Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler

Transkript

1 .Ü. Cerrahpafla T p Fakültesi Sürekli T p E itimi Etkinlikleri Ak lc Antibiyotik Kullan m ve Eriflkinde Toplumdan Edinilmifl Enfeksiyonlar Sempozyum Dizisi No: 31 Kas m 2002; s Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler Prof. Dr. Y ld r m Aktu lu Mikroorganizmalara karşı yapılan savaşımda kullanılan maddeler, antimikrobiyal ajanlar başlığı altında toplanmaktadır. Bunların, başka mikroorganizmalar tarafından oluşturulup ortama salınanları antibiyotikler, kimyasal maddelerden türetilenler ise kimyasal antimikrobik ilaçlar şeklinde gruplandırılmaktadır. 19. yüzyılın son çeyreği ile 20. yüzyılın ilk çeyreğinde en hızlı atılımını sergileyen mikrobiyoloji bilimi, hastalıkları oluşturan mikroorganizmaları saptayacak tanı ve üretim tekniklerinde büyük ilerlemeler sağlamış, aşı ve bağışık serum kullanımını gerçekleştirerek hastalıklara karşı aktif ve pasif korunma alanında büyük başarılar elde etmiştir. Küçük bir örneğini kendimizden verirsek, yılları arasında geçen I. Dünya Savaşı sırasında tifüs ve tifo salgınlarında büyük kayıplar veren ordumuzda, yılları arasında verilen Ulusal Kurtuluş Savaşı sırasında hiçbir salgın hastalık görülmemiştir. Bunu sağlayan askerin salgın hastalıklara karşı aşılanması idi. Bu yıllarda hastalıkların antimikrobik ilaçlarla sağaltım olanakları çok kısıtlı olduğu için sağaltımdan çok koruyucu yöntemlerle yani aktif ve pasif bağışıklama, dezenfeksiyon ve sterilizasyon yöntemlerini titizlikle uygulayarak kitlelerin salgın hastalıklara karşı korunması için çaba gösteriliyordu. Yaşayan bir mikroorganizmadan elde edilen maddelerle başka bir mikroorganizmayı yok etme fikri, mikrobiyoloji bilimi kadar eskidir. Antibiyotikleri tanımadan sağaltımda kullanmanın ilk örneklerine eski Çin de rastlanmıştır. Günümüzden 2500 yıl önce Çinliler, küflenmiş soya fasulyasından yaptıkları ilaçları değişik deri enfeksiyonlarının sağaltımında kullanmışlardır. Dünyanın değişik alanlarında değişik zamanlarda uygarlıklar kurmuş insan topluluklarının, özellikle bitkilerden yapılmış ilaçlarla yüzeyel ve sistemik enfeksiyonları sağaltmaya çalıştıklarını gösteren yazılı kanıtlar vardır. Enfeksiyon hastalıklarının modern ilaçlar ile sağaltılabildiği günümüzde bile, özellikle geri kalmış toplumlarda, çoğunun içeriği gizli tutulan halk ilaçlarının oldukça 9

2 Y ld r m Aktu lu yaygın biçimde kullanıldığı yadsınamayacak bir gerçektir. Çoğu bitkisel kaynaklı olan bu ilaçların antibiyotik yapan mikroorganizmaları veya bunların etkili maddelerini içerdikleri düşünülebilir. Mikroorganizmaların sağaltımda yararlanılabilecek bir klinik potansiyele sahip olabileceklerini gözlemlerine dayanarak ilk kez düşünen Pasteur ve Joubert olmuştur. Havadaki bakterilerle kirlenmiş insan idrarında üreyemeyen şarbon basillerinin steril idrarda kolayca üreyebildiklerini gözlemleyen araştırmacılar, patojen olmayan bakterilerle karşılaştırılarak deney hayvanlarına bulaştırılan patojen şarbon basillerinin, enfeksiyona yol açamadıklarını da göstermişlerdir. Gözlemlerini, deneylerini ve sonuçlarını 1877 yılında yayınlayan Pasteur ve Joubert, enfeksiyonların antibiyotik maddelerle sağaltımı alanındaki ilk umut ışıklarını oluşturmuşlardır yüzyılın son çeyreği ile 20. yüzyılın ilk çeyreğinde, değişik bakteri kültürlerinde antibiyotik özellikleri gösteren değişik maddelerin oluşabildiği gösterilmiş, ancak bu maddelerin elde edilme ve araştırılma güçlükleri yanında yüksek toksisiteleri, sağaltım amacıyla kullanılmalarına olanak vermemiştir. Çevresel önlemlerin geliştirilmesi, sanitasyon ve sterilizasyon yöntemlerinin bulunması uygulanması, aşı ve bağışık serumla aktif ve pasif bağışıklığın oluşturulması gibi çabalar, enfeksiyon hastalıklarının kitlesel yıkımını büyük ölçüde önlemiş olsalar bile, mikroorganizmaları ve yol açtıkları hastalıkları yok edememişlerdir. Bunlar bireysel veya sınırlı kitlesel ölümlere yol açabildikleri gibi, yanlış ve/veya geç tanılar sonunda, küçük veya büyük salgınlara kaynak oluşturmaya devam etmişlerdir yılında sağaltım alanına sokulan ve replasman sağaltımı adı verilen yeni bir yöntem, in vitro koşullarda patojen olan bakterilerin üremelerini inhibe edebilen ancak kendileri patojen olmayan bakterilerin, in vivo koşullarda bu patojen bakterilere karşı kullanılmaları temeline dayanıyordu. Replasman sağaltımı veba, tifo, difteri, şarbon gibi hastalıkların sağaltımında sınırlı bir başarı ile kullanılmıştır. Yine bu amaçla Lactobacillus acidophilus un sütteki kültürleri, ağız yolundan verilerek değişik barsak enfeksiyonlarının sağlatılmasına çalışılmıştır. Bunun gibi akut ateşli romatizma, akut nefrit, kore gibi ağır seyirli ve sekel bırakıcı hastalıklardan sorumlu tutulan patojen streptokok kolonizasyonlarını kazımak ve önlemek için, nazofarenkse patojen olmayan stafilokokların enplante edilmeleri yöntemi yılları arasında sık kullanılmış, ancak umulan sonuçlara ulaştırmamıştır. Enfeksiyon hastalıklarının ilaçlarla sağlatılması çabaları 20. yüzyılın ikinci çeyreğinde giderek yoğunlaştırılmış ve 1935 yılında sonuca ulaştırılmıştır yılında Almanya da I.G. Farbenindustrie araştırmacılarından Klarer ve Mietzsch, birçok azo boyasının sentezini başardılar ve patentlerini aldılar; bunlar arasında prontosil de vardı. Bütün bu maddelerin antibakteriyel güçle- 10

