Internal Medicine · 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

前提：病態: ペプチドグリカン合成を障害する抗菌薬：ペニシリン・セファロスポリンペプチドグリカン合成を障害する抗菌薬：モノバクタム・カルバペネム・バシトラシン核酸合成レベルで作用する抗菌薬

🧠 全体像：βラクタム系抗菌薬beta-lactam antibioticβ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。

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["PBP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MIC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）	MRSA、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extended-spectrum beta-lactamase, ESBLラクタマーゼ産生菌（extended-spectrum beta-lactamase, ESBL）extended-spectrum beta-lactamase, ESBL（ラクタマーゼ産生菌）
βラクタマーゼ阻害薬beta-lactamase inhibitorβ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piperacillinピペラシリン（piperacillin）piperacillin（ピペラシリン）/タゾバクタムtazobactamタゾバクタム（tazobactam）tazobactam（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）。ESBL感染では感染部位・重症度により不適

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）を軸にする
AmpC	セフォキシチンcefoxitineセフォキシチン（cefoxitine）cefoxitine（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）	KPC、NDM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cefoxitineセフォキシチン（cefoxitine）cefoxitine（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narrow-spectrum狭域（narrow-spectrum）narrow-spectrum（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-mediatedIgE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）、DRESS、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 ringβ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。

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、AUC/MIC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）が推奨される。
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。VRE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、DNA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。