内科学 · I-02
主要抗菌薬I:ペニシリン・セファロスポリン・カルバペネム・グリコペプチド・メトロニダゾール
Common Antibiotics I: Beta-Lactams, Glycopeptides, and Metronidazole
🧠 全体像:βラクタム系抗菌薬 beta-lactam antibiotic βラクタム系抗菌薬(beta-lactam antibiotic) beta-lactam antibiotic(βラクタム系抗菌薬) は細胞壁合成 cell wall synthesis 細胞壁合成(cell wall synthesis) cell wall synthesis(細胞壁合成) を阻害する殺菌薬 bactericidal agent 殺菌薬(bactericidal agent) bactericidal agent(殺菌薬) で、感染臓器・想定菌presumed pathogen (empiric target organism)想定菌(presumed pathogen (empiric target organism))presumed pathogen (empiric target organism)(想定菌)・βラクタマーゼ・アレルギー歴を組み合わせて選ぶ。「世代が新しいほど強い」のではなく、菌種ごとのスペクトラムと感染部位への移行性 penetration 移行性(penetration) penetration(移行性) を読むことが重要である。1
βラクタム系の共通原理
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='beta-lactam antibiotic'>βラクタム系抗菌薬</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='penicillin-binding protein, PBP'>ペニシリン結合蛋白</span>に結合"]
B --> C["ペプチドグリカン架橋を阻害"]
C --> D["細胞壁が不安定化"]
D --> E["増殖中の細菌が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bacteriolysis (lysis)'>溶菌</span>"]
F["βラクタマーゼ"] --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='beta-lactam ring'>βラクタム環</span>を加水分解"]
G --> H["薬剤失活"]
I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='penicillin-binding protein'>PBP</span>変化・透過性低下・排出"] --> J["βラクタマーゼ以外の耐性"]
- 効果は時間依存性 time-dependent 時間依存性(time-dependent) time-dependent(時間依存性) で、遊離薬物free drug 遊離薬物(free drug)free drug(遊離薬物) 濃度がMICMIC(minimum inhibitory concentration)を超える時間(fT>MIC)が重要である。
- 腎排泄renal excretion (renal elimination) 腎排泄(renal excretion (renal elimination))renal excretion (renal elimination)(腎排泄) 薬が多く、腎機能に応じた用量・間隔調整が必要となる。
- 重症感染では初回負荷量を確保し、延長投与や持続投与 repeated/continuous dosing 持続投与(repeated/continuous dosing) repeated/continuous dosing(持続投与) を検討する。
ペニシリン系
| 群 | 代表薬 | 主なスペクトラム・用途 | 主な弱点 |
|---|---|---|---|
| 天然ペニシリンnatural penicillin天然ペニシリン(natural penicillin)natural penicillin(天然ペニシリン) | ベンジルペニシリンbenzylpenicillinベンジルペニシリン(benzylpenicillin)benzylpenicillin(ベンジルペニシリン)、フェノキシメチルペニシリンphenoxymethylpenicillinフェノキシメチルペニシリン(phenoxymethylpenicillin)phenoxymethylpenicillin(フェノキシメチルペニシリン) | 梅毒、感受性連鎖球菌 streptococcal連鎖球菌(streptococcal) streptococcal(連鎖球菌)、口腔内嫌気性菌 | 多くのブドウ球菌・グラム陰性桿菌 |
