アミノグリコシド：分類、効果、適応症、禁忌 - 薬 - 2025

アミノグリコシドは、抗生物質の群で同じ化学的および薬理学的特徴を共有します。それらは好気性グラム陰性菌（淡いピンクに染まり、濃い青や紫ではなく、グラム染色で染まる細菌）に対して殺菌効果があります。

最初に発見されたアミノグリコシドは、1943年にストレプトマイシンでした。その後、トブラマイシンとゲンタマイシンが効果的な抗グラム陰性抗生物質として登場しました。1970年代（1970年）には、アミカシン、ネチルミシン、ジベカシンなどの半合成アミノグリコシドが開発されました。

抗生物質ストレプトマイシンの化学構造（出典：Wikimedia Commons経由の英語版ウィキペディアのEdgar181）

このファミリーのメンバーのほとんどは、グリコシド結合によって1つ以上のアミノ糖にリンクされたアミノシクリトール（アミノ基R-NH2を持つ環状アルコール）を持っているため、実際にはアミノグリコシド-アミノシクリトールです。

これらの抗生物質は経口で吸収されないため、非経口（静脈内、筋肉内、または皮下）投与または局所的に使用されます。それらは以前に代謝されることなく糸球体濾過により除去されます。

この家族のすべてのメンバーは、ある程度の腎毒性（腎臓毒素）および/または耳毒性（耳と前庭系の両方に毒性、聴覚障害およびバランス障害を引き起こす可能性があります）を示します。

それらは一般的にいくつかのベータラクタム（抗生物質の別のファミリー）と組み合わせて使用​​され、それらの使用は通常重度の感染に限定されます。

これらの抗生物質は、これらの薬物に対してアレルギー反応を起こした患者には禁忌です。それらは腸（経口）経路を介して吸収されないため、母乳に移行しますが、必要に応じて授乳中の母親への投与に適していると考えられています。

妊娠中の使用は、臨床的利益がリスクを上回る場合にのみ許可されます（リスクカテゴリD）。

作用機序

すべてのアミノグリコシドは感受性細菌のタンパク質合成を阻害します。これらは細菌のリボソームの30S単位に付着し、その機能を阻害します。静菌性であるタンパク質合成を阻害するほとんどの抗菌剤とは異なり、これらは殺菌性です。

「静菌」は、バクテリアを意味する接頭辞「バクテリア」と、変化なしの静的を意味するギリシャ語の「スタシス」に由来します。医学では、静菌剤は細菌の代謝を減らし、それらの成長と繁殖を減らすために使用されます。

静菌剤が溶解によって除去された場合、以前に阻害された細菌は発生し続けます。殺菌剤は細菌を殺すことができるものです。アミノグリコシドは殺菌性です。

アミノグリコシドの殺菌効果は濃度に依存します。アミノグリコシドは、アクアポリンと呼ばれる水路を介して好気性グラム陰性菌のペリプラズム空間に浸透します。

細胞膜を通過する輸送は、電子輸送に依存し、嫌気症（酸素の不在）、カルシウム、マグネシウム、酸性pH、または高浸透圧によって抑制またはブロックされます。

細胞内に入ると、アミノグリコシドは30Sサブユニットでポリソーム（同じmRNAを翻訳する複数のリボソーム）に結合します。それらは、タンパク質合成を妨害して、読み取り障害を引き起こし、mRNA翻訳プロセスの早期終了を引き起こします。

これにより、細胞膜に挿入されたときにその透過性が変化する欠陥タンパク質が生成され、これらの抗生物質のその後の侵入が容易になります。その後、イオン漏れが観察され、その後、細菌が死ぬ前にタンパク質が失われるまで、より大きな分子が続きます。

分類

アミノグリコシドは、アミノグリコシド成分の有無にかかわらずアミノシクリトールを持っているかどうかに応じて、2つの大きなグループに分類されます。

最初のグループは、アミノグリコシド成分を含むアミノシクリトールを含むグループで、2つのサブグループがあります。これらのサブグループは、アミノシクリトールのさまざまな成分であるストレプチジンとデオキシストレプタミンによって形成されます。

