抗生物質

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培地上での実験。抗生物質を含むディスクの周囲では、黄色ブドウ球菌の繁殖が抑制される。菌が繁殖していない円形の部分を阻止円と呼ぶ。

抗生物質(こうせいぶっしつ、英語: antibiotics)とは、微生物が産生し、ほかの微生物など生体細胞増殖機能を阻害する物質の総称[1]。一般に抗菌薬(antibacterial drugs)と同義であるが、広義には抗ウイルス剤や抗真菌剤、抗がん剤も含む。

アレクサンダー・フレミング1928年アオカビから見付けたペニシリンが世界初の抗生物質である。ペニシリンの発見から実用化までの間には10年もの歳月を要したものの、いったん実用化されたのちはストレプトマイシンなどの抗生物質を用いた抗菌薬が次々と開発され、人類の医療に革命をもたらした。ペニシリンの開発は20世紀でもっとも偉大な発見のひとつで「奇跡の薬」と呼ばれることがあるのも、このことによる[2]

1990年頃には、天然由来の抗生物質は5,000〜6,000種類があると言われ、約70種類(微量成分を含めると約100種類)が実用に使われている。この他にも半合成抗生物質も80種が利用されている[1]

しかし乱用が指摘されており、抗生物質処方の50%以上は不適切であるとOECDは報告している[2]。WHOやCDCはガイドラインを作成し、適切な利用を呼び掛けている。

名称と定義[編集]

antibioticsの単語は、抗生物質の一種ストレプトマイシンを発見したセルマン・ワクスマンが1942年のアメリカ細菌学会で、二種の細菌が同じ場所に存在する際に生じる拮抗する現象(英語: antibiosis)を元に決められた。そのため、当初の抗生物質の定義は「微生物由来の、他の微生物の発育代謝を阻害する化学物質」であった[1]

1928年のペニシリンの発見以来、感染症に対する多くの「抗生物質」は細菌に対する「抗菌薬 (antibacterial drugs)」がほとんどであり、「抗生物質 (antibiotics)」と言えば「抗菌薬 (antibacterial drugs)」のことを指すことが一般だった。

その後探査と研究が進み、細菌以外の感染症が多く知られるようになり、ウイルス真菌等の感染症に対する抗生物質が次々と開発され、抗ウイルス薬抗真菌薬が出現し、また天然物を化学的に修飾して改良したり、天然ではなく人工合成の抗菌薬も開発されていった。やがて抗腫瘍物質を概念に含めるため、冒頭のような定義に拡大された[1]

1953年に国立予防衛生研究所(現:国立感染症研究所)の梅澤濱夫博士が発見したザルコマイシンは、細菌・真菌への抗微生物活性のみならず、抗腫瘍性活性を持つ抗生物質であった。北里研究所秦藤樹博士によるマイトマイシンC、イタリアのFederico Arcamone博士のアドリアマイシン(現:ドキソルビシン)も抗腫瘍性抗生物質として実用化された。

言い換えると、抗生物質とは「微生物の産生物に由来する抗菌薬、抗真菌薬、抗ウイルス薬、そして抗がん剤であり、その大半が抗菌薬」である。現在、感染症を専門とする研究機関・医療機関では「抗生物質」という名称はあまり用いられず、それぞれ「抗菌薬」・「抗ウイルス薬」・「抗真菌薬」・「抗寄生虫薬」と言う名称を用いる。

近年では化学合成で生産されるものや、天然の誘導体から半合成されるものもある[1]。ピリドンカルボン酸系(キノロン系ニューキノロン系)やサルファ剤など、完全に人工的に合成された抗菌性物質も、一般的に「抗生物質」と呼ばれることが多いが、厳密には「合成抗菌薬」と呼ぶのが正しい。抗菌性の抗生物質、合成抗菌薬をあわせて、広義の抗菌薬と呼ぶ。

さらに、生命活動に深く関与する酵素の活動を選択的に阻む物質、高等動物免疫系で活躍する物質なども含めた再定義が求められている[1]

分類[編集]

抗生物質の分類は、化学構造からの分類と作用による分類の2つがある[1]

化学構造からの分類では、β-ラクタム系アミノグリコシド系マクロライド系テトラサイクリン系ペプチド系、核酸系、ポリエン系などに大別されるが、さらに細かくペニシリン系、セフェム系モノバクタム系を加える場合もある[1]