3 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler ri in vitro koşullarda araştırıldı, fakat olumlu sonuç alınamadığı bildirildi. Aynı kurumun araştırmacılarından Domagk ise prontosili in vivo koşullarda, farelerdeki deneysel streptokok enfeksiyonlarına karşı denedi ve etkili buldu. Çalışmalarını deneysel hemolitik streptokok ve diğer bakteri enfeksiyonlarında sürdüren Domagk elde ettiği sonuçları 1935 yılında yayınladı. 2 Bu çalışmalar Domagk a 1938 yılında Nobel ödülünü kazandırdı da Colebrook ve Kenny insanlardaki doğal sepsis ve menengokok enfeksiyonlarında elde ettikleri başarılı sonuçları bildirdiler. 3 Sulfonamid terimi, paraamino benzen sulfonamid (sulfonilamid) türevleri için kullanılmaktadır. 10 yıl içinde 5400 değişik sulfonamid molekülünün sentezi yapılmış, çoğunun antibakteriyel gücü araştırılmıştır. Penisilinin klinikte kullanılmaya başlandığı 1944 yılına kadar değişik sulfonamid preparatları antibakteriyel kemoterapinin seçkin hatta yaşam kurtarıcı ilaçları olmuşlardır. Ancak değişik gruplardan antibiyotiklerin ardarda sağaltım alanına girmeleri, sulfonamidleri oldukça sık görülen toksik ve allerjik yan etkileri, bakterilerin bunlara karşı kolay direnç oluşturabilmeleri gibi zayıf yönleri, sulfonamidleri giderek gözden düşürmüş, kullanım alanlarını büyük ölçüde sınırlandırmıştır yılında bakteriolitik bir ajan olan trimetoprim ile kombine edilen sulfonamidler (sulfametoksazol), enfeksiyon hastalıklarının korunma ve sağaltımında yeniden ve geniş ölçüde kullanım alanı bulmuşlardır yılında Londra da, St. Mary s Hospital da stafilokok varyantları üzerinde çalışmakta olan Alexander Fleming, bir kültür ortamına havadan bulaşmış küf mantarı kolonisi çevresinde stafilokokların üreyemediklerini, tersine öldüklerini ve eridiklerini saptamıştır. Bu mantarın buyyon kültür filtratını in vitro koşullarda değişik mikroorganizmalara karşı deneyen A. Fleming, yeterli saflıkta elde edilemeyen ve dayanma süresi kısa olan penisilini denediği bakterilere karşı çok aktif bulmamış, aslında antibiyotik çağını açan bu büyük keşfi üzerindeki deney ve çalışmalarına dönmüş, 12 yıl süreyle penisilin konusuyla ilgilenen olmamıştır yılında Oxford Üniversitesi William Dunn Patoloji Okulu ndan H. W. Florey başkanlığındaki araştırma grubu, penisilin konusuna yeniden dönmüş ve deneysel çalışmaları başlatmıştır. Chain ve Abraham ın da dahil olduğu bu grup penisilinin deneysel stafilokok enfeksiyonlarında başarılı olduğunu 1940 yılında göstermiş ve 1941 yılında karışık stafilokok + streptokok enfeksiyonu nedeniyle ölmek üzere olan bir hastada etkinliğini göstermiştir. 2. Dünya Savaşı nın bütün hızıyla sürdüğü bu yıllarda yoğun Alman hava bombardımanları altında penisilin çalışmalarını sürdürmekte olan İngiliz araştırmacılar çalışmalarını Amerika Birleşik Devletleri ne kaydırmak zorunda kalmışlardır. Burada üretim yöntemlerinin geliştirilmesi, üretimde daha aktif penicillium türlerinin kullanılması penisilin üretimini hızla arttırmış ve 11

4 Y ld r m Aktu lu 1942 yılında 120 milyon üniteye ulaştırmıştır. Yale Üniversitesi ve Mayo Kliniği nde yapılan deneysel çalışmalar ve insana uygulamalardan olumlu sonuçlar alınmış, 1943 yılının ilkbaharında penisilin Amerikan Ordusu nda kullanılmaya başlamış ve 200 asker bu antibiyotikle sağaltılmıştır. Alınan iyi sonuçlar, penisilinin tüm Amerikan Ordusu nda kullanılmasına olanak vermiştir yılında bulunan ve hızla geliştirilen fermantasyon tekniği penisilin üretimini 1950 yılında 562 trilyon üniteye (375 ton) yükseltmiş ve bu antibiyotik dünyanın her yerinde, özellikle streptokok ve stafilokok enfeksiyonlarına karşı yaygın kullanım alanı bulmuştur yılından sonra dünyanın değişik yerlerinden penisilin G ye ve oral kullanılan penisilin V ye karşı direnç gösteren stafilokok enfeksiyonları bildirilmeye başlamıştır. Ayrıca penisilin sağaltımını izleyen ağrı seyirli gram-negatif bakteri enfeksiyonları dikkati çekmiştir. Penisilin G ve bundan elde edilen oral penisilin V nin etkisiz olduğu bakterilere karşı yeni penisilin türevlerini oluşturma yolları aranmış, Penicillium chrysogenum kültürlerinden elde edilen 6-aminopenisilanik asit çekirdeğinden penisilin G ve V ye dirençli bakterilere karşı daha etkili semisentetik penisilinlerin üretimi sağlanmıştır yılında stafilokok penisilinazına dirençli metisilinin sağaltım alanına verilmesini, 1961 yılında ve sonrasında gram-pozitif mikroorganizmalar yanında gram-negatiflere de etkili olan ampisilin ve diğer aminopenisilinler izlemiştir. Penisilin üretiminin hızla arttırılması başlangıçta çok pahalı olan fiyatın düşmesine, preparatların iyileştirilmesi ise uygulama sırasında daha az yan etki oluşmasına olanak sağlamıştır. Stafilokok gibi gram-pozitif, pseudomonas gibi gram-negatif mikroorganizmaların salgıladıkları penisilinazlara daha dirençli semisentetik penisilin gruplarının oluşturulmasına karşın, A grubu beta hemolitik streptokokların dışında kalan bütün gram-pozitif ve gram-negatif mikroorganizmaların penisilinlere karşı değişik mekanizmalarla geliştirdikleri direnç, ucuz antibiyotik sağaltımının önündeki en büyük engel olmayı sürdürmektedir yıllları arasında Actinomycete ler üzerinde çalışmakta olan Waksman ve arkadaşları 1944 yılı başlarında bir Streptomyces griseus kültüründen streptomisin adının verdikleri bir antibiyotik elde ettiler. Bu madde, aerop gram-negatif ve gram-pozitif mikroorganizmalar yanında Mycobacterium tuberculosis e karşı da çok etkili bulundu. 6 Ancak sevinç kısa sürdü. Çok geçmeden, özellikle gram-negatif mikroorganizmaların ve M.tuberculosis suşlarının bu antibiyotiğe karşı hızla direnç oluşturabildikleri ortaya çıktı ve bu antibiyotiğin kullanım alanı daraldı. Günümüzde streptomisin tüberküloz sağaltımı gibi dar alanlarda, kesin endikasyonlarla ve çoğunlukla kombinasyonlar halinde kullanılan bir antibiyotiktir. 12