| 抗ブドウ球菌ペニシリンantistaphylococcal penicillin抗ブドウ球菌ペニシリン(antistaphylococcal penicillin)antistaphylococcal penicillin(抗ブドウ球菌ペニシリン) | オキサシリンoxacillinオキサシリン(oxacillin)oxacillin(オキサシリン)、ナフシリンnafcillinナフシリン(nafcillin)nafcillin(ナフシリン)、フルクロキサシリンflucloxacillinフルクロキサシリン(flucloxacillin)flucloxacillin(フルクロキサシリン) | MSSA、連鎖球菌streptococcal連鎖球菌(streptococcal)streptococcal(連鎖球菌) | MRSAMRSA(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)、腸球菌、グラム陰性桿菌 |
| アミノペニシリンaminopenicillinアミノペニシリン(aminopenicillin)aminopenicillin(アミノペニシリン) | アンピシリン、アモキシシリン | 連鎖球菌streptococcal連鎖球菌(streptococcal)streptococcal(連鎖球菌)、Enterococcus faecalis、Listeria、一部の呼吸器・腸内細菌 | βラクタマーゼ産生菌 |
| βラクタマーゼ阻害薬beta-lactamase inhibitor βラクタマーゼ阻害薬(beta-lactamase inhibitor)beta-lactamase inhibitor(βラクタマーゼ阻害薬) 配合 | アモキシシリン/クラブラン酸clavulanateクラブラン酸(clavulanate)clavulanate(クラブラン酸)、アンピシリン/スルバクタムsulbactamスルバクタム(sulbactam)sulbactam(スルバクタム) | 呼吸器、咬傷、混合感染mixed infection (polymicrobial infection)混合感染(mixed infection (polymicrobial infection))mixed infection (polymicrobial infection)(混合感染)。嫌気性菌もカバー | AmpC、カルバペネマーゼcarbapenemase カルバペネマーゼ(carbapenemase)carbapenemase(カルバペネマーゼ) などには不十分 |
| 抗緑膿菌ペニシリンanti-pseudomonal penicillin抗緑膿菌ペニシリン(anti-pseudomonal penicillin)anti-pseudomonal penicillin(抗緑膿菌ペニシリン) | ピペラシリン/タゾバクタムpiperacillin/tazobactamピペラシリン/タゾバクタム(piperacillin/tazobactam)piperacillin/tazobactam(ピペラシリン/タゾバクタム) | 緑膿菌を含む重症混合感染 mixed infection (polymicrobial infection)混合感染(mixed infection (polymicrobial infection)) mixed infection (polymicrobial infection)(混合感染) | MRSA、非定型菌atypical pathogens非定型菌(atypical pathogens)atypical pathogens(非定型菌)。ESBLESBL(extended-spectrum β-lactamase)感染では感染源・重症度・MICを踏まえ、重症または尿路・胆道外では通常カルバペネム carbapenem カルバペネム(carbapenem) carbapenem(カルバペネム) を優先2 |
製剤・投与経路の注意
- 水溶性結晶ベンジルペニシリン benzylpenicillin ベンジルペニシリン(benzylpenicillin) benzylpenicillin(ベンジルペニシリン) は静注で重症感染に用いる。
- プロカインベンジルペニシリンprocaine penicillin G プロカインベンジルペニシリン(procaine penicillin G)procaine penicillin G(プロカインベンジルペニシリン) とベンザチンベンジルペニシリン benzathine benzylpenicillin ベンザチンベンジルペニシリン(benzathine benzylpenicillin) benzathine benzylpenicillin(ベンザチンベンジルペニシリン) は筋注製剤である。
- ベンザチンベンジルペニシリンbenzathine benzylpenicillin ベンザチンベンジルペニシリン(benzathine benzylpenicillin)benzathine benzylpenicillin(ベンザチンベンジルペニシリン) を静注してはならない。
βラクタマーゼ
| 機序 | 学習上の要点 |
|---|---|
| ESBL | 多くのペニシリン、セファロスポリン、アズトレオナムaztreonamアズトレオナム(aztreonam)aztreonam(アズトレオナム)を分解する。重症・尿路外感染では通常カルバペネム carbapenem カルバペネム(carbapenem) carbapenem(カルバペネム) を軸にし、非重症の尿路・胆道由来では感受性と感染源に応じ非カルバペネム carbapenem カルバペネム(carbapenem) carbapenem(カルバペネム) も検討する2 |