アミノグリコシドアミカシンの化学構造（出典：Wikimedia Commons経由のBrenton）

したがって、アミノシクリトールストレプチジンを含むサブグループと、アミノシクリトールデオキシストレプタミンを含むサブグループがあります。各グループで最も重要なアミノグリコシドを以下に示します。

アミノグリコシドとアミノシクリトール

アミノシクリトールストレプチジン：ストレプトマイシン

アミノシクリトールデオキシストレプタミン：このグループには、カナマイシン、ゲンタマイシン、およびその他のファミリーがあります。

カナマイシンファミリー：

-カナマイシン

-アミカシン

-トブラマイシン

-ジベカシン

ゲンタマイシンファミリー：

-ゲンタマイシン

-シソマイシン

-ネチルマイシン

-イセパマイシン

その他：

-ネオマイシン

-パロモマイシン

アミノグリコシドを含まないアミノシクリトール：スペクチノマイシン

アミノグリコシドネオマイシンの化学構造（出典：Wikimedia Commons経由のAyacop）

有害な影響

すべてのアミノグリコシドは、腎臓系、聴覚系および前庭系に対して潜在的に毒性があります。これらの毒性作用は可逆的または不可逆的である可能性があります。これらの有害な二次的結果は、これらの抗生物質の投与と使用を困難にします。

アミノグリコシドを長期間、高用量で供給する必要がある場合、これらの損傷は初期段階で元に戻せるため、聴覚、前庭、腎機能を監視する必要があります。

-耳毒性

アミノグリコシドが投与されると、聴覚系と前庭系の両方の機能障害が発生する可能性があります。これらの薬物は、特に高用量を使用した場合、内耳の外リンパおよび内リンパに蓄積および濃縮します。

これらの耳の液体から血漿への拡散は非常に遅く、耳のアミノグリコシドの半減期は血漿の半減期の5〜6倍です。耳毒性は、血漿濃度が持続的に高い患者でより一般的です。

低用量では、前庭器官と蝸牛の感覚細胞への損傷が観察され、有毛細胞の末端（不毛）に影響を与えます。より高い用量では、感覚細胞の破壊を生成するまで、これらの細胞に基礎的な損傷が観察されます。

感覚細胞が破壊されると、効果は元に戻せなくなり、その結果、永続的な聴力損失が発生します。蝸牛感覚細胞は年齢とともに失われるので、高齢の患者はこれらの抗生物質を使用すると耳毒性になりやすくなります。

フロセミドやエタクリン酸などの薬物は、アミノグリコシドの耳毒性を高めます。どちらの薬も高血圧と浮腫の治療に使用されるループ利尿薬（尿量を増やす）です。

すべてのアミノグリコシドが蝸牛機能と前庭機能の両方に影響を与える可能性があるという事実にもかかわらず、明らかな優先毒性があります。

したがって、ストレプトマイシンとゲンタマイシンは前庭系に優先的に影響を与えるが、アミカシン、カナマイシン、およびネオマイシンは主に聴覚機能に影響を与え、トブラマイシンは両方の機能に等しく影響を与える。

蝸牛の耳毒性の症状

耳毒性の最初の症状として、通常、高周波の耳鳴り（外部からの音に関係のない、耳鳴りやブーンという音）が発生します。治療が中断されない場合、数日で損傷は永続的になります。

耳鳴りは最長2週間持続する可能性があり、高周波音の知覚が最初に失われるため、患者は最初は難聴に気づいていません。これらの条件下で治療を続けると、難聴が進行して言語障害が発生します。

前庭の耳毒性症状

最初は中程度の強度の頭痛が現れます。その後、嘔吐、吐き気、姿勢のバランスの問題が現れ、1〜2週間続くことがあります。最も顕著な症状は、直立した状態のめまいであり、視覚的な手がかりなしに座ったり立ったりすることが困難です。

急性症状は突然治まり、約2か月間慢性迷路炎の症状に置き換わります。徐々に補正が行われ、目を閉じたときに症状のみが現れます。このフェーズからの回復には12〜18か月かかります。