5 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler 1949 yılında Waksman ve Lechevalier bir toprak mikroorganizması olan Streptomyces fradiae yi izole ettiler. Bu mikroorganizma üreme ortamına neomisin adı verilen antibakteriyel etkiye sahip değişik maddeler yaymakta idi. Bu maddelerin en güçlü antibakteriyel etkiye sahip olanı neomisin B, aşırı nefrotoksisite ve ototoksisitesi yüzünden parenteral yoldan kullanılamadı. Günümüzde neomisin B, yüzeyel enfeksiyonların sağaltımında deri yolundan ve ameliyat öncesinde barsak florasının inhibe edilmesi için ağız yolundan kullanılmaktadır. Japon araştırmacıları Umezawa ve arkadaşları 1957 yılında Streptomyces kanamyceticus kültürlerinden antibakteriyel etkiye sahip başka bir aminoglikozid bireyini izole ettiler. Kanamisin adı verilen bu antibiyotik yüksek toksisitesi ve duyarlı mikroorganizmalarda hızla direnç oluşturması nedeniyle sistemik olarak kullanılamadı. Günümüzde kanamisin, yüzeyel enfeksiyonların sağaltımında deri yolundan, cerrahi girişimler öncesinde barsak florasını bastırmak amacıyla ağız yolundan sınırlı olarak kullanılmaktadır. 7 Aminoglikozid türevleri konusunda çalışmakta olan Weinstein ve arkadaşları 1964 yılında Micromonospora purpurea kültürlerinden güçlü antibakteriyel etkiye sahip yeni bir aminoglikozid bireyi izole ettiklerini bildirdiler. 8 Gentamisin adı verilen bu antibiyotik 1969 yılında kullanıma sunuldu ve gram negatif bakterilere karşı yaygın olarak kullanıldı yılında Preston ve Wick Streptomyces tenebravius kültürlerinden yeni bir aminoglikozid bireyi izole ettiler. Tobramisin adı verilerek yayınlanan 9 bu aminoglikozid bireyi, 1974 yılında kliniklerde kullanılmaya hazır hale getirildi. Kawaguchi ve arkadaşları 1972 yılında kanamisin A dan ilk semisentetik aminoglikozid bireyi olan amikasini elde ettiler. 10 Bakterilerin asetilat, adenilaz ve fosforilat gibi aminoglikozidleri inaktive edici anzimlerine karşı çok dirençli olan amikasin, özellikle diğer aminoglikozidlere direnç kazanmış gramnegatif enterik basillerin yol açtığı enfeksiyonların sağaltımında yaygın olarak kullanılmıştır. Gentamisinden elde edilen semisentetik aminoglikozid türevine sisomisin adı verilmiştir. 11 Yan etkileri ve antibakteriyel gücü diğer aminoglikozid bireylerinden üstün bulunmayan sisomisinden elde edilen en yeni semisentetik aminoglikozid türevi ise netilmisin olarak adlandırılmıştır. Netilmisin aminoglikozidleri inaktive eden bakteri anzimlerinin çoğuna karşı dirençli bulunmuş, aerobik gram-negatif bakterilerin çoğuna karşı diğer aminoglikozid bireylerinden daha etkili olduğu gösterilmiştir. 12 Netilmisinin nefrotoksisite ve ototoksisitesi en düşük aminoglikozid bireyi olduğunu ileri süren yayınlar vardır. 13 Gram-negatif enterik basillere karşı değişik düzeylerde etki gösteren aminoglikozid bireyleri, antistafilokok penisilinlerle kombine edildikleri zaman, 13

