビリルビン0.9mg/dL、AST 76U/L、ALT 46U/L、LD 356U/L(基準176~353)、γ-GTP 45U/L(基準8~50)、CK 46U/L(基準30~140)、尿素窒素22mg/dL、クレアチニン0.9mg/dL、血糖96mg/dL、Na 134mEq/L、K 4.4mEq/L、Cl 98mEq/L。CRP 7.4mg/dL。

適切な治療薬はどれか。

a ペニシリン
b アシクロビル
c アミノグリコシド
d アムホテリシンB
e テトラサイクリン

正解はeです。

発熱と皮疹、山に入った病歴、右鼠径部に痂皮を伴う刺し口、軽度な肝機能障害と血小板減少からリケッチア感染症を疑います。

選択肢の中で細胞内寄生菌にも作用するのはテトラサイクリンだけです。


以上となります。

最後まで読んでいただき有り難うございます。

少しでも参考になれば幸いです。

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