Cephalosporine sind bakterizide Beta-Lactam-Antibiotika. Sie hemmen die Enzyme in der Zellwand von Bakterien anfällig, stören Zellwandsynthese. Es gibt mehrere Generationen von Cephalosporinen.
(Siehe auch Überblick über die antibakterielle Substanzen.)
Cephalosporine
Medikamente | Applikationsweg |
|---|---|
Erste Generation | |
Cefadroxil | Oral |
Cefazolin | Parenterale Gabe |
Cephalexin | Oral |
Cephradin | Oral |
Zweite Generation | |
Cefaclor | Oral |
Cefotetan* | Parenterale Gabe |
Cefoxitin* | Parenterale Gabe |
Cefprozil | Oral |
Cefuroxim | Parenteral oder oral |
3. Generation | |
Cefdinir | Oral |
Cefditoren | Oral |
Cefixim | Oral |
Cefoperazon/Sulbactam (in den USA nicht verfügbar) | Parenteral |
Cefotaxime | Parenterale Gabe |
Cefpodoxim | Oral |
Ceftazidime | Parenterale Gabe |
Ceftazidim/Avibactam | Parenteral |
Ceftibuten | Oral |
Ceftriaxon | Parenterale Gabe |
4. Generation | |
Cefepime | Parenterale Gabe |
Anti-MRSA-Cephalosporine | |
Ceftarolin/fosamil | Parenterale Gabe |
Ceftobiprole/Medocaril | Parenteral |
Andere Cephalosporine | |
Cefiderocol | Parenteral |
Ceftolozan/Tazobactam | Parenteral |
* Auch als Cephamycin klassifiziert. | |
MRSA = Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus. | |
Pharmakokinetik von Cephalosporinen
Cephalosporine penetrieren gut in die meisten Körperflüssigkeiten und die Extrazellulärflüssigkeit der meisten Gewebe, insbesondere bei entzündlichen Prozessen (begünstigen die Diffusion). Allerdings sind die einzigen Cephalosporine, die einen CSF-Spiegel erreichen, der hoch genug ist, um Meningitis zu behandlen folgende:
Ceftriaxon
Cefotaxime
Ceftazidime
Cefepime
Alle Cephalosporine dringen nur schlecht in die intrazelluläre Flüssigkeit und den Glaskörper ein.
Die meisten Cephalosporine werden primär über den Urin ausgeschieden, sodass ihre Dosis bei Patienten mit Niereninsuffizienz angepasst werden muss. Cefperazon und Ceftriaxon erfordern keine solche Dosisanpassung, da diese auch in signifikanter Menge biliär ausgeschieden werden.
Indikationen für Cephalosporine
Cephalosporine sind für die meisten der folgenden Erreger bakterizid:
Grampositive Bakterien
Cephalosporine werden in Generationen eingeteilt (siehe Tabelle Einige klinische Anwendungen der 3. und 4. Generationen Cephalosporine) Die Cephalosporine der ersten Generation sind vor allem gegen grampositive Organismen wirksam. Höhere Generationen verfügen über ein erweitertes Wirkspektrum gegen aerobe gramnegative Stäbchen. Die Cephalosporine Ceftarolin und Ceftobiprol wirken gegen Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA).
Cephalosporine haben die folgenden Einschränkungen:
Mangel an Aktivität gegen Enterokokken
Mangelnde Wirksamkeit gegen Methicillin-resistente Staphylokokken (außer bei Ceftarolin und Ceftobiprol)
Mangel an Wirksamkeit gegen gramnegative anaerobe Bazillen (außer Cefotetan und Cefoxitin)
Erste Generation Cephalosporine
Diese Cephalosporine haben eine ausgezeichnete Wirkung gegen
Grampositive Kokken
Bestimmte Gramnegative Stäbchen
Oral first-generation cephalosporins are commonly used for uncomplicated skin and soft-tissue infections, which are usually due to staphylococci and streptococci.
Parenterales Cefazolin wird häufig verwendet bei Endokarditis durch Methicillin-sensible S. aureus und zur Prophylaxe vor kardiothorakalen, orthopädischen, abdominellen und pelvinen operativen Eingriffen.