6 Y ld r m Aktu lu gram-pozitif mikroorganzimalardan Staphylococcus aureus a karşı bakteriolitik etki oluşturmaktadır. Bacitracin 1943 yılında bir Bacillus subtilis Tracy 1 şusunun kültüründen elde edilmiştir. Polipeptid yapısında bir antibiyotik grubu oluşturan basitrasinlerin antibiyotik olarak kullanıma uygun olanı bacitracin A dır. Bu bileşik birçok gram-pozitif kok ve basile, bazı gram-negatif koklara, actinomyces ve fusobacterium lara karşı değişik konsantrasyonlarda etkili bulunmuştur. Pseudomonas, nocardia, candida lar ve enterobacteriacea ailesi bacitracin A ya direnç göstermektedir. Günümüzde bacitracin A, yalnız veya neomycin ve/veya polymyxin B ile kombine edilmiş olarak göz ve deri enfeksiyonlarında merhem, damla veya toz halinde kullanılmaktadır yılında Amerika Birleşik Devletleri nde sürdürülen sistematik antibiyotik araştırmaları sırasında bir Bacillus polymyxa kültür ortamından polymyxin adı verilen, antibiyotik etkili bir madde izole edildi. 14 Aynı yılda İngiltere de de aerosporin adı verilen benzer bir madde elde edildi yılında Japonya da bir Bacillus colistinus kültüründen colistin adı verilen başka bir maddenin izole edildiği bildirildi. 15 Yapılan araştırmalar antibiyotik etkisine sahip bu maddelerin polimiksin grubu antibiyotiklerden oluştuğunu gösterdi. Kimyasal yapı bakımından polipeptid grubundan olan polimiksinler 1952 yılında A, B, C, D ve E olarak ayırıldılar. Polymyxin E ile colistin in aynı madde olduğu açıklandı. 16 Colistin veya polymyxin E adı verilen antibiyotik 1961 yılında kullanıma girdi, polymyxin B 1974 yılında kliniklerde denenmeye başladı. Diğer polymyxin bireyleri yüksek nefrotoksisiteleri nedeniyle sağaltımda kullanılamadılar. Polymyxin B ve E nin antimikrobiyal etkinliklerinin eşit olduğu, birisine karşı oluşan bakteri direncinin diğerine karşı da oluştuğu görüldü. Her iki bileşikte gram-negatif mikroorganizmalara etki yapmakta, özellikle pseudomonas lar karşısındaki etkinlikleri dikkati çekmekteydi. Gram-pozitif ve zorunlu anaerop bakteriler ile bazı gram-negatif mikroorganizmaların (Proteus, serratia, neisseria) polimiksinlere dirençli oldukları bildirildi. 17 Kullanım zorlukları, yan etkileri ve direnç sorunu yüzünden polimiksin grubu antibiyotikler yaygın olarak kullanılamamıştır. Günümüzde polymyxin-b lokal olarak yüzeyel enfeksiyonlarda, göz ve kulak enfeksiyonlarında diğer ilaçlarla kombine edilerek kullanılmakta ve başarılı olmaktadır. Parenteral kullanıma uygun sistemik etkili formları, sağaltımda yeğlenmemektedir yılında Venezuela dan alınmış toprak örneğinden üretilen bir streptomyces suşunun üreme ortamına antibiyotik etkisine sahip bir madde yaydığı saptandı. Streptomyces venezuelae adı verilen bu aktinomisetin ortama yaydı- 14

7 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler ğı maddeye Burkholder chloramphenicol adını verdi yılı sonlarında Bolivya da çıkan tifüs salgınında yaygın olarak kullanılan kloramfenikol çok başarılı bulundu yılında Bartz bu antibiyotiğin, geniş bir gram-negatif ve gram-pozitif bakteri topluluğu dışında riketsiyalara karşı da çok aktif olduğunu bildirdi. 19 Bu özelliklerine dayanılarak kloramfenikol yaygın bir kullanım alanı buldu. Ancak 1950 den sonra kloramfenikol kullanıma bağlı aplastik anemi olgularının bildirilmesine alternatif antibiyotiklerin varlığı, bu ilaca duyulan ilgiyi azalttı. Mikroorganizmaların değişik mekanizmalarla kloramfenikole karşı direnç oluşturdukları bilinmektedir. Bazı ülkelerde dirençli salmonella ve shigellalara bağlı tifo ve dizanteri salgınlarının oluştuğu bildirilmiştir. 20 Günümüzde Güneydoğu Asya nın bazı bölümleri dışında kalan alanlarda kloramfenikole karşı gelişmiş salmonella direncinin bulunmadığı kabul edilmektedir. Bu ilacın değişik sistemlerde yol açtığı değişik yan etkiler bildirilmiştir. Chloramphenicol un yapısındaki paranitro (NO2) grubunun yerine metil sulfon (CH3SO2) grubunun getirilmesi ile oluşturulan antibiyotik etkili maddeye thiamphenicol adı verilmiştir. 21 Başlangıçta tiamfenikol da geniş bir gramnegatif ve gram-pozitif aerop ve anaerop mikroorganizma grubuna karşı etkili bulunmuştur. Gram-pozitif koklardan streptokok ve stafilokoklarla gramnegatif koklardan N.meningitidis ve N.gonorrhoeae nin tiamfenikole karşı çok duyarlı oldukları saptanmıştır. Kloramfenikolün bu türevinin kullanımına bağlı aplastik anemi olgularının bildirilmemiş olması, aplastik anemi yapıcı etkinin paranitro grubuna bağlı olabileceği yorumuna neden olmuştur. Tiamfenikol vücutta metabolize olmadığı, çoğu idrarla, daha azı safra yoluyla ve aktif formda atıldığı için, biliyer ve üriner yolların enfeksiyonlarında yaygın olarak kullanılmıştır. Gözlemler, duyarlı mikroorganizmaların thiamphenicol a karşı chloramphenicol a oranla daha güç direnç oluşturduklarını göstermektedir. Günümüzde thiamphenicol, değişik sistemlerin duyarlı mikroorganizmalara bağlı enfeksiyonlarında güvenle kullanılmaktadır yılında mikolojist Benjamin M. Duggar mantarlar üzerinde çalışma yaparken, altın renkli pigment yapan bir koloninin üreme ortamına güçlü antibiyotik aktivitesi gösteren bir madde yaydığını saptadı. Üreyen koloninin Streptomyces aureofaciens oluşundan esinlenerek Duggar bu maddeye auromycin adını verdi yılında bir Streptomyces rimosus kültüründen benzer aktivite gösteren yeni bir madde izole edildi ve chlortetracycline olarak adlandırıldı yılında klortetrasiklin in katalitik dehalojenizasyonu ile tetracycline elde edildi. Daha sonra bu maddenin bir streptomyces türünden doğal olarak da elde edilebildiği anlaşıldı yılında bir Streptomyces aureofaciens kültü- 15

