När vi lider av en bakterieinfektion är det vanligt att vi går till doktorn för att få antibiotika. Det finns dock ett brett utbud av antibiotika och de varierar både i fråga om användning och verkningsmekanism. Den här bilden sammanfattar de viktigaste klasserna och ger också en kort inblick i hur de bekämpar bakterieinfektioner. Vi kommer också att behandla var och en av grupperna i tur och ordning samt bakteriell resistens mot var och en av dem.
Bakterier i sig själva kan delas in i två breda klasser – Gram-positiva och Gram-negativa. Klasserna har fått sina namn från Gram-testet, som innebär att man tillsätter ett violett färgämne till bakterierna. Gram-positiva bakterier behåller färgen från färgämnet, medan Gram-negativa bakterier inte gör det och istället färgas röda eller rosa. Gramnegativa bakterier är mer resistenta mot antikroppar och antibiotika än grampositiva bakterier, eftersom de har en i stort sett ogenomtränglig cellvägg. De bakterier som orsakar MRSA och akne är exempel på grampositiva bakterier, medan de som orsakar borrelia och lunginflammation är exempel på gramnegativa bakterier.
Beta-laktamer
Beta-laktamer är ett brett spektrum av antibiotika, varav den första som upptäcktes var penicillin, som Alexander Fleming identifierade 1928. Alla beta-laktamantibiotika innehåller en beta-laktamring; de omfattar penicilliner, såsom amoxicillin, och cefalosporiner. De fungerar genom att störa syntesen av peptidoglykan, en viktig komponent i bakteriens cellvägg, och används främst mot grampositiva bakterier. Bakterier kan dock utveckla resistens mot beta-laktamer på flera olika sätt, bland annat genom att producera enzymer som bryter ner beta-laktamringen. Inom NHS är penicilliner de vanligaste antibiotika som förskrivs, med amoxicillin som det vanligaste i klassen.
Sulfonamider
Prontosil, en sulfonamid, var det första kommersiellt tillgängliga antibiotikumet och utvecklades 1932. Därefter utvecklades ett betydande antal sulfonamidantibiotika som definierades som bredspektrumantibiotika som kan verka på både grampositiva och gramnegativa bakterier. Till skillnad från beta-laktamerna verkar de inte genom att direkt döda bakterierna, utan genom att hämma bakteriesyntesen av B-vitaminet folat, vilket förhindrar bakteriernas tillväxt och reproduktion. I dag används sulfonamider sällan, delvis på grund av utvecklingen av bakteriell resistens, men också på grund av oro för oönskade effekter som hepatotoxicitet.
Aminoglykosider
Aminoglykosider hämmar syntesen av proteiner i bakterier, vilket slutligen leder till celldöd. De är endast effektiva mot vissa gramnegativa bakterier, samt vissa grampositiva bakterier, men absorberas inte under matsmältningen och måste därför injiceras. Vid behandling av tuberkulos var streptomycin det första läkemedlet som visade sig vara effektivt, men på grund av problem med toxiciteten hos aminoglykosider är deras nuvarande användning begränsad.
Tetracykliner
Tetracykliner är bredspektrumantibiotika som är verksamma mot både grampositiva och gramnegativa bakterier. Liksom sulfonamiderna hämmar de proteinsyntesen, vilket hämmar bakteriers tillväxt och reproduktion. Deras användning minskar på grund av ökande fall av bakteriell resistens; de används dock fortfarande vid behandling av akne, urinvägs- och luftvägsinfektioner samt klamydiainfektioner. De måste tas isolerat, ofta två timmar före eller efter att ha ätit, eftersom de lätt kan binda sig till maten, vilket minskar deras absorption.
Kloramfenikol
Ett annat bredspektrumantibiotikum, kloramfenikol, verkar också genom att hämma proteinsyntesen, och därmed bakteriers tillväxt och reproduktion. Det är dock också bakteriedödande mot ett begränsat antal bakterier. På grund av risken för allvarliga toxiska effekter används det i utvecklade länder i allmänhet endast i fall där infektioner bedöms vara livshotande, även om det också ibland används vid behandling av ögoninfektioner. Trots detta är det ett mycket vanligare antibiotikum i utvecklingsländer på grund av dess låga kostnad och tillgänglighet, och rekommenderas av Världshälsoorganisationen som en effektiv första linjens behandling av hjärnhinneinflammation i de länder som har låg inkomst.