Je nach lokaler Suszeptibilität kann der gramnegative Erreger Escherichia coli sensitiv sein, und Cephalexin wird häufig bei unkomplizierten Harnwegsinfektionen eingesetzt.
Zweite Generation Cephalosporine und Cephamycine
Cephalosporine der zweiten Generation sind wirksam gegen
Grampositive Kokken
Bestimmte Gramnegative Stäbchen
Cephamycine sind Antibiotika, die ursprünglich von Streptomyces produziert wurden, heute aber synthetisch hergestellt werden. Sie werden typischerweise zu den Cephalosporinen der 2. Generation gezählt. Cephamycine sind aktiver gegen Anaerobier, wie z. B.
Bacteroides spp, einschließlich Bacteroides fragilis
Die Cephalosporine der zweiten Generation können gegen grampositive Kokken etwas weniger wirksam sein als Cephalosporine der ersten Generation. Cephalosporine und Cephamycine der zweiten Generation werden manchmal bei polymikrobiellen Infektionen eingesetzt, die gramnegative Bazillen und grampositive Kokken einschließen. Da Cephamycine gegen Bacteroides-Spezies. wirksam sein können, wurden sie bei Verdacht auf Anaerobier eingesetzt (z. B. bei intraabdominaler Sepsis, Dekubitalulzera, oder diabetischen Füßinfektionen). Diese Bakterien sind jedoch nicht mehr zuverlässig für Cephamycine empfänglich, sodass Cephamycine nicht mehr für die empirische Anwendung bei intra-abdominalen Infektionen empfohlen werden (1, 2).
Cephalosporine der dritten Generation
Diese Cephalosporine sind wirksam gegen
Haemophilus influenzae und die meisten Enterobacterales (früher Enterobacteriaceae; z. B. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis), die keine AmpC-Beta-Laktamase oder Extended-Spectrum-Beta-Laktamase (ESBL) produzieren
Die meisten Cephalosporine der 3. Generation, einschließlich Ceftriaxon und Cefotaxim, sind auch gegen einige grampositive Spezies, insbesondere Streptokokken, einschließlich einiger Stämme mit verminderter Penicillinempfindlichkeit, wirksam. Orales Cefixim und Ceftibuten besitzen nur eine geringe Wirksamkeit gegen S. aureus und, wenn sie bei Haut und Weichteilinfektionen eingesetzt werden, sollten auf unkomplizierte Infektionen durch Streptokokken beschränkt sein.
Ceftazidim und Cefoperazon sind gegen Pseudomonas aeruginosa wirksam, der Rest der Klasse dagegen nicht. Beide sind auch gegen Streptococcus-Spezies wirksam. Ceftazidim hat eine geringe Aktivität gegen grampositive Arten und ist für Staphylokokken-Infektionen ungeeignet. Die Zugabe von Avibactam zu Ceftazidim erhöht das Spektrum um Enterobacterales, die AmpC, ESBL oder Klebsiella pneumoniae Carbapenemase produzieren (KPC).
Diese Cephalosporine haben, wie auch die 4. Generation Cephalosporin, viele klinische Anwendungen (siehe Tabelle Einige klinische Anwendungen der 3. und 4. Generationen Cephalosporine).