作用からの分類では、抗細菌性、抗カビ真菌)性、抗ウイルス性、抗腫瘍性などに分けられる。用途を重視する場合は、医療用、動物用、農業用などで分類される。作用域から、広範囲・狭域で区分される事もある[1]作用機序から、細胞壁作用性などの呼称もある[1]

作用機序の分類としては、核酸合成阻害薬、細胞壁合成阻害薬、蛋白合成阻害薬に大きく分けられる。

核酸合成阻害薬
リファンピシン
細胞壁合成阻害薬
βラクタム系、ホスホマイシンバンコマイシン
蛋白合成阻害薬
テトラサイクリン系、マクロライド系、アミノグリコシド系、クロラムフェニコール

キノロン系やサルファ剤は核酸合成阻害を機序とした合成抗菌薬であり、抗生物質ではない。

薬理[編集]

抗生物質を含む抗菌剤は、細菌が増殖するのに必要な代謝経路に作用することで細菌にのみ選択的に毒性を示す化学物質である。例えば、β-ラクタム系抗生物質は細菌特有の細胞壁の合成を阻害するが、人体の細胞に対してはほとんど毒性を示さない。アルコールポビドンヨードなどのように、単に化学的な作用で細菌を死滅させる殺菌剤消毒薬とは区別される。

人類の最大の脅威であった細菌感染を克服し、平均寿命を大幅に伸ばすこととなった[3]。しかし、感染症との戦いは終わったわけではなく、治療法の開発されていない新興感染症、抗生物質の効力が薄くなるなどした再興感染症などが問題となっている。

また、抗生物質は病原性を示していない細菌にも作用するため、多量に使用すると体内の常在菌のバランスを崩してしまう場合がある。それにより常在菌が極端に減少すると、他の細菌や真菌(カビ)などが爆発的に繁殖し、病原性を示す場合もある。さらに、生き残った菌が耐性化する耐性菌の出現も問題となっている。

臨床応用[編集]

抗生物質の大部分は抗菌薬として使用される。抗菌薬の投与方法は臨床薬理学の考え方が適用されている。細菌感染症に対する抗生物質の投与は、抗生物質は化学療法剤とは異なるものの、臨床医学的にはまとめて化学療法と呼ばれている。

その他、ポリエンマクロライド系抗生物質は真菌の治療に使用される。また、癌治療にはマイトマイシンCやブレオマイシン、アドリアマイシンドキソルビシンなどの抗生物質が使用される。またシクロスポリンタクロリムスエベロリムスも抗生物質であり、免疫抑制剤として膠原病自己免疫疾患、移植医療の現場で活躍している。

耐性と乱用[編集]

米国CDCの"Get Smart"キャンペーンポスター。抗生物質は風邪などの感染症に効かないことを警告している。

耐性菌問題に関する組織は、不必要な抗生物質の使用を削減するキャンペーンを行っている[4]。耐性菌問題への対応のため、米国では省庁横断の耐性菌タスクフォースが作られた。タスクフォースにはアメリカ疾病予防管理センター (CDC)、アメリカ食品医薬品局 (FDA)、アメリカ国立衛生研究所 (NIH)、などの機関が参加している[5]

不適切な抗生物質処方である割合[2]
透析 12 - 37%
小児科 4.0 - 46.7%
クリティカルケア 14 - 60%
外来 10.5 - 69.0%
病院・三次医療機関 21 - 73%
長期ケア施設 21 - 73%
総合診療 (GP) 45 - 90%

OECDは抗生物質処方の50%以上は不適切であるとしている[2]。最も不適切な処方が行われているのは総合診療(GP)であった[2]

一般市民を対象としたキャンペーンも行われ、アメリカではChoosing Wiselyフランスでは政府による“Antibiotics are not automatic” キャンペーンが開始され(2002年)、不必要な抗生物質の処方削減をめざしている[2][6]

臨床ガイドライン[編集]

The first rule of antibiotics is try not to use them, and the second rule is try not to use too many of them.[7]
(抗生物質の第一のルールは使わないようにすること、第二のルールは使う種類を多くしすぎないようにすることである)

Paul L. Marino、 ICUブック 第3版[8]

Choosing Wisely勧告では、呼吸器ウイルス感染症に対して抗生物質を処方してはならない[2]。米国家庭医学会(AAFP)ガイドラインでは「児童・成人の風邪に対して抗生物質を使用してはならない(should not be used, エビデンスレベルA)と勧告している[9]米国品質保証委員会英語版(NCQA)によるHEDISにおいては2005年から「急性気管支炎への処方はゼロにすべき(should be zero)」と勧告している[10]

