항생제(2) - 세팔로스포린계(Cephalosporins)

 

세포벽합성저해> 1. 베타락탐계  > 2) 세팔로스포린계 

 

2) 세팔로스포린계(Cephalosporins)

베타-락탐 고리가 디하이드로티아진 고리와 결합된 구조를 가지고 있다.

페니실린과 동일하게 세균의 세포벽 합성을 억제한다. 다만 세팔로스포린은 페니실린과 다른 페니실린 결합단백질(PBP)에 결합하여 작용한다.

 

세팔로스포린계 항생제는 항균 영역 및 특징에 따라 1세대부터 5세대까지 구분한다.

항균범위, 베타-락탐에 대한 안전성, 효력 등에 따라 세대를 분류하므로 세대가 높아진다고 해서 강력한 항생제를 의미하는 것은 아니다.

 

1세대	2세대	3세대	4세대	5세대
-세파졸린 (cefazolin) -세파드록실 (cefadroxil) -세프라딘 (cephradine) -세팔렉신 (cephalexin)	-세파클러 (cefaclor) -세푸록심 (cefuroxime) -세프메타졸 (cefmetazole) -세프로질 (cefprozil)	-세포탁심 (cefotaxime) -세프티족심 (ceftizoxime) -세프트리악손 (ceftriaxone) -세프타지딤 (ceftazidime)	-세페핌 (cefepime) -세피프롬 (cefpirome)	-세프타롤린 포사밀    (ceftaroline fosamil) -세프토비프롤 메도카릴 (ceftobiprole medocaril)

 

 

 

(1) 1세대 세팔로스포린

광범위 페니실린류와 거의 같은 항균범위를 가지며 그람양성균(연쇄상구균, 포도상구균)에 대해 강한 항균력이 있으며

일부 그람음성균(장구균, 살모넬라, 이질균등)에 매우 효과가 있다.

대장균(E.coli), 폐렴막대균(K.pneumoniae), 프로튜스 미라빌리스(Proteus mirabilis)는 균들은 1세대에 민감한 경우가 많다.

녹농균(Pseudomonas), 엔테로박터(enterobacter spp),세라티아 마르세센스(Strratia marcescens), 시트로박터(Ctirobacter spp.)에 대한 효과가 약하다.

펩토콕구스(Peptococcus)와 같은 혐기성 구균에 민감하지만 박테로이데스 프라길리스(B.fragilis)에는 효과가 없다. 

 

 

가. 세파졸린(Cefazolin)

 -연쇄상구균(Streptococci), 임질균(gonococci), 수막구균(meningococci), 디프테리아균(C.diphteriae), 헤모필루스 인플루엔자(H.influenzae), 클로스트리디아(clostridia)에 효과를 보인다. 

- 클렙시엘라(Klebsiella), 모락셀라 카타랄리스(Moraxella), 대장균(E.coli)에 대해서도 상대적으로 높은 효과를 보인다.

- 페니실리네이스를 생성 포도상구균(staphylococccal)에 대해 효능이 떨어진다.

- 8시간다마(0.5-2g) 정맥주사 및 근육주사 가능하다.

- 반감기는 2시간으로 신장에서 배설되며, 혈장과 담즙에서 높은 농도를 유지한다.

- 적응증: 주로 수술 전 예방, 대장균, 폐렴막대균 감염, 심각한 포도상구균감염(균혈증(bacteremia))

 

 

나. 세팔렉신(Cephalexin)

- 세파졸린과 비슷한 항균 범위를 가지고 있다.

- 페니실리네이스를 생성하는 포도상구균(staphylococcci), 헤로필루스 인플루엔자(H.influenzae)는 덜 효과적이다.

- 혈장 단백질 결합은 낮고, 담즙에서 높은 농도를 유지하며 신장에서 배설된다.

- 경구 투여되며 하루 4회(250-500mg)투여가 가능하다. 

- 반감기는 1시간정도이다. 

- 적응증: 요로감염,봉와직염, 연조직 농양(soft tissue abscess) 

 

 

다. 세파드록실(Cefadroxil)

- 세팔렉신의 구조적 유사체로, 항균 효과와 적응증은 세팔렉신과 유사하다.

