β-Lactamer

β-Lactamer, omfatter cefalosporiner, carbapenemer, penicilliner, monobactams, og cephamycins, er ansett som den mest vellykkede antibiotikum klasse oppdaget (Lewis, 2013). β-Lactamer utgjør en viktig del av behandling av pulmonal forverring for CF-pasienter. Ceftazidim, meropenem, flucloxacillin, piperacillin/taxobactam, og aztreonam er alle β-lactam behandlingsformer som vanligvis brukes av CF-pasienter., β-Lactamer har en bakteriedrepende modusen for handling som forstyrrer cellen vegg utvikling, spesielt de siste cross-linking fasen av peptidoglycan layer (Side, 2012; Tipper, 1979; Strominger og Tipper, 1965). β-Lactamer demonstrere bredt utvalg aktivitet mot gram-negative og gram-positive bakterier (Holten og Onusko, 2000). Oppdaget i 1928 av Alexander Fleming, i 1940 penicillin var den første antibiotikum å bli produsert i stor skala, og er akkreditert med å ha reddet millioner av såret under andre Verdenskrig. Men, før den ble oppdaget første β-lactamase ble identifisert i 1940 i E., coli (Abraham og Kjede, 1940), som ble avverget av den første β-lactamase-inhibitor (clavulanic acid) i 1976. Klavulansyre, sammen med amoxicillin, er nå en del av Augmentin (Foulstone og Lesing, 1982). Etter den første β-lactamase-det har vært mange utfordringer for å lykkes med β-lactamer. Carbapenemases, klassifisert som enten molekylær klasse B (metallo-β-lactamases), En, eller D (serin carbapenemases, også kjent som oxacillinases) form i tre av de fire kjente klasser av β-lactamases (Miriagou et al., 2010). Det vert av spesifikke carbapenemases varierer avhengig av klasse., Metallo-β-lactamases er spres hovedsakelig i P. aeruginosa, men også Acinetobacter baumanii, Enterobaceriaceae, og Klebsiella lungebetennelse (Queenan og Bush, 2007, Walsh, 2008). K. lungebetennelse er den mest vanlige vert for klasse A carbapenemer (Queenan og Bush, 2007), selv om det har vært rapporter om dens forekomst i andre arter som Klebsiella oxytoca, Salmonella enterica, E. coli, Enterobacter arter, og Pseudomonas-arter (Queenan og Bush, 2007, Deshpande et al., 2006; Navon-Venezia et al., 2006; Villegas et al., 2007; Bennett et al., 2009). Oxacillinases (klasse D) er vanlig i A., baumanii (Queenan og Bush, 2007). Mest nylig, fremveksten av New Delhi metallo-β-lactamase-1 i 2008, har siden spredt seg over hele verden, har forvandlet mildt patogene bakterier i dødelig MDR bakterier (Rolain et al., 2010). Utbredelsen av metallo-β-lactamases i P. aeruginosa er av vesentlig klinisk bekymring gitt betydningen av P. aeruginosa i CF-lunge eksaserbasjoner. Metallo-β-lactamase–produserende P. aeruginosa har vist en økning de siste 10 årene og har vært innblandet i septikemi og lungebetennelse (Kouda et al., 2009; Gutiérrez et al., 2007; Pitout et al.,, 2007; Lagatolla et al., 2006). Extended spectrum beta-lactamases (esbl-er, skal) presentere en annen utfordring for behandling av gram-negative infeksjoner og er den viktigste kilden til sykehus – og samfunnet-ervervet infeksjoner (Pitout og Laupland, 2008). I hovedsak fremkommer i Enterobacteriaceae slik som E. coli og Klebsiella arter, esbl-er, skal ha plasmider kodet evne til hydrolyzing den β-lactam ring av oxy-imino-cefalosporiner (cefotaksim, ceftriaxone, og ceftazidim) og monobactams (aztreonam; Bush og Jacoby, 2010; Dortet et al., 2012)., Cephamycins (cefoxitin) og carabapenems (imipenem og meropenem) beholder sin aktivitet mot ESBL-produserende bakterier. Betryggende, i noen tilfeller β-lactamase-hemmere som clavulanic acid og tazobactam fortsatt har evnen til å hemme esbl-er, skal (Bush og Jacoby, 2010).

Bacteroides, Blautia, og Faecalibacterium arter har vist seg å øke i en studie av fire voksne etter en enkelt antibiotika behandling med β-lactamer som ampicillin amoxicillin, cefazolin, og sulbactam (Perez-Cobas et al., 2013; Monreal et al., 2005)., Dette bakteriell profil har vist seg å være assosiert med bakteriedrepende midler, men ikke bakteriostatisk antimikrobielle midler. Økningen sett i Bacteroides og Parabacteroides arter kan forklares med tilstedeværelsen av en høy grad av β-lactamase-produserende stammer observert i disse slektene. I tillegg kan høye nivåer av cfiA genet identifisert foreslår at disse stammer fungere som reservoarer for antibiotika resistens gener og felles forekomst av cepA-genet, som er ansvarlig for produksjon av cephalosporinases og penicillinases (Nakano et al., 2011; Wybo et al., 2007). Morotomi et al., (2011) rapporterte også om en dominans av Enterococcus slekten etter en enkelt β-lactam antibiotika behandling. Adamsson et al. (1999) viser at sammenlignet med et makrolid behandling (klaritromycin), en beta-lactam behandling viste redusert, selv om det fortsatt er betydelig, økologisk innvirkning på den anaerobe bestander og mindre fremveksten av resistente stammer etter behandling. Redusert avbrudd for anaerob bestander ble også bemerket av Stark et al. (1993). I tillegg, Perez-Cobas et al., (2013) har vist metabolske effekter av β-lactamer i endring av galle syrer, kolesterol og hormoner av tarmbakterier. De viste et høyere uttrykk av gener knyttet til energiomsetningen under beta-lactam behandling. Dette støtter hypotesen om at langvarig bruk av antibiotika undergraver vert-mikrobe mutualistic relasjoner.