英国国立医療技術評価機構(NICE)ガイドラインでは、抗生物質の処方を控える、もしくは遅らせるべき患者として、急性中耳炎、 急性咽喉炎/急性咽頭炎/急性扁桃炎、 風邪、 急性鼻副鼻腔炎、 急性咳/急性気管支炎を挙げている[11]日本感染症学会と日本化学療法学会の合同ガイドラインでは、ウイルス性急性気管支炎に対しては、ほかに慢性呼吸器疾患を抱えていない限り抗生物質の投与を原則として推奨しない(推奨レベルA, エビデンスレベルI)[12]

家畜への投与[編集]

家畜においても、薬剤耐性菌リスク軽減のために農林水産省は「責任ある慎重使用」を求めている[13]

自閉症との関連の可能性[編集]

自閉症児と健康児の腸内細菌を比較するとクロストリジウム属の細菌が平均して10倍程度多い状況が報告されている。乳幼児時に多種多量の抗生物質の投与により腸内細菌の組成が破壊され、クロストリジウム属の増殖とともに自閉症に至った例が紹介されている。幼い脳にダメージを与えるクロストリジウム属の神経毒素が原因であると指摘している[14](詳細は自閉症を参照のこと)。

歴史[編集]

脚注[編集]

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  1. ^ a b c d e f g h i j 生化学辞典第2版、p.471【抗生物質】
  2. ^ a b c d e f g Tackling Wasteful Spending on Health, OECD, (2017-01), doi:10.1787/9789264266414-en, ISBN 9789264266599 
  3. ^ McKeown. T. (1979). The role of medicine. Oxford, Basil Blackwell.
  4. ^ Larson E (2007). “Community factors in the development of antibiotic resistance.”. Annu Rev Public Health 28: 435–447. doi:10.1146/annurev.publhealth.28.021406.144020. PMID 17094768. 
  5. ^ CDC - Antibiotic / Antimicrobial Resistance (Report). アメリカ疾病予防管理センター. (2009-03-12). http://www.cdc.gov/drugresistance/index.html. 
  6. ^ Sabuncu E, David J, Bernède-Bauduin C et al. (2009). Klugman, Keith P.. ed. “Significant reduction of antibiotic use in the community after a nationwide campaign in France, 2002–2007”. PLoS Med 6 (6): e1000084. doi:10.1371/journal.pmed.1000084. PMC 2683932. PMID 19492093. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2683932. 
  7. ^ Marino PL (2007). “Antimicrobial therapy”. The ICU book. Hagerstown, MD: Lippincott Williams & Wilkins. p. 817. ISBN 978-0-7817-4802-5. 
  8. ^ ポール L. マリノ 『ICUブック 第3版』 メディカル・サイエンス・インターナショナル、2008年3月ISBN 978-4-89592-500-6。 
  9. ^ Fashner J, Ericson K, Werner S (2012). “Treatment of the common cold in children and adults”. Am Fam Physician 86 (2): 153–9. PMID 22962927. http://www.aafp.org/afp/2012/0715/p153.html. 
  10. ^ Barnett, Michael L.; Linder, Jeffrey A. (2014). “Antibiotic Prescribing for Adults With Acute Bronchitis in the United States, 1996-2010”. JAMA 311 (19): 2020. doi:10.1001/jama.2013.286141. ISSN 0098-7484. 
  11. ^ CG69: Respiratory tract infections (self-limiting): prescribing antibiotics (Report). 英国国立医療技術評価機構. (2008-07). https://www.nice.org.uk/guidance/cg69/. 
  12. ^ 一般社団法人日本感染症学会、公益社団法人日本化学療法学会 JAID/JSC感染症治療ガイド・ガイドライン作成委員会「JAID/JSC感染症治療ガイドライン―呼吸器感染症―」、『日本化学療法学会雑誌』第62巻、一般社団法人日本感染症学会、公益社団法人日本化学療法学会、2014年1月、 71頁。
  13. ^ 家畜に使用する抗菌性物質について”. 農林水産省 (2016年10月27日). 2016年11月1日閲覧。
  14. ^ アランナ・コリン著、矢野真千子訳『あなたの体は9割が細菌』 p111ほか、2016年8月30日、河出書房新社、ISBN978-4-309-25352-7

参考文献[編集]

  • 抗菌薬の考え方、使い方 中外医学社 ISBN 4498017587
  • 『生化学辞典第2版』 東京化学同人1995年、第2版第6刷。ISBN 4-8079-0340-3。

関連項目[編集]