Vierte Generation Cephalosporine
Das Cephalosporin der 4. Generation Cefepim ist wirksam gegen
Grampositive Kokken (ähnlich Cefotaxim)
Gramnegative Bakterien (verstärkte Aktivität), einschließlich P. aeruginosa (ähnlich Ceftazidim) und einige AmpC Beta-Lactamase-produzierende Enterobacterales, wie Enterobacter Spezies
Einige klinische Anwendungen der 3. und 4. Generationen Cephalosporine
Cephalosporin | Indikationen | Kommentare |
|---|---|---|
3. und 4. Generation Cephalosporine | Polymikrobiellen Infektionen mit gramnegativen Bakterien und grampositiven Kokken (z. B. intra-abdominale Sepsis, Dekubitusulzera, diabetische Fußinfektionen) | Falls erforderlich, zusammen mit anderen Antibiotika zur Abdeckung von Anaerobier oder Enterokokken verwendet |
Ceftriaxon und einige andere Cephalosporine der dritten Generation | Wird zusammen mit einem Makrolid oder Fluorchinolon verwendet, um atypische Erreger (Mykoplasmen, Chlamydophila-Spezies, Legionella spp) abzudecken | |
Cefotaxime Ceftriaxon | Akute Meningitis, vermutlich durch Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, oder Neisseria meningitidis hervorgerufen | Zusammen mit Ampicillin verwendet, um Listeria monocytogenes und zusammen mit Vancomycin, um S. pneumoniae mit reduzierter Penicillinempfindlichkeit (bis minimale Hemmkonzentration Ergebnisse*) abzudecken |
Cefpodoxim (oral) | Unkompliziert Haut- und Weichteilinfektionen, hervorgerufen durch Staphylokokken oder Streptokokken | Soll nicht verwendet werden, wenn ein Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus vermutet wird. |
Ceftazidim, Cefepim | Im Krankenhaus erworbene Pneumonie und beatmungsassoziierte Pneumonie Empirische Therapie für postneurochirurgische Meningitis, um Pseudomonas aeruginosa abzudecken. | Wird zusammen mit Vancomycin verwendet, um Methicillin-resistenten S. aureus abzudecken |
Ceftriaxon | Endokarditis durch HACEK Organismen verursacht | — |
Endokarditis durch Penicillin-empfindliche Streptokokken verursacht | — | |
Lyme-Krankheit mit neurologischen Komplikationen (außer bei isolierter Bell'scher-Lähmung), Karditis oder Arthritis | — | |
Unkompliziert Gonokokkeninfektionen, Ulcus molle oder beide | Doxycyclin zum Einnehmen, wenn eine Koinfektion mit Chlamydien nicht ausgeschlossen wurde | |
*Es wurden Pneumokokken-Stämme gemeldet, die resistent gegen Ceftriaxon und Cefotaxim sind, und Leitlinien empfehlen, dass Liquorstämme, die eine minimale Hemmkonzentration ≥ 1,0 mcg/ml haben, bis zur 3. Generation Cephalosporine als nichtempfindlich eingestuft werden. | ||
HACEK = Haemophilus species, Aggregatibacter (früher Actinobacillus) actinomycetemcomitans, Cardiobacterium hominis, Eikenella corrodens, und Kingella kingae. | ||
Anti-MRSA-Cephalosporine
Die Anti-MRSA-Cephalosporine (manchmal auch als Cephalosporine der fünften Generation bezeichnet) Ceftarolin und Ceftobiprol sind wirksam gegen
Methicillin-resistenter S. aureus (MRSA)
Penicillin-resistente Streptokokken
Ihre Aktivität gegen andere grampositive Kokken und gramnegative Bacili ähnelt derjenigen des Cephalosporins der 3. Generation. Die Anti-MRSA-Cephalosporine sind nicht gegen Pseudomonas-Spezies wirksam.
Andere Cephalosporine
Cefiderocol ist ein neuartiges siderophores Cephalosporin, das gegen viele resistente gramnegative Bakterien wirksam ist, einschließlich Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Stenotrophomonas maltophilia und die meisten enterischen gramnegativen Bakterien (z. B. E. coli , Klebsiella-Spezies), einschließlich solcher, die Beta-Lactamasen mit erweitertem Spektrum (ESBL) produzieren, Klebsiella pneumoniae-Carbapenemasen (KPC) und Metallo-Beta-Lactamasen (MBL) produzieren. Aufgrund dieses breiten Wirkungsspektrums gegen schwierige gramnegative Erreger ist Cefiderocol häufig der definitiven Therapie invasiver Infektionen gegen solche Erreger vorbehalten. Cefiderocol ist nicht wirksam gegen grampositive Bakterien oder Anaerobier.