- 조직 침투율이 좋고 감염 부위에서 더 지속적인 작용을 한다.

- 12시간 간격으로 투여가능하다.

- 반감기는 1시간으로 신장에서 배설된다.

 

 

 

 

 

(2) 2세대 세팔로스포린

1세대에 비하여 그람음성균의 항균영역이 확장되었으며, 혐기성 세균에 대해서도 항균력이 좋다.

 

가. 세푸록심(Cefuroxime)

- 베타-락타메이스를 생성하는 균(예- 페니실린 G 및 아목시실린 내성 H.influenzae, 폐렴구균(S.Pneumoniae), 수막염균(N.meningitidis) 등 그람양성구균, 일부 혐기성균에 효과적이다.

- 상대적으로 높은 뇌척수액(CSF) 농도를 도달하나 수막염 치료시 3세대 세팔로스포린으로 대체하여 사용하고 있다. 

- 세라티아(Serratia), 박테로이데스 프라길리스(B. fragilis)에 효과가 없다.

- 정맥, 근육주사 8~12시간마다 투여가능 

 

나. 세푸록심 악세틸 (Cefuroxime axetil)

- 경구 복용이 가능하며 하루 2번(250-500mg) 복용한다.

- 경구투여시 30~50%가 흡수되고 이후 세푸록심으로 분해된다. 

 

다. 세파클러 (Cefaclor)

-  1세대 세팔로스포린보다 헤모필루스 인플루엔자(H.influenzae) , 대장균(E.coli) , 프로테우스 미라빌리스(Pr. mirabilis), 일부 혐기성균에 대해 더 강력한 활성을 보인다.

- 경구용으로 상당한 활성을 보인다.

- 베타-락타메이스에 매우 취약하다. 

 

라. 세프로질(Cefprozil)

- 화농성연쇄상구균(S.pyogenes),폐렴구균(S.pneumoniae), 황색포도상구균(MRSA 제외), 헤모필루스 인플루엔자( H.influenzae), 모락셀라(Moraxella), 클럽시엘라(Klebsiella)에 대해 강화된 효과를 보인다. 

- 90% 이상의 좋은 경구 흡수율을 가지고 있으며 신장을 통해 배설된다.

- 반감기는 약 1.3시간이다.

- 주요 적응증: 기관지염 및 피부 감염

 

 

 

 

(3) 3세대 세팔로스포린

 그람음성균의 베타-락타메이스에 높은 저항성을 가지고 있어, 1,2세대보다 그람음성 장내 세균(Enterobacteriaceae)에 효과적이다.

또한 일부 약물은 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과하여 수막염 치료에 사용된다. 

 

베타-락타메이스를 생성하는 헤모필루스(Haemnophilus), 나이세리아(Neisseia)에 사용할 수 있다.

 

일부 약물은 녹농균(Pseudomonas)에도 억제할 수 있다.

항녹농균 세팔로스포린에는 세프타지딤(ceftazidime), 세포페라존(cefoperazone) 등이 있으며, 녹농균에 항균력은 약하지만, 그람양성균에도 항균력이 있는 항생제로 세포탁심(cefotaxime), 세프티족심(ceftizoxime), 세프트리악손(ceftriaxone) 등이 있다.

 

그러나 그람 양성 구균과 혐기성 균에 대한 효과가 낮다. 

 

가. 세포탁심(Cefotaxime)

- 3세대 세팔로스포린의 대표적인 약물로, 베타-락타메이스에 저항성이 있으며 대부분의 그람음성균과  일부 그람양성균에 강력히 작용한다.   

- 혐기성 균(특히 B. fragilis), 황색포도상구균(S.aureus), 녹농균(Pseudomonas)에 효과가 없다.

- 적응증: 그람음성균에 의한 수막염, 생명을 위협하는 내성/병원 획득 감염, 패혈증, 면역저하 환자에서의 감염

- 반감기는 1시간이지만, 대사물의 반감기가 길어 12시간 간격으로 투여가 가능하다. 

