항생제
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그람양성, 그람음성 세균 분류와 항생제에 대해 다룬다. 이 파트에서 문제가 직접 출제되는 경우는 거의 없지만 감염내과를 공부하는데 가장 기본이 되는 내용이므로 잘 알아두자. 항생제의 분류를 작용 기전과 작용 범위에 따라서 정리했다. 계열별 기전, cover하는 spectrum, 대표 항생제, 적응증을 알아두면 적절한 항생제 치료를 묻는 많은 문제의 답을 어렵지 않게 고를 수 있을 것이다.
1. 그람양성세균과 그람음성세균
1) 그람양성 세균
(1) Peptidoglycan 층(세포벽)이 두꺼움
(2) Gram stain에서 보라색으로 염색 (염색약이 잘 빠져나가지 못해 원래의 crystal violet 유지)
2) 그람음성 세균
(1) Peptidoglycan 층(세포벽)이 얆음
(2) Gram stain에서 빨간색으로 염색 (염색약이 빠져나가 counterstain에서 safranin으로 재염색됨)
3) 세균의 항생제 내성 기전
(1) 세포 내 침투 저하
(2) 항생제 작용 부위의 변화
(3) 항생제 불활성화 효소 분비 (ex. β-lactamase)
(4) 항생제를 세포 밖으로 배출
4) 그람양성 세균의 분류
Cocci | Clusters / tetrads | Coagulase(+) | Staphylococcus aureus | |
Coagulase(-) | Staphylococcus epidermidis Staphylococcus saprophyticus | |||
Long chains | β-hemolytic | Streptococcus pyogenes (GAS) | ||
Pairs and short chains < 6 | α-hemolytic (partial, green hemolysis) | Streptococcus pneumoniae (optochin sensitive) | ||
Enterococci, Gemella | ||||
β-hemolytic (complete hemolysis) | Streptococcus agalactiae (GBS) | |||
Rods | Aerobe | Bacillus, Corynebacterium, Nocardia | ||
Facultative anaerobe | Listeria, Erisypelothrix, Gardnerella | |||
Anaerobe | Clostridium, Lactobacillus, Propionibacterium, Actinomyces | |||
5) 그람음성 세균의 분류
Cocci | Neisseria, Moraxella | ||
Coccobacilli and Pleomorphic | Aerobic | Respiratory | Acinetobacter, Bordetella pertussis, Haemophilus |
Zoonoses | Brucella, Francisella, Bartonella | ||
Curved Rods | Microaerophilic | Campylobacter, Helicobacter | |
Halophilic | Vibrio | ||
Straight Rods | Obligate aerobes | Pseudomonas, Burkholderia | |
Aerobes | Respiratory | Legionella | |
Enteric | E. coli, Enterobacter, Klebsiella, Salmonella, Shigella | ||
Zoonotic | Pasteurella, Yersinia | ||
Anaerobes | Bacteroides | ||
6) 기타 세균
Acid Fast | Mycobacteria | ||
Spirochetes | Borrelia, Leptospira, Treponema | ||
Obligate Intracellular | Cell wall present | Rickettsia, Chlamydia, Coxiella | |
No cell wall | Mycoplasma, Ureaplasma | ||
7) 진균
Yeast (unicellular) | Budding, pseudohyphae | Candida |
Encapsulated, (+) India Ink, budding | Cryptococcus | |
Trophozoite, sporozoite, cyst forms | Pneumocystis | |
Mold (multicellular) | Branching, septated hyphae | Aspergillus |
Irregular aseptate hyphae | Mucor, Rhizopus (zygomycetes) |
2. 작용 기전에 따른 항생제 분류
작용 기전 | 항생제 | 항균 방식 |
세포벽 합성 억제 | β-lactam(penicillin, cephalosporin, monobactam, carbapenem), glycopeptide | Bactericidal |
핵산 합성 억제 | Quinolone, rifampin, metronidazole | |
세포막 변경/파괴 | Polymyxin E (colistin), daptomycin | |
단백질 합성 억제 | Aminoglycoside | |
Clindamycin, macrolide, linezolid, tetracycline, tigecycline | Bacteriostatic | |
세포대사 억제 | Trimethoprim/sulfamethoxazole (TMP-SMX) |
1) 세포벽 합성 억제
(1) β-lactam
Class | Antibiotics | Spectrum | Indication |
① Penicillin | |||
<β-lactamase(penicillinase)-susceptible> | |||
Natural penicillin | Penicillin G (IV) | Narrow: G(+) | 감염성 심내막염 1st line |
Benzathine penicillin G (IM) | Syphilis(신경매독 제외) 1st line | ||
Aminopenicillin | Ampicillin (IV) | 넓어짐: G(+), 일부 G(-) | 장내세균-active: 따라서 일부 G(-) cover 가능 |
Amoxicillin (PO) | |||
<β-lactamase(penicillinase)-resistant> | |||
Anti-Staphylococcal | Nafcillin, oxacillin (IV) | MSSA(methicillin-susceptible S. aureus) 1st line | |
With β-lactamase inhibitors | Ampicillin/sulbactam (IV) | Broad: G(+), G(-) | 항혐기균 효과 |
Amoxicillin/clavulanate (PO) | |||
Ticarcillin/clavulanate (IV) | |||
Piperacillin/tazobactam (IV) | |||
Class | Antibiotics | Spectrum | Indication |
② Cephalosporin | |||