Ceftolozan/Tazobactam ist ein Cephalosporin der neuesten Generation, das in erster Linie wegen seiner Wirksamkeit gegen multiresistente P. aeruginosa eingesetzt wird; es wirkt jedoch auch gegen die meisten enterischen gramnegativen Bakterien, einige Anaerobier und Streptokokken. Ceftolozan/Tazobactam ist gegen einige ESBL-produzierende oder AmpC-Beta-Lactamase-produzierende Stämme wirksam.
Literatur zu Indikationen
1. Solomkin JS, Mazuski JE, Bradley JS, et al. Diagnosis and management of complicated intra-abdominal infection in adults and children: guidelines by the Surgical Infection Society and the Infectious Diseases Society of America. Surg Infect (Larchmt). 2010;11(1):79-109. doi:10.1089/sur.2009.9930
2. Mazuski JE, Tessier JM, May AK, et al. The Surgical Infection Society Revised Guidelines on the Management of Intra-Abdominal Infection. Surg Infect (Larchmt). 2017;18(1):1-76. doi:10.1089/sur.2016.261
Kontraindikationen für Cephalosporine
Cephalosporine sind bei Patienten mit einer schweren Überempfindlichkeit gegen andere Cephalosporine in der Vorgeschichte kontraindiziert. Die Kreuzreaktivität mit Penicillinen und anderen Klassen von Beta-Lactamen, einschließlich anderer Cephalosporine, ist weniger häufig als bisher angenommen, insbesondere bei Patienten, die milde (nicht-anaphylaktische) Reaktionen auf Penicilline gezeigt haben. Etwa 2% der Penicillinallergiker haben eine Kreuzreaktivität mit Cephalosporinen (1, 2). Die Kreuzsensibilität mit einer Penicillinallergie ist nicht bei allen Cephalosporinen gleich; sie hängt von den spezifischen chemischen und strukturellen Merkmalen ab. Die Verwendung von Cephalosporinen der 3. oder 4. Generation oder von Cephalosporinen mit einer anderen R1-Seitenkette als das betreffende Penicillin birgt ein vernachlässigbares Risiko einer Kreuzallergie; insbesondere Cefazolin hat eine einzigartige Seitenkette und eine sehr geringe Kreuzreaktivität. Patienten, die eine Antibiotika-Allergie haben, reagieren jedoch etwas wahrscheinlicher auf ein anderes Antibiotikum. Daher sollten Cephalosporine mit Vorsicht an Patienten verabreicht werden, die eine signifikante allergische Reaktion auf andere Beta-Lactame gezeigt haben (3, 4, 5).
Ceftriaxon hat folgende Kontraindikationen:
Ceftriaxon IV darf nicht mit Ca-haltigen Infusionslösungen (einschließlich kontinuierlicher Ca-haltiger Infusionen wie parenterale Ernährung) bei Neugeborenen ≤ 28 Tage verabreicht werden, weil die Ausscheidung von Ceftriaxon-Ca-Salz ein Risiko darstellt. Tödliche Reaktionen mit Ceftriaxon-Ca-Präzipitaten in den Lungen und Nieren von Neugeborenen wurden beschrieben. Bisher wurden intravaskuläre oder pulmonale Präzipitate ausschließlich bei Neugeborenen, nicht aber bei anderen Patienten, die mit Ceftriaxon und Ca-haltigen Infusionslösungen behandelt wurden, beschrieben. Da jedoch eine Wechselwirkung zwischen Ceftriaxon und intravenösen, kalziumhaltigen Lösungen bei anderen Patienten als Neugeborenen theoretisch möglich ist, sollten Ceftriaxon und kalziumhaltige Lösungen nicht gemischt oder innerhalb von 48 Stunden (basierend auf 5 Halbwertszeiten von Ceftriaxon) verabreicht werden – auch nicht über verschiedene Infusionsleitungen an verschiedenen Stellen – und zwar bei jedem Patienten, unabhängig vom Alter. Es existieren keine Daten über mögliche Wechselwirkungen zwischen Ceftriaxon und oralen Ca-haltigen Produkten oder über eine Wechselwirkung zwischen i.m. Ceftriaxon und Ca-haltigen Produkten (IV oder oral einzunehmende).
