β-Lactamer

β-Lactamer, der omfatter cefalosporiner, er sidste valg, penicilliner, monobactams, og cephamycins, der betragtes som de mest succesfulde antibiotikum klasse opdagede (Lewis, 2013). β-lactamer udgør en vigtig del af behandlingen af pulmonal eksacerbation for CF-patienter. Ceftazidime, meropenem, flucloxacillin, piperacillin/taxobactam, og aztreonam er alle β-lactam-behandlinger almindeligt anvendt af CF-patienter., β-lactamer har en bakteriedræbende virkemåde, der forstyrrer cellevægssyntese, specifikt det endelige tværbindingstrin af peptidoglycan-laget (side, 2012; Tipper, 1979; Strominger og Tipper, 1965). β-Lactamer demonstrere en bred vifte aktivitet mod gram-negative og gram-positive bakterier (Holten og Onusko, 2000). Opdaget i 1928 af Alexander Fleming, i 1940 penicillin var den første antibiotikum at blive produceret i stor skala, og som er akkrediteret med at have sparet millioner af sårede under anden Verdenskrig. Men før opdagelsen af den første β-lactamase, der blev identificeret i 1940 i E., coli (Abraham og kæde, 1940), som blev modvirket af den første β-lactamaseinhibitor (clavulansyre) i 1976. Clavulansyre udgør sammen med amo .icillin nu en del af Augmentin (Foulstone and Reading, 1982). Efter den første β-lactamase har der været mange udfordringer for succesen med β-lactamer. Carbapenemases, der er klassificeret som enten molekylær klasse B (metallo-β-lactamases), A, D (serin carbapenemases, også kendt som oxacillinases) udgør tre af de fire kendte klasser af ß-lactamases (Miriagou et al., 2010). Værten af specifikke carbapenemaser varierer afhængigt af klassen., Metallo-β-lactamases formidles primært i P. aeruginosa, men også Acinetobacter baumanii, Enterobaceriaceae, og Klebsiella lungebetændelser (Queenan og Bush, 2007, Walsh, 2008). K. lungebetændelse er den mest almindelige væld af klasse A er sidste valg (Queenan og Bush, 2007), selv om der har været rapporter om dens forekomst i andre arter som Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica, E. coli, Enterobacter species, og Pseudomonas-arter (Queenan og Bush, 2007, Deshpande et al., 2006; Navon-vene 2006ia et al., 2006; Villegas et al., 2007; Bennett et al. , 2009). O A.acillinaser (klasse D) er almindelige i A., baumanii (2007ueenan og Bush, 2007). Senest har fremkomsten af Ne.Delhi metallo-β-lactamase-1 i 2008, som siden har spredt sig over hele verden, omdannet mildt patogene bakterier til dødelige MDR-bakterier (Rolain et al., 2010). Forekomsten af metallo-β-lactamaser i P. aeruginosa er af betydelig klinisk bekymring i betragtning af vigtigheden af P. aeruginosa i CF-lungeeksacerbationer. Metallo-β-lactamase–producerende P. aeruginosa har vist en stigning i de sidste 10 år, og har været impliceret i blodforgiftning og lungebetændelse (Kouda et al., 2009; Gutirezrre; et al., 2007; Pitout et al.,, 2007; Lagatolla et al., 2006). Extended spectrum β-lactamases (ESBLs) præsenterer en anden udfordring til behandling af gram-negative infektioner og er den vigtigste kilde til hospital – og community-erhvervet infektioner (Pitout og Laupland, 2008). Primært opstår i Enterobakterier, såsom E. coli og Klebsiella-arter, ESBLs har plasmid kodet evne til hydrolyzing β-lactamringen af oxy-imino-cefalosporiner (cefotaxime, ceftriaxon, og ceftazidime) og monobactams (aztreonam; Bush og Jacoby, 2010; Dortet et al., 2012)., Cephamycins (cefoxitin) og carabapenems (imipenem og meropenem), bevarer deres aktivitet mod ESBL-producerende bakterier. Beroligende, i nogle tilfælde β-lactamase inhibitorer såsom clavulansyre og tazobactam stadig har evnen til at hæmme ESBLs (Bush og Jacoby, 2010).

Bacteroides, Blautia, og Faecalibacterium arter har vist sig at øge i en undersøgelse af fire voksne efter en enkelt antibiotisk behandling med β-lactamer, såsom ampicillin, amoxicillin, cefazolin, og sulbactam (Perez-Cobas et al., 2013; Monreal et al., 2005)., Denne bakterieprofil har vist sig at være forbundet med bakteriedræbende midler, men ikke bakteriostatiske antimikrobielle stoffer. Den stigning, der ses hos Bacteroides-og Parabacteroides-arterne, kan forklares ved tilstedeværelsen af en høj hastighed af strains-lactamase-producerende stammer observeret i disse slægter. Derudover antyder høje niveauer af identificeret cfiA-Gen, at disse stammer fungerer som reservoirer for gener med antibiotikaresistens og den almindelige forekomst af cepA-gen, som er ansvarlig for produktion af cephalosporinaser og penicillinaser (Nakano et al., 2011; 2011ybo et al., 2007). Morotomi et al., (2011) rapporterede også en dominans af Enterococcus-slægten efter en enkelt β-lactam-antibiotikabehandling. Adamsson et al. (1999) viser, at sammenlignet med en makrolidbehandling (clarithromycin) viste en β-lactam-behandling reduceret, skønt stadig signifikant, økologisk påvirkning af de anaerobe populationer og mindre fremkomst af resistente stammer efter behandling. Den reducerede forstyrrelse af anaerobe populationer blev også bemærket af Stark et al. (1993). Derudover Pere. – Cobas et al., (2013) har vist de metaboliske virkninger af β-lactamer i ændringen af galdesyrer, kolesterol og hormoner af tarmbakterier. De viste et højere udtryk for gener relateret til energimetabolisme under β-lactam-behandling. Dette understøtter hypotesen om, at langvarig brug af antibiotika undergraver værts-mikrobe mutualistiske forhold.