1세대 | Cefazolin (IV), cephalexin, cefadroxil (PO) | G(+) | 수술 예방적 항생제: 피부상재균 대부분이 G(+)이기 때문 |
2세대 | Cefaclor (PO) | G(+), 일부 G(-) | 항-Haemophilus 효과 |
Cefoxitin, cefotetan (IV) | 항혐기균 효과 | ||
3세대 | Ceftriaxone, cefotaxime (IV), cefpodoxime (PO) | G(-) 위주 | 요로감염(UTI)에 효과 |
Ceftazidime, cefoperazone/sulbactam | 항녹농균 효과 | ||
4세대 | Cefepime, cefpirome (IV) | Broad: G(+), G(-) | 항녹농균 효과 |
Antibiotics | Spectrum | Indication |
③ Carbapenem | ||
Imipenem, meropenem, ertapenem | Broad: G(+), G(-) | • ESBL(extensive spectrum β-lactamase) 생성 G(-) 균주의 치료제 • 항혐기균 효과 • 항녹농균 효과 (ertapenem은 X) |
④ Monobactam | ||
Aztreonam | Narrow: G(-) | • 항녹농균 효과 • β-lactam 알레르기 환자에서 사용가능 |
(2) Glycopeptides
Antibiotics | Spectrum | Indication |
Vancomycin (IV) | G(+) | MRSA(methicillin-resistant S. aureus), 일부 enterococcus |
Teicoplanin (IV) | ||
Vancomycin (PO) | Clostridium difficile에 의한 거짓막대장염(PMC) |
2) 단백질 합성 억제
Antibiotics | Spectrum | Indication |
① Aminoglycoside | ||
Gentamicin, tobramycin, streptomycin, amikacin 등 | Narrow: G(-) | • 주로 G(+)을 cover하는 β-lactam과 병용 • TB의 2nd line, 일부 NTM(non-tuberculosis Mycobacteria) |
② Macrolides | ||
Erythromycin, clarithromycin, azithromycin | • Atypical bacteria - Mycoplasma pneumoniae - Chlamydia pneumoniae - Legionella pneumophila • Community-acquired pneumonia - β-lactam 항생제와 병용해서 사용 • Rickettsia | |
③ Lincosamide | ||
Clindamycin | Anaerobe | • 대표적인 항혐기균 항생제 |
④ Tetracycline: 소아에서 잘 사용하지 않음 (치아 착색 부작용) | ||
Doxycycline (PO) | • Chlamydia trachomatis • Rickettsia | |
Tigecycline | Broad spectrum 내성균주에 작용 항녹농균은 X | MRSA, VSE, MDR(Multi drug-resistant) G(-)균주 Complicated skin/soft tissue infection Complicated intra-abdominal infection 균혈증, 폐렴은 효과 입증 X (∵ Bacteriostatic) |
⑤ Linezolid | ||
Linezolid | G(+) | VRE, MRSA |
3) 핵산 합성 억제
(1) Quinolone: 소아에서 잘 사용하지 않음 (연골 독성)
세대 | Antibiotics | Spectrum | Indication |
1 | Nalidixic acid | G(-), limited | Fluor 가 결합되지 않은 최초의 quinolone, 현재 사용 X |
2 | Ofloxacin | G(-), extended | 주로 안약으로 사용 (conjunctivitis, cornea ulcer) |
Ciprofloxacin | 염증성 설사의 경험적 항생제 | ||
3 | Levofloxacin | G(+), G(-), atypical, respiratory | Respiratory fluoroquinolone: 폐렴 치료에 많이 쓰임 |
4 | Moxifloxacin | G(+), G(-), atypical, respiratory, 혐기균 |
(2) Rifampin: TB 1st line
(3) Metronidazole: 항혐기균 효과 → PMC, 세균성/트리코모나스 질염
4) 세포대사 억제: Trimethoprim/sulfamethoxazole (TMP-SMX, Bactrim)
(1) Pneumocystis jirovecii
(2) Listeria monocytogenes
(3) Toxoplasma gondii, Nocardia
5) 세포막 변경/파괴: Polymyxin B (Colistin)
• 다제내성균 (ex. MDR/PDR Acinetobacter/Pseudomonas, CRE)
3. 작용 범위에 따른 항생제 분류
1) 혐기균(anaerobes)
(1) 종류: Bacteroides fragilis, Peptostreptococcus, Clostridium difficile 등
(2) 항생제
① β-lactam/β-lactamase inhibitor
② Cephamycin (2세대 cephalosporin): Cefoxitin, cefotetan
③ Carbapenem
④ Clindamycin
⑤ Metronidazole
⑥ Moxifloxacin (4세대 quinolone)
2) 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)
(1) 병원내 획득감염의 주원인: 면역저하자에서 기회감염 일으킴
(2) Antipseudomonal antibiotics (CAMPFIRE)
① Carbapenems
② Aminoglycosides: Tobramycin, gentamicin, amikacin
③ Monobactams: Aztreonam
④ Polymyxins: Colistin
⑤ Fluoroquinolones: Ciprofloxacin, levofloxacin
⑥ ThIRd-and fourth-generation cephalosporins: ceftazidime(3rd), cefoperazone(3rd), cefepime(4th)
⑦ Extended-spectrum penicillins: Piperacillin, ticarcillin, mezlocillin, piperacillin/tazobactam
3) Intracellular microorganisms
(1) 세포 밖에서는 생존하지 못함 (ex. Rickettsia, Chlamydia, Brucella)
(2) 항생제: 세포 내로 유입될 수 있어야 함
① 단백질 합성 억제: Macrolide, clindamycin, doxycycline
② 핵산 합성 억제: Rifampin, quinolone
* β-lactam 항생제나 aminoglycoside는 효과적이지 않다.