8 Y ld r m Aktu lu ründen elde edilen demethyl-chlortetracycline, etki spektrumu ve süresi bakımından öncekilerden üstün bulundu yılında oxytetracycline den semisentetik türevi olarak methacycline sentezi yapıldı. Bu iki tetrasiklin türevi etki süresi bakımından "orta" olarak nitelendirildi. Daha küçük dozlarda daha uzun etkili tetrasiklinleri arama çabaları sürdürüldü ve 1966 yılında uzun etkili semisentetik tetrasiklinlerden doxycycline in 23, 1972 yılında da minocycline in sentezi yapıldı. 24 Geniş spektrumlu antibiyotik grubundan olan tetrasiklinler, geniş bir mikroorganizma yelpazesine karşı değişik düzeylerde antimikrobik etki göstermektedir. Ancak bu gruptaki bireylerin sık rastlanan gram-pozitif ve gram-negatif bakterilere karşı değil chlamydia, rickettsia, mycoplasma, atipik mycobacteriumlar gibi daha seyrek rastlanan, farklı gruplardan bakterilere ve toxoplasma, plasmodium gibi protozoonlara karşı kullanımı yeğlenmektedir. Çeşitli yan etkileri nedeniyle kısa ve orta etki süreli tetrasiklinler gözden düşmüştür. Günümüzde en sık kullanılan uzun etki sürelilerden doxycycline dir. Minocyclin, özellikle kadınlarda 8. kranyal sinirin seyrek olarak statik, sık olarak da akustik dalı üzerindeki olumsuz etkileri nedeniyle, daha az kullanım alanı bulmuştur. Makrolid grubunun ilk bireyi olan erytromycsin McGuire ve arkadaşları tarafından 1952 de Filipinler de topraktan izole edilmiş bir aktinomiset olan Streptomyces erythreus kültüründen elde edilmiştir. 25 Bu antibiyotik etki spektrumu bakımından linkosamid ve penisilinlere benzemektedir. 26 Penisilinlere aşırı duyarlılık kazanmış bireylerde penisilinin birinci alternatifini oluşturmaktadır. Gram-pozitif bakteriler yanında aktinomiset, mikobakteriyum, treponema, mikoplazma, klamidya ve riketsiyalara da etkili olan geniş spektrumlu bir antibiyotiktir. Oral kullanımda gastrointestinal yakınmalar, kas içi uygulamalarda ise ağrıya ve aseptik abselere yol açması zayıf yanlarını oluşturmaktadır. Mikroorganizmalar değişik mekanizmalarla eritromisin ve türevlerine karşı direnç oluşturabilmektedir. Ağız yolundan kullanılmak üzere eritromisinin stearat ve estolat, damar içi kullanılmak üzere laktobionat ve gluseptat formları hazırlanmıştır. Estolat formu kas yolundan da kullanılabilmektedir. Son yıllarda eritromisinin semisentetik türevleri olan klaritromisin ve azitromisinin sentezi yapılmış ve kullanıma verilmiştir. Bu semisentetik makrolid bireyleri, eritromisin spektrumundaki mikroorganizmalara karşı daha düşük dozlarla, daha az yan etki ile daha aktif bulunmuşlardır. Pahalı olmaları zayıf yanlarını oluşturmaktadır. Semisentetik yeni makrolidleri üretme ve geliştirme çabaları günümüzde de sürmektedir. İtalyan bakteriolojisti Prof. Guisepp Brotzu suyun kendi kendisini arındırmasında, bazı bakterilerin diğerlerinin üremesini önlemelerinin rol oynadığı- 16

9 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler nı düşünüyor, bunu kanıtlamaya çalışıyordu. Araştırmaları sırasında, Cagliari de (Sardunya) bir lağım ağzına yakın deniz suyundan izole ettiği ve Cephalosporium acremonium adı verilen mantarın üreme ortamına, birçok bakterinin üremesini inhibe eden maddeler yaydığını gösterdi. Brotzu, bu mantarın buyyon kültürü filtratını hayvanların deneysel enfeksiyonlarında, daha sonra insanlarda denedi ve antibakteriyel etkiye sahip olduğunu saptadı. Deneylerini ve sonuçlarını 1948 yılında yayınlayan 27 Brotzu bu yayının bir kopyasını ve ürettiği mantarın bir örneğini Londra daki arkadaşı Dr. C.O.S. Blyth Brooke a, daha sonra da Oxford Üniversitesi Sir William Dunn School of Pathology den Sir Houward Florey e gönderdi. Gönderilen örnek üzerinde Londra daki ilk çalışmaları başlatan ve yürüten Dr. Norman Healley e daha sonra orijinal penisilin ekibinden Dr. E.P. Abraham ile H.S. Burton da katıldı. İlk sonuçlar, mantarın birbirinden farklı en az iki madde ürettiğini gösteriyordu. Bunların dar antibakteriyel spektrumlu olanı sefalosporin P, daha geniş spektrumlu, gram-negatif bakterilere daha etkili olanı ise sefalosporin N olarak adlandırıldı. 28 Cephalosporin N nin yapı ve etki bakımından penisilinlere yakınlık göstermesi başlangıçta penicillin N olarak adlandırılmasına da yol açtı. Bu sırada Cephalosporium salmosynnematum kültürlerinden de Synnematin B adı verilen, antibiyotik etkisine sahip yeni bir madde izole edildiği bildirilmişti. 29 Araştırmalar, synnematin B ile penicillin N nin aynı madde olduğunu gösterdi. Sürdürülen çalışmalar sonunda Cephalosporium acremonium kültürlerinden bütün sefalosporinlerin temel yapısını oluşturan cephalosporin C elde edildi. Bu maddenin antibakteriyel gücü zayıf, bakteri anzimlerine direnci ise güçlüydü. Florey, cephalosporin C nin penisilin G ye direnç kazanmış stafilokoklara karşı aktif olduğunu fare deneyleri ile gösterdi. 30 Ancak, Sefalosporium acremonium kültürlerinden yeterli miktarda ve etkili sefalosporin elde edilemiyordu yılında B.K. Kelly ve arkadaşlarının orijinal Cephalosporium un daha verimli bir suşunu elde etmelerinden 2 yıl sonra 100 g Sefalosporin C elde edildi ve diğer antibiyotiklere direnç kazanmış Staphylococcus aureus enfeksiyonlarının sağaltımında kullanılmaya başladı. Bu sırada penisilin G ye karşı direnç kazanmış stafilokoklara etkili ilk antistafilokok penisilin olan metisilin geliştirilmesi ve kullanıma verilmesi sefalosporin C ye olan ilgiyi azalttı. Ancak sefalosporinler üzerindeki çalışmalar sürdürüldü. Sefalosporin çekirdeğini 7-amino sefalosporanik asitin (7-ACA) oluşturduğu ortaya çıkarıldı. Bu çekirdek, penisilin çekirdeğini oluşturan 6- aminopenisilanik asit (6-APA) gibi beta laktam halkası içeriyordu. 7-ACA yan zincirlerini uzaklaştıran yöntemlerle çok miktarda 7-ACA çekirdeğinin elde edilmesi 31 değişik özellikler gösteren 1. kuşak sefalosporin bireylerinin ardarda üretilmesine olanak verdi yılında parenteral kullanılan ilk sefalosporin bireyi cephaloridine, yılında oral kullanılabilen cephaglycin 33 üretil- 17