Makrolider
Samma som beta-laktamerna är makroliderna huvudsakligen effektiva mot grampositiva bakterier, men de verkar bakteriostatiskt och förhindrar tillväxt och reproduktion genom att hämma proteinsyntesen. Deras effektivitet är marginellt bredare än penicillinernas, och de har visat sig vara effektiva mot flera bakteriearter som penicilliner inte är det. Även om vissa bakteriearter har utvecklat resistens mot makrolider är de fortfarande de näst vanligaste antibiotika som förskrivs inom NHS, med erytromycin som det mest förskrivna i klassen.
Glykopeptider
Glykopeptider inkluderar läkemedlet vancomycin – som vanligen används som ”sista utvägsläkemedel”, när andra antibiotika har misslyckats. Detta brukade vara den sista försvarslinjen mot infektioner, särskilt MRSA, men den senaste utvecklingen av nyare antibiotika i andra klasser har gett andra alternativ. Det finns dock fortfarande strikta riktlinjer för under vilka omständigheter vankomycin kan användas för att behandla infektioner, för att fördröja utvecklingen av resistens. De bakterier mot vilka glykopeptider är aktiva är annars något begränsade, och i de flesta fall hämmar de tillväxt och reproduktion snarare än dödar bakterier direkt.
Oxazolidinoner
Oxazolidinoner är aktiva mot Gram-positiva bakterier och verkar genom att hämma proteinsyntesen, och därmed tillväxt och reproduktion. Linezolid, som godkändes för användning år 2000, var det första marknadsförda antibiotikumet i klassen, även om föreningen cikloserin har använts som andra linjens tuberkulosbehandling sedan 1956. Linezolid är visserligen dyrt, men resistens verkar utvecklas relativt långsamt sedan introduktionen.
Ansamyciner
Denna klass av antibiotika är effektiv mot grampositiva bakterier samt vissa gramnegativa bakterier. De hämmar produktionen av RNA, som har viktiga biologiska roller inuti bakteriecellerna, och som sådant leder de till att bakteriecellerna dör. En underklass av antibiotika, rifamyciner, används för att behandla tuberkulos och spetälska. Sällan kan ansamyciner också uppvisa antiviral aktivitet.
Quinoloner
Quinoloner är bakteriedödande föreningar som stör replikationen och transkriptionen av DNA i bakterieceller. De är bredspektrumantibiotika och används ofta vid urinvägsinfektioner samt andra sjukhusförvärvade infektioner där resistens mot äldre antibiotikaklasser misstänks. Dessutom används de ofta i veterinärmedicinska syften, vilket på vissa håll har kritiserats för att påskynda resistensutvecklingen. Resistens mot kinoloner kan utvecklas särskilt snabbt. I USA var de de antibiotika som skrevs ut mest år 2002, och deras förskrivning vid olämpliga tillstånd eller virusinfektioner tros också vara en viktig bidragande orsak till resistensutvecklingen.
Streptograminer
Streptograminer är ovanliga i det avseendet att de vanligen administreras som en kombination av två antibiotika från de olika grupperna inom klassen: streptogramin A och streptogramin B. Var för sig uppvisar dessa föreningar endast en tillväxthämmande aktivitet, men i kombination har de en synergistisk effekt och kan direkt döda bakterieceller genom att hämma proteinsyntesen. De används ofta för att behandla resistenta infektioner, även om resistens mot själva streptograminerna också har utvecklats.
Lipopeptider
Lipopeptiderna, som upptäcktes 1987, är den senaste klassen av antibiotika och är bakteriedödande mot grampositiva bakterier. Daptomycin är den mest använda medlemmen i klassen; den har en unik verkningsmekanism som stör flera aspekter av cellmembranens funktion hos bakterier. Denna unika verkningsmekanism verkar också vara fördelaktig eftersom det för närvarande verkar vara sällsynt med resistens mot läkemedlet – även om det har rapporterats. Det ges via injektion och används vanligen för att behandla infektioner i hud och vävnad.
Antibiotikaresistens
Bakteriell resistens mot antibiotika ökar, till den grad att den har gjorts till fokus för årets Longitude Prize. Priset erbjuder en prissumma på 10 miljoner pund för utveckling av ett billigt och lättanvänt testkit för bakterieinfektioner, i hopp om att detta kommer att göra det möjligt för läkare att förskriva rätt antibiotika vid rätt tidpunkt för patienterna, och även förhindra att antibiotika förskrivs i fall av virusinfektioner. Förhoppningen är att båda dessa åtgärder ska bidra till att bromsa utvecklingen av antibiotikaresistens hos bakterier.
Grafiken i denna artikel är licensierad under en Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. Se webbplatsens riktlinjer för användning av innehåll.