| AmpC | セフォキシチンcefoxitinセフォキシチン(cefoxitin)cefoxitin(セフォキシチン)を含む広いセファロスポリンを分解し、クラブラン酸clavulanate クラブラン酸(clavulanate)clavulanate(クラブラン酸) で十分阻害されない。菌種・感染部位に応じセフェピムcefepimeセフェピム(cefepime)cefepime(セフェピム)などを選ぶ |
| カルバペネマーゼcarbapenemaseカルバペネマーゼ(carbapenemase)carbapenemase(カルバペネマーゼ) | KPCKPC(Klebsiella pneumoniae carbapenemase)、NDMNDM(New Delhi metallo-β-lactamase)など。酵素型と感受性に基づき新規βラクタム/阻害薬やセフィデロコルcefiderocolセフィデロコル(cefiderocol)cefiderocol(セフィデロコル)を選択する |
「阻害薬が入っていればすべてのβラクタマーゼに効く」わけではない。
セファロスポリン系
| 世代・薬剤例 | 強み | 重要な穴 |
|---|---|---|
| 第1世代:セファゾリンcefazolinセファゾリン(cefazolin)cefazolin(セファゾリン)、セファレキシンcefalexinセファレキシン(cefalexin)cefalexin(セファレキシン) | MSSA、連鎖球菌streptococcal連鎖球菌(streptococcal)streptococcal(連鎖球菌)。セファゾリンcefazolin セファゾリン(cefazolin)cefazolin(セファゾリン) は周術期予防にも使用 | 腸球菌、MRSA、緑膿菌 |
| 第2世代:セフロキシム cefuroximeセフロキシム(cefuroxime) cefuroxime(セフロキシム) | 呼吸器病原体を含むグラム陰性菌カバーが第1世代より広い | 緑膿菌、腸球菌 |
| セファマイシンcephamycin セファマイシン(cephamycin)cephamycin(セファマイシン) :セフォキシチン cefoxitinセフォキシチン(cefoxitin) cefoxitin(セフォキシチン)、セフォテタンcefotetanセフォテタン(cefotetan)cefotetan(セフォテタン) | 嫌気性菌を含む腹腔内・骨盤内感染pelvic infection 骨盤内感染(pelvic infection)pelvic infection(骨盤内感染) で使用 | 重症ESBL感染には不適 |
| 第3世代:セフトリアキソン、セフォタキシムcefotaximeセフォタキシム(cefotaxime)cefotaxime(セフォタキシム) | 肺炎、髄膜炎、菌血症など。セフトリアキソンは緑膿菌に無効 | MRSA、腸球菌 |
| 第3世代:セフタジジム | 緑膿菌 | グラム陽性球菌Gram-positive cocci グラム陽性球菌(Gram-positive cocci)Gram-positive cocci(グラム陽性球菌) 活性が弱い |
| 第4世代:セフェピム cefepimeセフェピム(cefepime) cefepime(セフェピム) | 緑膿菌、AmpC産生リスク菌を含む広いグラム陰性菌 | MRSA、腸球菌、嫌気性菌 |
| 抗MRSAセファロスポリン:セフタロリン ceftarolineセフタロリン(ceftaroline) ceftaroline(セフタロリン) | MRSAと一般的な呼吸器病原体 | 緑膿菌 |
セファロスポリンを世代だけで選ばず、セフトリアキソンとセフタジジムのような同世代内の差を覚える。多くのセファロスポリンは腸球菌、Listeria、非定型菌atypical pathogens 非定型菌(atypical pathogens)atypical pathogens(非定型菌) に無効である。
カルバペネム系
| 薬剤 | 特徴 |
|---|---|
| メロペネムmeropenemメロペネム(meropenem)meropenem(メロペネム) | 広域グラム陰性・陽性・嫌気性活性。髄膜炎にも使用 |
| イミペネムimipenemイミペネム(imipenem)imipenem(イミペネム)/シラスタチンcilastatinシラスタチン(cilastatin)cilastatin(シラスタチン) | 広域。けいれんリスクに注意。E. faecalisに活性を持つことがある |
| エルタペネムertapenemエルタペネム(ertapenem)ertapenem(エルタペネム) | 1日1回投与が可能。緑膿菌、Acinetobacter、Enterococcusには無効 |
- ESBL産生Enterobacteralesによる重症・尿路外感染の重要な選択肢である。
- カルバペネムcarbapenem カルバペネム(carbapenem)carbapenem(カルバペネム) を「念のため」使うと耐性選択を促すため、培養で狭域化する。