10 Y ld r m Aktu lu di. Bunları kısa aralıklarla daha etkili, daha dirençli, yan etkileri azaltılmış preparatları izledi. Bakteri beta-laktamazlarına daha dirençli sefalosporin bireyleri arama çalışmaları 2. kuşak sefalosporinlerin üretimini sağlamıştır. Parenteral ve oral kullanılabilen cefamandole 34 gibi 2. kuşak sefalosporinler, etki spektrumları ve beta-laktamazlara direnç bakımından istenen ve beklenen düzeylerde bulunmadıkları için, arama ve geliştirme çabaları aralıksız sürdürülmüştür. Bu çalışmaların sonucu olarak cefotaxim gibi daha geniş spektrumlu beta-laktamazlara daha dirençli, yan etkileri daha az, fakat pahalı 3. kuşak sefalosporinler geliştirilmiş ve kullanıma verilmiştir. 35 Bugün sefalosporin grubu antibiyotikler, etki spektrumu bakımından 3. kuşak bireylerine benzeyen, bakteri beta laktamazlarına karşı daha dirençli cefepime gibi 4. kuşak bireyleri ile yaygın ve etkin biçimde varlığını sürdürmektedir yılında Endonezya ve Hindistan topraklarından alınan örneklerden üretilen Streptomyces orientalis kültürlerinde antibiyotik özellikleri gösteren yeni bir madde saptanmış ve vancomycin olarak adlandırılmıştır. 37 Vancomycin gram-pozitif bakterilere, özellikle dirençli Staphylococcus aureus a karşı güçlü aktivitesi ile dikkat çekmiştir. Kimyasal yapı bakımından diğer antibiyotiklerden farklı olup, glikopeptid yapısı göstermektedir. Gram-pozitif kokların çoğuna, Clostridium ve Corynebacterium lara, Neisseria lara ve enterokoklara karşı çok aktif olmakla birlikte, diğer antibiyotiklere karşı direnç kazanmış stafilokok enfeksiyonlarının yaşam kurtarıcı ilacı olarak kullanılması yeğlenmektedir. Psödomambranlı olsun olmasın Clostridium difficile ye bağlı kolitler oral vancomycin sağaltımına iyi yanıt vermektedir. Doğumsal ve edinsel kalp kapağı lezyonu taşıyan fakat penisilinlere karşı aşırı duyarlılık kazanmış hastaların cerrahi, ortopedik girişimleri, ağız ve diş operasyonları sonucu oluşabilecek endokarditlerden korunabilmeleri için koruyucu amaçlı olarak vancomycin kullanılması salık verilmektedir. 38 Teichoplanin de, glikopeptid yapısı gösteren antibiyotiklerdendir; Actinoplanes teichomyetius kültürlerinden izole edilmiştir. Birbirine çok yakın formüle sahip 6 bileşiğin kombinasyonudur. Kimyasal yapı, etki mekanizması, aktivite spektrumu ve vücuttan atılış yolları bakımından vancomycin e benzemektedir. 39 Teichoplanin, enterococcus dışındaki gram-pozitif mikroorganizmalara karşı etkili bulunmuş olmakla birlikte metisiline dirençli S.aureus enfeksiyonlarının sağaltımında kullanımı yeğlenmektedir. Duyarlı mikroorganizmaların, tam açıklanamayan bir mekanizma ile teichoplanin e karşı direnç oluşturabildikleri görülmektedir. 18

11 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler 1957 yılında Fransa dan alınmış toprak örneklerinden birisinden İtalya da üretilen Streptomyces mediterranei suşunun fermantasyon kültürlerinde saptanan kompleks makrosiklik yapılı, geniş antimikrobik etki spektrumuna sahip yeni antibiyotik madde grubuna rifamycine ler adı verildi. 40 Bu grubun etkinliği en az, toksisitesi en çok olan bireyi rifamycin-b idi. Rifamycin-SV daha etkili, daha az toksik bir bileşikti. Rifamycin-SV nin semisentetik türevi olan rifampicin veya rifampin, etkinliği en yüksek, toksisitesi en az, serumda yarılanma süresi en uzun olan rifamisin bireyidir. Rifampisin, gram-pozitif ve gram-negatif bakterilerin bir bölümüne karşı etkili olmakla birlikte, Mycobacterium tuberculosis ve diğer mikobakteriyumlara karşı yüksek aktivitesi ile tanınmış, tüberküloz sağaltımının major ilaçlarından birisi olmuştur. 41 Haemophilus influenzae ye karşı da çok etkili olduğu gösterilmiştir. 42 Koagulaz pozitif ve negatif stafilokokların, N.meningitidis ve N.gonorrhoeae nin de bu antibiyotiğe çok duyarlı oldukları bilinmektedir. Ayrıca antiviral ve antitümör etkilere sahip olduğu konusunda yayınlar vardır. 43 Duyarlı mikroorganizmaların değişik mekanizmalarla rifampicin e karşı direnç kazanabildikleri in vitro ve in vivo olarak gösterilmiştir. 44 Günümüzde rifampicin tuberküloz sağaltımının majör ilaçlarından birisi olmayı sürdürmektedir. Çocuklarda menengokok taşıyıcılığını yok etmek 45 ve bulaşmayı önlemek için de kullanılmaktadır. Duyarlı mikroorganizmaların yol açtığı menenjit, endokardit, genito-üriner enfeksiyonlarda, kesin endikasyonlarla ve diğer antimikrobik ilaçlarla kombine edilerek verilen rifampicin in daha iyi sonuçlar sağladığına dikkat çeken yayınlar vardır. Mikroorganizmaların antibiyotik oluşturmaları konusunun planlı olarak araştırıldığı dönemde Lincoln, Nebraska toprağından 1962 yılında üretilen bir streptomyces türünün güçlü bir antibiyotik etkisi oluşturduğunu saptadı. Streptomyces lincolnensis kültüründen fermantasyon yöntemi ile elde edilen bu maddeye Lincomycin adı verildi. Molekül yapısı farklı olmakla birlikte linkomisin, eritromisinin antimikrobik spektrumuna sahipti 46 ; oral ve parenteral yoldan kullanılabiliyordu. Linkomisin, enterokokların dışında kalan gram-pozitif bakterilere karşı, bakterinin cinsine ve ilacın konsantrasyonuna göre değişen bakteriostatik veya bakteriolitik etki gösterebiliyordu. Ancak zamanla stafilokoklarda görülen direnç dikkati çekti. Makrolidlere dirençli olan koklar bu antibiyotiğe karşı çapraz direnç gösterebiliyordu. Değişik organlarda olumsuz etki gösterebiliyor, antibiyotik diyaresine yol açabiliyordu. Parenteral kullanılan Linkomisin penisilin G nin alternatifi olarak uzun süre muayenehane hekimliğinde kullanıldı. 47,48 Linkozamidler konusunda yapılan çalışmalar sonunda, 1970 yılında oral 1972 yılında da parenteral kullanılabilen clindamycin elde edildi. Bu antibiyotik linkomisin in semisentetik bir türeviydi ve linkomisin yapısındaki 7 (R) 19