これらの患者のほとんどは、ある程度の永久的な残存損傷が残っています。前庭の損傷に対する特定の治療法はないため、最初の臨床症状でアミノグリコシドを一時停止することが、永久的な損傷を回避するための唯一の効率的な方法です。

-腎毒性

アミノグリコシドによる治療を数日間受ける患者の約8〜25％は、何らかの可逆的な腎機能障害を発症します。この毒性は、腎近位尿細管の細胞におけるアミノグリコシドの蓄積、濃縮、および保持の結果です。

その結果、近位尿細管の構造と機能が変化します。中程度のタンパク尿と硝子円柱が最初に尿中に現れます。数日後、糸球体濾過量の減少が現れ、血漿クレアチニン値がわずかに増加します。

近位尿細管には再生能力があるため、腎変化はしばしば可逆的です。腎毒性は、送達される総量に依存し、使用されるアミノグリコシドに依存します。

ネオマイシンは、他のアミノグリコシドよりもはるかに大量に腎皮質に濃縮されているため、腎毒性が高いアミノグリコシドの1つです。

-神経毒性およびその他の毒性作用

他のそれほど頻繁ではない毒性作用が記載されており、その中には呼吸障害および/または一部の筋肉の麻痺を引き起こす可能性がある神経筋遮断があります。失明の一時的な領域である暗点および末梢神経炎の出現を伴う視神経機能の変化。

アミノグリコシド耐性

微生物のアミノグリコシドに対する耐性は、次の原因のいずれかが原因である可能性があります。1）細菌の膜がこれらの抗生物質に対して不透過性である2）これらの細菌のリボソームが抗生物質に対して親和性が低い3）細菌が酵素を合成するそれらはアミノグリコシドを不活性化します。

最初の2つの原因は、アミノグリコシドに対する自然の耐​​性を説明しています。一方、酵素の不活性化は、アミノグリコシドの使用で臨床的に説明されてきた耐性獲得を説明します。

これらの酵素の合成のための遺伝子は、プラスミドを通じて伝達されます。プラスミドは、染色体外DNAの環状構造です。これらのプラスミドは自然界に広く分布していますが、特に病院周辺の細菌に分布しています。

プラスミドは多くの酵素をコードし、これらはアミノグリコシドを不活性化します。各アミノグリコシドを不活性化する酵素は異なるため、1つの耐性が必ずしも別の耐性につながるとは限りません。

しかし、これはストレプトマイシンとゲンタマイシンに当てはまりますが、ゲンタマイシンへの耐性の場合（それを引き起こす酵素は二機能性です）、トブラマイシン、アミカシン、カナマイシン、ネチルマイシンへの耐性が同時に現れます。

適応症

毒性の低い抗生物質が開発されてきましたが、アミノグリコシドの使用は、腸球菌または連鎖球菌によって引き起こされる重篤な感染症と戦うための重要なツールであり続けています。

ゲンタマイシン、アミカシン、トブラマイシン、およびネチルマイシンは、グラム陰性好気性細菌に対して幅広いスペクトルを持っています。カナマイシンとストレプトマイシンはスペクトルが狭く、緑膿菌やセラチア属には使用しないでください。

ゲンタマイシンは、連鎖球菌および腸球菌に対してペニシリンまたはバンコマイシンと一緒に使用されます。トブラマイシンは、緑膿菌といくつかのプロテウス種に使用されます。院内感染（病院感染）にはアミカシンとネチルミシンが使用されます。

上記はアミノグリコシドの最も頻繁な適応症を表すが、これらの抗生物質の合理的な使用は、問題のある薬剤の培養および抗生物質の図に基づくべきである。

禁忌

アミノグリコシドは、これらの抗生物質に対するアレルギー反応のある患者には禁忌です。耐性菌に起因する病気の場合には使用しないでください。毒性の少ない代替品が存在する場合は、妊娠中に使用しないでください。

腎疾患および/または聴覚障害のある患者には相対的禁忌があります。

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