- 緑膿菌感染でアミノグリコシドを常に併用する必要はなく、感受性判明後は有効な単剤へ整理するのが原則である。
モノバクタム系
アズトレオナムaztreonam アズトレオナム(aztreonam)aztreonam(アズトレオナム) はグラム陰性好気性菌 aerobic bacteria 好気性菌(aerobic bacteria) aerobic bacteria(好気性菌) にのみ活性を持ち、緑膿菌も対象になり得る。グラム陽性菌と嫌気性菌には無効である。多くのペニシリン即時型アレルギーで使用可能だが、セフタジジムとは類似側鎖による交差反応 cross-reactivity 交差反応(cross-reactivity) cross-reactivity(交差反応) に注意する。
βラクタムアレルギー
「ペニシリンアレルギー」という記録だけでは不十分である。原因薬、症状、発症時期、治療、再曝露歴を確認する。
| 病歴 | 対応の考え方 |
|---|---|
| 悪心・下痢のみ、家族歴のみ、遠い過去の不明瞭な発疹 | 真のアレルギーでない可能性。評価・低リスク負荷試験 challenge test 負荷試験(challenge test) challenge test(負荷試験) を検討 |
| 即時の蕁麻疹、血管浮腫angioedema血管浮腫(angioedema)angioedema(血管浮腫)、アナフィラキシー | IgE介在性IgE-mediated IgE介在性(IgE-mediated)IgE-mediated(IgE介在性) を想定。側鎖を考慮し代替薬・アレルギー評価 |
| スティーヴンス・ジョンソン症候群Stevens-Johnson syndromeジョンソン症候群(Stevens-Johnson syndrome)Stevens-Johnson syndrome(ジョンソン症候群)、中毒性表皮壊死症toxic epidermal necrolysis, TEN中毒性表皮壊死症(toxic epidermal necrolysis, TEN)toxic epidermal necrolysis, TEN(中毒性表皮壊死症)、DRESSDRESS(drug reaction with eosinophilia and systemic symptoms)、臓器障害 | 原因薬と関連βラクタムの再投与を避け、専門家expert 専門家(expert)expert(専門家) へ相談 |
交差反応cross-reactivity 交差反応(cross-reactivity)cross-reactivity(交差反応) はβラクタム環 beta-lactam ring βラクタム環(beta-lactam ring) beta-lactam ring(βラクタム環) そのものより側鎖類似性に左右されることが多い。不要な「全βラクタム禁止」は、より毒性の高い代替薬使用につながる。1
グリコペプチド系
バンコマイシン
- MRSA、βラクタム耐性グラム陽性菌に用いるが、グラム陰性菌には外膜のため無効である。
- 静注バンコマイシンは全身感染に、経口バンコマイシンoral vancomycin 経口バンコマイシン(oral vancomycin)oral vancomycin(経口バンコマイシン) は腸管内のClostridioides difficile感染症に用いる。経口投与oral 経口投与(oral)oral(経口投与) では通常、全身感染を治療できない。
- 重症MRSA感染ではトラフ値 trough level トラフ値(trough level) trough level(トラフ値) だけでなくAUCAUC(area under the curve)を用いた治療薬物モニタリング therapeutic drug monitoring (TDM) 治療薬物モニタリング(therapeutic drug monitoring (TDM)) therapeutic drug monitoring (TDM)(治療薬物モニタリング) を行い、一般にAUC 400〜600 mg·h/Lを目標とする。この範囲を非重症感染やMRSA以外へ機械的に外挿しない。3
- 主な毒性は腎障害、好中球減少、まれな耳毒性である。
バンコマイシン注入反応vancomycin infusion reaction バンコマイシン注入反応(vancomycin infusion reaction)vancomycin infusion reaction(バンコマイシン注入反応) は急速投与 rapid administration (bolus) 急速投与(rapid administration (bolus)) rapid administration (bolus)(急速投与) に伴うヒスタミン遊離 histamine release ヒスタミン遊離(histamine release) histamine release(ヒスタミン遊離) で、紅潮flushing紅潮(flushing)flushing(紅潮)・掻痒・低血圧を来す。IgEアレルギーとは異なり、投与中止、症状治療、次回の緩徐投与で管理できることが多い。
その他
