β-Lactams

b-Lactams, joka kattaa kefalosporiinit, karbapeneemit, penisilliinit, monobactams, ja cephamycins, pidetään kaikkein onnistuneen antibiootti luokan löydetty (Lewis, 2013). β-laktaamit ovat tärkeä osa keuhkoahtaumatautipotilaiden keuhkojen pahenemisvaiheiden hoitoa. Keftatsidiimi, meropeneemi, flukloksasilliini, piperasilliini/taxobactam ja atstreonaami ovat kaikki CF-potilaiden yleisesti käyttämiä β-laktaamihoitoja., β-Lactams on bakteereja tappava toimintatapa, joka häiritsee soluseinän synteesiä, erityisesti lopullinen, cross-linking vaiheessa peptidoglykaanin kerros (Sivu, 2012; Sora, 1979; Strominger ja Sora, 1965). β-Laktaameilla on laaja-alainen vaikutus gramnegatiivisiin ja grampositiivisiin bakteereihin (Holten ja Onusko, 2000). Alexander Flemingin vuonna 1928 löytämä penisilliini oli vuonna 1940 ensimmäinen laajassa mittakaavassa tuotettu antibiootti, joka on akkreditoitu pelastamaan miljoonia haavoittuneita toisen maailmansodan aikana. , coli (Abraham and Chain, 1940), jonka torjui ensimmäinen β-laktamaasin estäjä (klavulaanihappo) vuonna 1976. Klavulaanihappo yhdessä amoksisilliinin kanssa on nykyään osa Augmentiinia (Foulstone and Reading, 1982). Ensimmäisen β-laktamaasin jälkeen β-laktaamien onnistumisessa on ollut monia haasteita. Carbapenemases, jotka on luokiteltu joko molekyyli-luokka B (metallo-β-beetalaktamaaseja), A tai D (seriini carbapenemases, joka tunnetaan myös nimellä oxacillinases) muodostavat kolme neljästä tiedossa luokat β-beetalaktamaaseja (Miriagou et al., 2010). Tiettyjen karbapenemaasien isäntä vaihtelee luokasta riippuen., Metallo-β-beetalaktamaaseja levitetään pääasiassa P. aeruginosa, mutta myös Acinetobacter baumanii, Enterobaceriaceae, ja Klebsiella keuhkokuume (Queenan ja Bush, 2007, Walsh, 2008). K. keuhkokuume on yleisin isäntä luokan karbapeneemit (Queenan ja Bush, 2007), vaikka on raportoitu, että sen esiintyminen muita lajeja, kuten Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica -, E. coli -, Enterobacter-lajit, ja Pseudomonas-lajit (Queenan ja Bush, 2007, Deshpande et al., 2006; Navon-Venezia ym., 2006; Villegas ym., 2007; Bennett ym., 2009). Oksakillinaasit (luokka D) ovat yleisiä A: ssa., baumanii (Queenan and Bush, 2007). Viimeksi syntymistä New Delhi metallo-β-laktamaasin-1 vuonna 2008, joka on sittemmin levinnyt maailmanlaajuisesti, on muuttanut lievästi patogeeniset bakteerit tappava MDR bakteerit (Rolain et al., 2010). Esiintyvyys metallo-β-beetalaktamaaseja P. aeruginosa on merkittävää kliinistä merkitystä, koska merkitys P. aeruginosa CF keuhkojen pahenemisvaiheita. Metallo-β-laktamaasia tuottavat P. aeruginosa ovat nousseet viime 10 vuotta ja on ollut mukana verenmyrkytys ja keuhkokuume (Kouda et al., 2009; Gutiérrez ym., 2007; Pitout et al.,, 2007; Lagatolla ym., 2006). Extended spectrum β-beetalaktamaaseja (Esbl) esittää toinen haaste hoitoon gram-negatiivisia infektiot ja ovat tärkein lähde sairaala – ja yhteisön saatuja tartuntoja (Pitout ja Laupland, 2008). Pääasiassa syntyvät, Enterobakteerit, kuten E. coli ja Klebsiella-lajien Esbl on plasmidi koodattu ominaisuus hydrolysoimaan β-lactam ring of oxy-imino-kefalosporiineille (kefotaksiimi, keftriaksoni, ja keftatsidiimi) ja monobactams (atstreonaami; Bush ja Jacoby, 2010; Dortet et al., 2012)., Kefamysiinit (kefoksitiini) ja karabapeneemit (imipeneemi ja meropeneemi) säilyttävät aktiivisuutensa ESBL: ää tuottavia bakteereja vastaan. Rauhoittavasti, joissakin tapauksissa β-laktamaasin estäjät, kuten klavulaanihappo ja tatsobaktaamin silti on kyky estää Esbl (Bush ja Jacoby, 2010).

Bacteroides, Blautia, ja Faecalibacterium laji on osoitettu lisäävän tutkimuksessa neljä aikuista, kun yksi antibiootti-hoidon β-lactams kuten ampisilliini, amoksisilliini, kefatsoliini, ja sulbactam (Perez-Cobas et al., 2013; Monreal et al., 2005)., Tämä bakteeri profiili on osoitettu liittyvän bakterisidinen aineita, mutta ei bakteriostaattisten mikrobilääkkeiden. Kasvu nähdään Bacteroides ja Parabacteroides lajeja voidaan selittää läsnäolo korkea β-laktamaasia tuottavat kannat havaittu nämä suvut. Lisäksi, korkea cfiA geeni tunnistettu olettaa, että nämä kannat toimivat varastoja antibiooteille vastustuskykyisiä geenejä ja yhteinen esiintyminen cepA-geeni, joka on vastuussa tuotannon kefalosporinaaseihin ja penicillinases (Nakano ym., 2011; Wybo ym., 2007). Morotomi ym., (2011) kertoi myös Enterococcus-suvun määräävän aseman yhden β-laktaamiantibioottihoidon jälkeen. Adamsson ym. (1999) osoittavat, että verrattuna makrolidi hoito (klaritromysiini), β-laktaami-hoito oli vähentynyt, vaikka yhä merkittävä ekologinen vaikutus anaerobinen väestön ja vähemmän resistenttejä kantoja hoidon jälkeen. Anaerobisten populaatioiden vähenemisen havaitsi myös Stark et al. (1993). Lisäksi Perez-Cobas et al., (2013) ovat osoittaneet β-laktaamien metaboliset vaikutukset suolistobakteerien sappihappojen, kolesterolin ja hormonien muuttumiseen. Ne osoittivat suurempaa energia-aineenvaihduntaan liittyvien geenien ilmentymistä β-laktaamihoidon aikana. Tämä tukee hypoteesia, jonka mukaan antibioottien pitkäaikainen käyttö heikentää isäntämikrobiston mutualistisia suhteita.