 

나. 세프티족심 (Ceftizoxime)

- 세포탁심과 유사한 항균 활성을 보이며 박테로이데스 프라길리스(B. fragilis)에도 효과가 있다.

- 신장에서 배설되며, 배설 속도는 느리고 반감기는 1.5-2시간이다. 

-적응증: 기관지염, ENT 및 피부 감염 등

 

다. 세프트리악손 (Ceftriaxone)

- 광범위한 심각한 감염에서 높은 효능을 보인다.

- 뇌척수액(CSF)에 침투력이 좋아 수막염에 사용된다.

  적응증: 수막염, 중증감염, 복잡한 요로 감염, 복부 패혈증, 패혈증 

- 반감기 8시간으로, 하루에 한 번 또는 두 번만 투여할 수 있다.  

- 주로 담즙으로 배설된다  

 

 

라. 세포타지딤 (Ceftazidime)

- 녹농균(P. aeruginosa)에 대해 강한 효과를 보이며, 장내세균에 대한 효과는 세포탁심과 유사하다.

- 황색포도상구균(S. aureus), 기타 그람 양성 구균 및 혐기성 균인 박테로이데스 프라길리스(B. fragilis)에 대해서는 덜 효과적이다. 

- 치료: 혈액암 환자, 화상 환자 등에서 발생하는 발열성 호중구 감소증 

- 반감기는 1.5-1.8시간이다.

 

 

마. 세포페라존(Cefoperazone)

- 녹농균(Pseudomonas) 에 대해 강한 효과를 보이며 박테로이데스 프라길리스(B.fragilis) 에도 효과가 있다.

- 다른 세균에 대해서는 상대적으로 약한 활성을 가지며 베타-락타메이스에 더 취약하다.

- 주로 담즙을 통해 배설되며, 반감기는 2시간이다.

 

 

바. 세프티족심 (Ceftizoxime)

- 세포탁심과 유사한 항균 활성을 보이며 박테로이데스 프라길리스(B. fragilis)에 효과가 있다.

- 신장에서 배설되며, 배설 속도는 느리고 반감기는 1.5-2시간이다.

- 적응증:  기관지염, ENT 및 피부 감염 등

 

사. 세포페라존 (Cefoperazone)

- 녹농균(Pseudomonas) 에 강한 활성을 보이며, 장티푸스(S, typhi) 및 박테로이데스 프라길리스(B. fragilis)에 효과가 있다. - 다른 세균에 대해서는 상대적으로 약한 활성을 보인다.

- 베타-락타메이스에 취약하다.

-주로 담즙을 통해 배설되며, 반감기는 2시간이다.

 

 

아. 세픽심(Cefixime)

-경구용으로, 장내 세균(Enterobacteriaceae), 헤모필루스 인플루엔자(H. influenzae), 화농성연쇄상구균(S. pyogenes)에 대해 높은 활성을 보인다.

- 많은 베타-락타메이스에 저항성이 있다.

- 황색포도상구균, 대부분의 폐렴구균, 녹농균(Pseudomonas)에 효과가 없다. 

- 반감기 3시간으로 1일 2회(200mg) 또는 1회(400mg) 복용한다. 

- 적응증: 호흡기, 요로, 담도 감염

 

 

자. 세포프독심 프록세틸(Cefpodoxime proxetil)

- 세포프독심의 경구용 전구체(predurg)로  장내 세균 및 연쇄상구균, 포도상연쇄상구균에 효과적이다.

- 적응증: 주로 호흡기, 요로, 피부 및 연조직 감염

 

차. 세프니디르 (Cefdinir)

- 베타-락타메이스를 생산하는 균과 호흡기 병원균, 특히 그람 양성 구균에 효과적이다.

- 적응증: 폐렴, 만성 기관지염의 급성 악화, ENT감염, 피부 감염 등

 

카 .세프티부텐 (Ceftibuten)

- 경구용으로, 그람 양성균과 일부 그람 음성균에 효과적이다. 

- 베타-락타메이스에 안정적이다.