12 Y ld r m Aktu lu hydroxyl grubunun yerine 7 (R) chloro grubunun getirilmesi ile elde edilmişti. Klindamisin gram-negatif aerop, gram-pozitif ve negatif anaerop bakterilere karşı linkomisin den etkili bulundu; gram-negatif aerop bakterilere karşı etkisizdi. Bakteri türüne ve ilacın konsantrasyonuna göre değişmek üzere bakteriostatik ve bakteriolitik etki yapabiliyordu. Ayrıca Toxoplasma gondii enfeksiyonunda, özellikle göz tokzoplasmozisinin sağaltımında başarılı bulunmuştu. 49 Clindamycin değişik ağırlıkta deri reaksiyonlarına, değişik organ yakınmalarına yol açabildiği gibi, barsaklarda Clostridium difficile kolonizasyonuna neden olarak ağır antibiyotik diyarelerine ve psödomambranöz kolite yol açabildiği görülmüştür. 50 Barsak perferasyonlarını izleyen karın içi enfeksiyonlarına karşı seçkin ilaç olarak kullanılan clindamycin, günümüzde kesin endikasyonlarla ve dar alanda kullanılan bir antibiyotik olmuştur yılında bir aktinomiset olan streptomyces kültüründen fungusid etkiye sahip nystatin, yılında da bir Streptomyces nodosus kültüründen amphotericin A ve B elde edilmiştir. 53 İncelemeler kimyasal yapı bakımından bu bileşiklerin polyene macrolide grubundan olduklarını göstermiştir. Deneysel çalışmalarda patojen olan ve olmayan mantarlara karşı fungusid veya fungistatik etki yaptıkları gözlemlenen nistatin ve amfoterisin in insandaki mantar enfeksiyonlarına karşı kullanımı için çalışmalar yapılmış, aşırı ve toksik yan etkileri nedeniyle nystatin parenteral kullanıma uygun bulunmamıştır. Amfoterisin B ise önlenebilir veya dayanılabilir yan etkileri ile, oral ve parenteral kullanım için uygun hale getirilmiştir. Daha sonra yapılan benzer çalışmalarda değişik mikroorganizma kültürlerinden elde edilen candicidin, pimaricin, trichomycin, filipin, hamycin ve levorin gibi polyene macrolide grubundan antifungal etkili ilaçlar, etkinlik ve üstünlük açısından nistatin ve amfoterisin B den üstün bulunmamıştır. Günümüzde nistatin topik ve oral olarak kullanılmaktadır. Fungisidal ve fungistatik etki gösterebilmekte, daha çok deri ve mukoza yüzeylerini tutan candida enfeksiyonlarının sağaltımında kullanılmaktadır. Amphotericin B ise, değişik mantarlara bağlı lokal ve sistemik enfeksiyonlarının sağaltımında başarılı olan fungisid etkili bir antifungal antibiyotiktir. Parenteral kullanımındaki yan etkilerine karşın yaygın olarak kullanılmıştır. Son yıllarda daha az yan etki gösteren ancak daha pahalı olan türevleri sağaltım alanına girmiştir. Duyarlı funguslarda giderek direnç oluşturabileceğini ileri süren yayınlar olmakla birlikte, genel kanı in vivo direnç oluşmadığı şeklindedir