Neugeborenen mit Hyperbilirubinämie und Frühgeborenen sollte Ceftriaxon nicht verabreicht werden, da dieses Antibiotikum in vitro Bilirubin aus dem Serumalbumin verdrängen und möglicherweise einen Kernicterus auslösen kann.
Literatur zu Kontraindikationen
1. Shenoy ES, Macy E, Rowe T, Blumenthal KG: Evaluation and management of penicillin allergy: A review. JAMA 321(2):188–199, 2019. doi: 10.1001/jama.2018.19283
2. Campagna JD, Bond MC, Schabelman E, Hayes BD: The use of cephalosporins in penicillin-allergic patients: A literature review. J Emerg Med 42(5):612–620, 2012. doi: 10.1016/j.jemermed.2011.05.035
3. Chaudhry SB, Veve MP, Wagner JL: Cephalosporins: A focus on side chains and β-lactam cross-reactivity. Pharmacy (Basel) 7(3):103, 2019. doi: 10.3390/pharmacy7030103
4. Collins CD, Scheidel C, Anam K, et al: Impact of an antibiotic side chain-based cross-reactivity chart combined with enhanced allergy assessment processes for surgical prophylaxis antimicrobials in patients with beta-lactam allergies. Clin Infect Dis pii:ciaa232, 2020. doi: 10.1093/cid/ciaa232
5. DePestel DD, Benninger MS, Danziger L, et al: Cephalosporin use in treatment of patients with penicillin allergies. J Am Pharm Assoc (2003) 48(4):530–540, 2008. doi: 10.1331/JAPhA.2008.07006
Verwendung von Cephalosporinen während der Schwangerschaft und Stillzeit
Cephalosporine gelten allgemein als sicher für die Verwendung während der Schwangerschaft. Keine Studien haben gezeigt, dass ein Risiko für menschliche Föten besteht, strenge prospektive Studien wurden jedoch nicht durchgeführt.
Cephalosporine können in die Muttermilch übergehen und die Darmmikrobiota des Säuglings verändern. Aus diesem Grund wird von der Anwendung während der Stillzeit oft abgeraten.
Unerwünschte Wirkungen von Cephalosporinen
Zu den wichtigsten potenziellen unerwünschten Wirkungen von Cephalosporinen gehören:
Überempfindlichkeitsreaktionen (am verbreitetsten)
Clostridioides (früher Clostridium)difficile– indizierte Diarrhö (pseudomembranöse Kolitis)
Positiver Coombs-Test (obwohl eine hämolytische Anämie sehr selten ist)
Die häufigsten systemischen Nebenwirkungen sind Überempfindlichkeitsreaktionen; Hautausschlag ist verbreitet, aber IgE-vermittelte Sofortreaktionen wie Urtikaria und Anaphylaxie sind selten.
Eine Kreuzallergie zwischen Cephalosporinen und Penicillinen ist selten. Cephalosporine können vorsichtig bei Patienten gegeben werden, bei denen anamnestische Hinweise auf eine verzögerte Überempfindlichkeit auf Penicilline bestehen (1). Bei i.m. Applikation kann es zu Schmerzen an der Injektionsstelle kommen, ebenso kann eine Thrombophlebitis nach IV Applikation auftreten.
Cefotetan können eine Disulfiram-ähnliche Wirkung haben und zu Übelkeit und Erbrechen führen, wenn Ethanol aufgenommen wird. Bei Gabe von Cefotetan können sich Prothrombinzeit/INR (International Normalized Ratio) und partielle Thromboplastinzeit auch erhöhen, dieser Effekt ist bei Vitamin- K-Gabe reversibel.
Literatur zu unerwünschten Wirkungen
Zagursky RJ, Pichichero ME: Cross-reactivity in β-lactam allergy. J Allergy Clin Immunol Pract 6(1):72–81.e1, 2018. doi: 10.1016/j.jaip.2017.08.027