- 반감기 2-3 시간으로 1일 1회(400mg) 복용한다. 

- 적응증: 호흡기 및 ENT감염

 

 

타. 세페타메트 피복실(Ceftamet pivoxil)

- 세페타메트가 체내에서 에스터결합이 분해되어 활성화되는 전구체(prodrug)로, 그람 음성균, 특히 장내 세균, 임질균에 효과적이다.

-적응증: 호흡기, 피부 및 연조직 감염 등

 

 

 

 

 

(4) 4세대 세팔로스포린

3세대 세팔로스포린과 유사한 항균범위이다.

그람 음성균의 범위를 확장하여녹농균(Pseudomonas)에 대해 항균효과가 있다.

베타-락타메이스에 대한 안정성과 항균 작용 기전을 통해 장내 세균에 높은 효과를 보인다.

그러나  광범위 락타메이스(ESBL)에 의해 가수분해 될 수 있다. 

 

 

가. 세페핌 (Cefepime)

- 3세대 세팔로스포린과 유사한 항균 범위를 확장하면서 베타- 락타메이스에 매우 강한 내성을 보인다.

- 녹농균(Pseudomonas) , 폐렴구균(S.pneumoniae), 헤모필루스 인플루엔자(H.influenzae), 황색포도상구균(S.aureus)에 효과가 있으나 MRSA에는 효과가 없다.

- 적응증: 병원감염성폐렴, 발열성 백혈구 감소증, 균혈증, 패혈증 등 심각한 감염 치료

- 반감기는 2시간으로 주로 신장을 통해 배설된다. 

- 1일 2회(1-2g) 투여 가능하며,

 

나. 세피프롬 (Cefpirome)

- 그람음성균의 포린 채널(porin channel)을 통한 침투가 용이하여 그람 양성균과 일부 그람 음성균에 대해 3세대 세팔로스포린보다 더 강력한 효과가 있다. 

- 베타-락타메이스에 강한 내성을 가진다.

- 적응증: 병원에서 발생하는 심각한 감염과 저항성 감염

 

 

 

(5) 5세대 세팔로스포린계

그람양성균, 그람음성균 및 일부 혐기성균에 효과가 있다. 

MRSA와 페니실린 내성균,  리스테리아(Listeria), 일부 장구균(Enterococcus faecalis)에 대해 항균효과가 있다.

녹농균에 효과가 없다. 

세프타롤린의 그람음성균에 대한 효과는 세프트리악손과 유사하며 세프토비트롤은 세프타지딤의 효과와 유사하다. 

 

가. 세프타롤린 포사밀 (Ceftaroline fosamil)

-정맥 주사 후 인산가수분해효소에 의해 활성 약물인 세프타롤린으로 빠르게 변환된다.

-MRSA, 페니실린 내성 폐렴구균, 내성 장구균(Enterococcus faecalis) 등 다양한 그람 양성균과 그람 음성균에 효과를 보인다.

-광범위 베타-락타메이스(ESBL)를 생성하는 균에는 효과가 없다.

-반감기는 2.6시간으로 주로 신장을 통해 배설된다.

-1일 12시간(600mg)마다 투여가능하나 복잡한 감염의 경우 8시간마다 다른 약물과 병용하여 사용되기도 한다.  

 

 

나. 세프토비프롤 메도카릴 (Ceftobiprole medocaril)

- MRSA와 병원감염성 폐렴(HAP), 지역사회획득폐렴 (CAP)과 관련된 그람양성균 및 그람음성균에 효과적이다.

- 대사가 거의 이루어지지 않으며 소변 그대로 배설된다.

- 반감기는 3시간이며 8시간 간격으로 주입 시에도 약물이 축적되지 않는다.

 

 

		투여경로	반감기
1세대	세파졸린	IM,IV	2
	세파드록실	oral	1
2세대	세푸록심	IM, IV	1-2
	세파클러	oral	0.6-0.9
3세대	세포탁심	IM, IV	1
	세프트리악손	IM, IV	7-8
	세포타지딤	IM, IV	1.8
	세포프록심	oral	1.9-3.7
	세픽신	oral	3