13 Geçmiflten Günümüze Antibiyotikler KAYNAKLAR 1. Pasteur L, and Joubert J. Charbonne et septicémie. C R Acad Sci (D) 1877; 85: Domagk G. Eine nene klosse von desinfektionsmittein. Dtsch Med Wochenschr 1935; 820: Colebrook L, and Kenny M. Treatment of human puerperal infections, and of experimental infections in mice with prontosil. Lancet 1936; 1: Fleming A. On the antibacterial action of cultures of a penicillium with special reference to their use in the isolation of B. influenzae. Br J Exp Pathol 1929; 10: Aktuğlu Y. Klinikte antibiyotik kullanımı. İstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Yayını. İstanbul, 1989; Waksman SA. Streptomycin. Nature and practical applications. The Williams and Wilkins Co., Baltimore, Umezawa H, Ueda M, Maeda K et al. Production and isolation of a new antibiotic, kanamycin. J Antibiot Ser A (Tokyo) 1957; 10: Weinstein WJ, Luedemann GM, Oden Em et al. Gentamicin:a new broad spectrum antibiotic complex. Antimicrob Agents Chemother 1964; 1963:1. 9. Preston RA, Wick WE. Pre-clinical assessment of the antibacterial activity nebramycin factor 6. Antimicrob Agents Chemother 1971; 1970: Kawaguchi H, Naito T, Nakagawa S et al. BBK 8, a new semisynthetic aminoglycoside antibiotic. J Antibiot (Tokyo) 1972; 25: Makus AT, Asper RF et al. Treatment of gram-negative bacteremia with sisomicin. Curr Chemother 1978;2: Kabins SA, Nathan C, and Cohen S. In vitro comparison of netilmicin: a semisynthetic derivative of sisomicin and four other aminoglycoside antibiotics. Antimicrob Agents Chemother 1976; 10: Fu KP, Neu HC. In vitro study of netilmicin compared with other aminoglycosides. Antimicrob Agents Chemother 1976; 10: Benedict RG, and Langlyke AF. The antibiotic of Bacillus polymyxa. J Bacteriol 1947; 54: Koyama Y, Kurosawa A, Tsuchia A, and Takakuta K. A new antibiotic Colistin, produced by spore-forming soil bacteria. J Antimicrobics 1950; 3: Wilkinson S. Identify of colistin and polymyxin E. Lancet 1963; 1: Hoeprich PD. The polymyxins. Med Clin North Am 1970; 54: Ehrlich J, Bartz QR, Smith RM et al. Chloromycetin, a new antibiotic from a soil actinomycente. Science 1947; 106: Ehrlich J, Gottlieb D, Burkholder PR et al. Streptomyces venezuelae N.sp. the source of chloromycetin. J Bact 1948; 56: Anderson ES, and Smith HR. Chloramphenicol resistance in the typhoid bacillus. Br Med J 1972; Keiser G. Introduction: Symposium on thiamphenicol. Postgrad Med J 1974; 50 (suppl 5): Finland M. Twenty-fifth a universary of the discovery of Aureomycin. The place of the tetracyclines in antimicrobial therapy. Clin Pharmacol Ther 1974; 15: Alesting K. Studies on doxycycline during intravenous and oral treatment with reference to renal function. Scand J lnfect Dis 1973; 5: Barringer WC, Schultz W, Siger GM. Minocycline hydrochloride and its relationshop to other tetracycline antibiotics. Am J Pharm 1974; 146: McGuire JM, Bunch RL, Anderson RC et al. "Ilotycin" a new antibiotic. Antibiot Chemother 1952; 2: Haight TH, Finland M. The antibacterial action of Erythromycin. Proc Soc Exper Biol Med 1952; 81: Brotzu G. Ricerche su di nouva antibiotico. Laveri dell Insitute d lgyene di Cagliari, s I-II, Burton HS, Abraham EP. Isolation of antibiotics from a species of Cephalosporium. Cephalosporin P1, P2, P3, P4 and P5. Biochem J 1951; 50: Olsen BH, Jennings JC, and Junek JA. Separation of synnematin in to components A and B by paper chromatography. Science 1953; 117: Florey HW. Antibiotic production of a versatile fungus. Ann Intern Med 1955; 43: Morin RB, Jackson GB, Flynn EH, and Reeske RW. Chemistry of cephalosporin antibiotics. 1.7 amino cephalosporanic acid from cephalosporin C. J Am Chem Soc 1962; 84: Griffıth RS and and Black HR. Cephalothin a new antibiotic. Preliminary clinical and laboratory studies. JAMA 1964; 189:

14 Y ld r m Aktu lu 33. Wick WE. Cephalexin a new orally absorbed cephalosporin antibiotic. Appl Microbiol 1967; 15: Neu HC. Cefamandole, a new cephalorospin antibiotic with an usually wide spectrum of activity. Antimicrob Agents Chemother 1974; 6: Lode H, Kemmerich B, Koeppe P, et al. Comperative pharmacocinetics of cefaperazone and cefotaxime. Clini Therapeutics 1980; 3: Goodman and Gilman s. The pharmacological basis of therapeutics. 10th edition. 2001; Keighley MRB, Burdon DW, Arabi Y. et al. Randomized controlled trial of vancomycin for pseudomembranous colitis and postoperative diarrhea. Br Med J 1978; 2: Kaplan EL, Anthony BF, Bisno A et al. Prevention of bacterial endocarditis. Circulation 1977; 56:140 A. 39. Glupezynski Y, Lagast H, Van der Auwera, et al. Clinical evaluation of teicoplanin for therapy of severe infections caused by gram-positive bacteria. Antimicrob Agents Chemother 1986; 29: Sensi P, Maggi N, Furesz ER, et al. Chemical modifications and biological properties of rifampicins. Proceedings of the sixth ICAAC, pp , Stead WW, and Butt AK. An advence in treatment of tuberculosis. Ann Intern Med 1980;93: Granoff DM, Gilsdorf J, Gessert C, et al. Haemophilus influenzae type B disease in a day care center. Eradication of carrier state by rifampin. Pediatrics 1979; 63: Rifampicin:Med Pharmacol Ed 2, Lange Medical Publication. 1970; pp Eickhoff TC. In vitro and in vivo studies of resistance to rifampicin in meningococci. J Infect Dis 1971; 123: Beam WE Jr, Newberg NR, Devine LF, et al. The effect of rifampin on the nasopharyngeal carrige of Neisseria meningitidis in a military population. J Infect Dis 1971; 124: Barbes M, and Waterworth RM. Antibacterial activity of lincomycin and pristinamycin. A comparison with erythromycin. Br Med J 1964; 2: Sande MA and Johnson ML. Antimicrobial therapy of experimental endocarditis caused by Staphylococcus aureus. J Infect Dis 1975; 131: Nastro LJ and Finegold SM. Bactericidal activity of five antimicrobial agents against Bacteroides fragilis. J Infect Dis 1972; 126: Araujo FB, and Remington RJ. Effect of clindamycin on acute and chronic toxoplasmosis in mice. Antimicrob Agents Chemother 1974; 5: Le Frock JL, Klainer AS, Chen S, et al. The spectrum of colitis associated with lincomycin and clindamycin therapy. J Infect Dis 1975; 131: Bartlett JG, Chang TW, Gurrwith M, et al. Antibiotic associated pseudomembrenaous colitis due to toxin producing clostridia. N Engl J Med 1978; 298: Dutcher JD, Boyyak G, and Fox S. The preparation and properties of cristalline fungicidin (nyctatin). Antibiotic Annual Medical Encyclopedia Inc, New York, 1954; pp Vandeputle J, Wachtel JL, and Stiller et: Amphotericin A and B, antifungal antibiotics produced by streptomyces II. The isolation and properties of the cristalline amphotericin. Antibiot Annual, 1955, New York Medical Encyclopedia Inc 1956; pp Goodman and Gilman s The pharmalogical basis of therapeutics. Tenth Ed. 2001,; pp