テイコプラニンteicoplanin テイコプラニン(teicoplanin)teicoplanin(テイコプラニン) などもグラム陽性菌に使用される。VREVRE(vancomycin-resistant enterococci)では感受性と感染部位に応じリネゾリドやダプトマイシン daptomycin ダプトマイシン(daptomycin) daptomycin(ダプトマイシン) などを選び、グリコペプチドを漫然と継続しない。
メトロニダゾール
メトロニダゾールは嫌気条件 anaerobic 嫌気条件(anaerobic) anaerobic(嫌気条件) 下で還元され、DNADNA(deoxyribonucleic acid)を傷害する。
| 有効 | 無効・不適 |
|---|---|
| Bacteroidesなどの偏性嫌気性菌 obligate anaerobes偏性嫌気性菌(obligate anaerobes) obligate anaerobes(偏性嫌気性菌)、Clostridium属、原虫の一部 | 通性嫌気性菌facultative anaerobe通性嫌気性菌(facultative anaerobe)facultative anaerobe(通性嫌気性菌)・好気性菌aerobic bacteria好気性菌(aerobic bacteria)aerobic bacteria(好気性菌)、口腔内嫌気性菌の一部で耐性、全ての腹腔内病原体を単剤でカバーする治療 |
- 腹腔内感染intra-abdominal infection 腹腔内感染(intra-abdominal infection)intra-abdominal infection(腹腔内感染) ではセフトリアキソンなどグラム陰性菌を覆う薬剤と組み合わせることがある。
- 主な有害事象は悪心、金属味metallic taste金属味(metallic taste)metallic taste(金属味)、長期投与時の末梢神経障害、ワルファリン作用増強である。
- 飲酒との併用は製品情報に従って避けるのが実務的である。
まとめ
- βラクタムは時間依存性殺菌薬 time-dependent bactericidal agent 時間依存性殺菌薬(time-dependent bactericidal agent) time-dependent bactericidal agent(時間依存性殺菌薬) で、菌種・βラクタマーゼ・感染部位から薬剤を選ぶ。
- セファロスポリンは世代だけでなく個々の薬剤のスペクトラムを確認する。
- エルタペネムertapenem エルタペネム(ertapenem)ertapenem(エルタペネム) は緑膿菌に無効で、カルバペネムcarbapenem カルバペネム(carbapenem)carbapenem(カルバペネム) のルーチン併用療法は不要である。
- バンコマイシンは投与経路 route of administration投与経路(route of administration) route of administration(投与経路)、AUC、腎毒性、注入反応infusion reaction 注入反応(infusion reaction)infusion reaction(注入反応) を分けて理解する。
- メトロニダゾールは偏性嫌気性菌 obligate anaerobes 偏性嫌気性菌(obligate anaerobes) obligate anaerobes(偏性嫌気性菌) に有効だが、混合感染mixed infection (polymicrobial infection) 混合感染(mixed infection (polymicrobial infection))mixed infection (polymicrobial infection)(混合感染) を単剤で覆う薬ではない。
出典
- 1.Beta-Lactam Allergy and Cross-Reactivity: A Clinician's Guide to Selecting an Alternative Antibiotic(2021)βラクタム交差反応は主に側鎖類似性に依存し、病歴と反応型に基づく評価が必要なことを確認した。閲覧 2026-08-13
- 2.Piperacillin-tazobactam vs. carbapenems for treating hospitalized patients with ESBL-producing Enterobacterales bloodstream infections: A systematic review and meta-analysis(2024)ESBL産生菌血流感染でのピペラシリン・タゾバクタムとカルバペネムの比較は感染源と重症度に左右されることを確認した。閲覧 2026-08-13
- 3.Clinical Practice Guidelines for Therapeutic Drug Monitoring of Vancomycin in the Framework of Model-Informed Precision Dosing(2022)重症MRSA感染でのバンコマイシンAUC標的と安全なTDMを確認した。閲覧 2026-08-13