Cephalosporine sind bakterizide Beta-Lactam-Antibiotika. Sie hemmen die Enzyme in der Zellwand von Bakterien anfällig, stören Zellwandsynthese. Es gibt 5 verschiedene Generationen von Cephalosporinen.
(Siehe auch Überblick über die antibakterielle Substanzen.)
Pharmakokinetik
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 Arzneimittel der 1. Generation sind hauptsächlich gegen grampositive Organismen wirksam. Höhere Generationen verfügen über ein erweitertes Wirkspektrum gegen aerobe gramnegative Stäbchen. DaDies Cephalosporine der 5. Generation Ceftarolin und Ceftobiprol sind gegen Methicillin-resistente Staphylococcus aureus wirksam. 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 Arzneimittel haben eine hervorragende Wirkung gegen
Grampositive Kokken
Die 1. Generation oral verfügbarer Cephalosporine wird häufig bei unkomplizierten Haut- und Weichteilinfektionen angewendet, die meist durch Staphylokokken und Streptokokken verursacht werden.
Parenterales Cefazolin wird häufig verwendet bei Endokarditis durch Methicillin-sensible S. aureus und zur Prophylaxe vor kardiothorakalen, orthopädischen, abdominellen und pelvinen operativen Eingriffen.
Zweite Generation Cephalosporine und Cephamycine
Cephalosporine der zweiten Generation sind wirksam gegen
Grampositive Kokken
Bestimmte Gramnegative Stäbchen
Cephamycine sind Medikamente, die ursprünglich von Streptomyces produziert wurden, heute aber synthetisch sind. Sie werden typischerweise zu den Cephalosporinen der 2. Generation gezählt. Cephamycine sind aktiver gegen Anaerobier, wie z. B.
Bacteroides spp, einschließlich B. fragilisBacteroides fragilis
Diese Arzneimittel können etwas weniger wirksam gegen grampositive Kokken sein als die Cephalosporine der 1. Generation. Cephalosporine der 2. Generation und Cephamycine werden oft bei polymikrobiellen Infekten mit gramnegativen Stäbchen und grampositiven Kokken eingesetzt. Da Cephamycine gegen Bacteroides spp. wirksam sind, können sie bei Infektionen mit V. a. Anaerobier eingesetzt werden (z. B. intraabdominelle Sepsis, Dekubitalgeschwüre, infizierte diabetische Füße). In manchen Kliniken sind diese Bakterien allerdings nicht mehr gegen Cephamycine empfindlich.
Cephalosporine der dritten Generation
Diese Arzneimittel sind wirksam gegen
Haemophilus influenzae und einige Enterobacterales (früher Enterobacteriaceae; (z. B. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis), die nicht AmpC Beta-Lactamase exprimieren oder erweitertes Spektrum Beta-Lactamase (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 und Methicillin-empfindliche Staphylokokken wirksam. 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
Fünfte Generation der Cephalosporine
Die Cephalosporine der 5. Generation Ceftarolin und Ceftobiprol sind wirksam gegen
Methicillin-resistenter S. aureus (MRSA)
Penicillin-resistente Streptokokken
Ampicillin-empfindlich und Beta-Lactamase-produzierend Enterococcus faecalis
Ihre Aktivität gegen andere grampositive Kokken und gramnegative Bacili ähnelt derjenigen des Cephalosporins der 3. Generation. Die Cephalosporine der 5. Generation sind nicht aktiv gegenPseudomonas Spezies
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 IV Ca-haltigen Lösungen theoretisch auch bei anderen Patienten als bei Neugeborenen möglich ist, sollten diese nicht innerhalb von 48 h vermischt oder an Patienten – egal welchen Alters – gegeben werden (bei 5 Halbwertszeiten von Ceftriaxon), auch nicht über verschiedene Infusionsleitungen an verschiedenen Stellen. 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).
Ceftriaxon sollte nicht Säuglingen, die an Hyperbilirubinämie leiden oder an Frühgeborenen gegeben werden, da in vitro, Ceftriaxon Bilirubin aus dem Serum Albumin verdrängen und möglicherweise Kernikterus 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
Anwendung während 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. 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.