KMLE 질환별 항생제 정리 표 | ||
분류 | 질환 | 항생제 |
순환기 | 감염성 심내막염 | • G(+): Penicillin (vancomycin if MRSA) • G(-): Aminoglycoside • 예방: Amoxicillin |
호흡기 | 폐렴 | • 일반: Resp. fluoroquinolone or β-lactam • ICU: Resp. fluoroquinolone + β-lactam • Mycoplasma, Legionella - Macrolide - Resp. fluoroquinolone - Tetracycline • Pneumocystis: TMP-SMX |
폐농양 | • 호기균 cover + 혐기균 cover - 호기균: Ceftriaxone, levofloxacin - 혐기균: Clindamycin, metronidazole | |
결핵 | • 2HREZ + 4HR(E) | |
백일해 | • Erythromycin | |
부비동염 | • Amoxicillin (S. pneumoniae) | |
급성 중이염 | • Amoxicillin (S. pneumoniae) | |
급성 후두개염 | • 3세대 cepha, 광범위 항생제 | |
소화기 | H. pylori 제균치료 | • PPI + (amoxicillin, clarithromycin, metronidazole 중 2개) |
곁주머니염 | • Ciprofloxacin (G(-) rod) + metronidazole (혐기균) | |
염증성 설사 | • Ciprofloxacin (G(-) rod) | |
콜레라 | • Macrolide | |
거짓막대장염 | • PO vancomycin • Metronidazole | |
항문 농양 | • 광범위 항생제 (면역저하자) | |
간농양 | • 3세대 cepha (+ metronidazole) | |
신장비뇨 | 무증상 세균뇨 | • 임신 or 비뇨기과 수술 예정 - Ampicillin, amoxicillin - Cephalosporin, nitrofurantoin |
급성 방광염 | • Fosfomycin, fluoroquinolone | |
급성 신우신염 | • 일반: Fluoroquinolone, ceftriaxone + gentamicin • 패혈증: 광범위 항생제 • 임신: Ampicillin + gentamicin, 3세대 cepha | |
급성 요도염 | • Ceftriaxone (Neisseria) + azithromycin (Chlamydia) | |
급성 전립샘염 | • Ciprofloxacin | |
여성의학 | GBS 예방 | • Penicillin, ampicillin |
산후 자궁내막염 | • 일반: Clindamycin + gentamicin • Parametrial phlegmon: 광범위 항생제 | |
질염 | • 세균성: Metronidazole, clindamycin • 트리코모나스: Metronidazole | |
골반염 | • 3세대 cepha + doxycycline | |
무른궤양 | • Azithromycin, 3세대 cepha | |
급성 유방염 | • Ampicillin, dicloxacillin (S. aureus) | |
신경 | 뇌수막염 | • 신생아: Ampicillin + 3세대 cepha (or gentamicin) • 기타: Vancomycin + 3세대 cepha |
기타 감염 | 단독/연조직염 | • Penicillin (GAS) • Nafcillin, vancomycin (S. aureus) |
괴사성 근막염 | • Penicillin (호기균) + clindamycin (혐기균) • Ampicillin-sulbactam (광범위) | |
감염성 관절염 | • Cefazolin, ampicillin-sulbactam, ampicillin • Vancomycin (MRSA) • Ceftriaxone (G(-)) | |
Toxic shock | • Penicillin + clindamycin | |
성홍열 | • Penicillin, amoxicillin (GAS) | |
Listeria | • Penicillin, ampicillin (G(+) rod) | |
파상풍 | • Metronidazole (anaerobic G(+) rod) | |
Pseudomonas | • Anti-Pseudomonal 항생제 | |
장티푸스 | • Ceftriaxone, ciprofloxacin, azithromycin (Salmonella) | |
비브리오 패혈증 | • Fluoroquinolone • Tetracycline + 3세대 cepha | |
매독 | • Benzathine penicillin G | |
Borrelia, Leptospira | • Doxycycline | |
Rickettsia | • Doxycycline, macrolide | |
카테터 감염 | • Vancomycin (MRSA) | |
Harrison 21e, pp.1148-1163
이미지: Gram (+) and (-)