세파계열 항생제는 β-락탐 항생제의 한 종류로, 자연물질인 세팔로스포린 C에서 유래되었다. 이 항생제는 페니실린과 구조적으로 유사하지만 항균 스펙트럼이 더 넓고 내성 균주에 대한 효과가 개선되어 다양한 세균성 감염 치료에 필수적인 역할을 한다. 이 항생제는 주로 병원 내 감염, 폐렴, 패혈증, 요로감염, 피부 감염 등에 사용되며, 감염성 질환의 치료와 예방에 중요한 역할을 하고 있다. 오늘은 이러한 세팔로스포린계 항생제에 대해 알아보고자 한다.
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세대별 개요
세파계열 항생제는 1세대부터 5세대까지 총 다섯 세대로 나뉘며, 각 세대는 향균 스펙트럼 및 작용 기전에서 차이를 보인다. 아래 표는 세대별 특징과 대표약물을 요약한 것이다.
| 세대 | 항균 스펙트럼 | 주요 효과 | 대표 약물 | 반감기 |
| 1세대 | 주로 그람양성균에 강력, 제한적 그람음성균 | 피부감염, 외과 감염예방 | 세파졸린, 세팔렉신 | 약1-2시간 |
| 2세대 | 그람양성균+확장된 그람음성균 | 복부 및 호흡기 감염 | 세파클러, 세푸록심 | 약1.5-3시간 |
| 3세대 | 그람음성균에 강력, 일부 녹농균 효과 | 중증 패혈증, 뇌수막염 | 세프트리악손, 세프타지딤 | 약6-8시간 |
| 4세대 | 광범위 항균 스펙트럼, 내성균 포함 | 병원 내 감염, 복잡한 복부 감염 | 세페핌 | 약2시간 |
| 5세대 | MRSA 및 내성균 효과 | MRSA감염, 다약제 내성균 | 세프타로린 | 약2시간 |
세파계열 항생제의 약리학적 작용
1. 작용 기전
- 세파계열 항생제는 세균의 세포벽 합성을 억제하는 항균 작용을 한다.
- 세균 세포벽의 필수 구성 요소인 페티도글리칸의 형성을 방해하며, 펩티도글리칸 교차결합을 형성하는 PBP(Penicilling-Binding Project)에 결합하여 세균의 세포벽을 약화시킨다. 이로 인해 세균 세포벽이 파괴되고 세균이 사멸하게 된다.
- 세파계 항생제는 농도가 일정 수준 이상으로 유지될 때 최대 효과를 나타내는 시간 의존적 살균 작용(Time-Dependent killing)을 한다.
2. 약물 동태학
- 흡수 : 경구 투여 시 위장관에서 흡수되며, 일부 약물은 음식 섭취와 함께 복용해야 흡수가 증가한다.(ex: 세팔렉신)
- 분포 : 대부분 체액과 조직으로 잘 분포되며, 일부 약물은 뇌척수액(CSF)에도 침투한다.(ex: 세프트리악손, 세페핌)
- 대사 : 대부분 간 대사 없이 신장에서 배설되지만, 일부는 간에서 대사 된다.(ex: 세프트리악손)
- 베설 : 신장 배설이 주요 경로이며, 신장 기능 저하 환자에서는 용량 조절이 필수적이다.
각 세대별로 효과적인 세균의 종류
| 세대 | 주요 타겟 세균 |
| 1세대 | MSSA, 연쇄상구균, 제한적 그람음성균(E. coli, Klebsiella spp.) |
| 2세대 | Haemophilus influenza, Neisseria spp., 일부 장내 세균 |
| 3세대 | Pseudomonas, Enterobacter, Proteus 등 다수의 그람 음성균 |
| 4세대 | 다약제 내성균 포함 광범위 그람양성/음성균 |
| 5세대 | MRSA, VRSA, 기타 내성균 |
임상적 사용
1. 각 세대별로 주로 사용되는 감염 유형
- 1세대 : 피부감염, 봉와직염, 외과적 감염 예방
- 2세대 : 복부 감염(복막염, 골반염), 호흡기 감염
- 3세대 : 중증 패혈증, 복잡한 요로 감염, 뇌수막염
- 4세대 : 병원 내 감염, 복잡한 복부 감염
- 5세대 : MRSA 및 내성균 감염
2. 특정 질환에 대한 치료
- 폐렴 : 3세대 세프트리악손
- 패혈증 : 4세대 세페핌
- MRSA 감염 : 5세대 세프타로린
부작용 및 주의사항
1. 각 세대별로 알려진 부작용
- 1세대 : 위장 장애, 알레르기 반응
- 2세대 : 위장관 장애, 디설피람 유사 반응(구토, 두통, 심박수 증가 등)
- 3세대 : 설사, 담석 형성(세프트리악손)
- 4세대 : 신경 독성, 경련 가능성
- 5세대 : 피부 발진, 알레르기 반응
2. 사용 시 주의해야 할 사항 및 금기사항
- 신기능 저하 환자 : 용량 조절 필요
- 알레르기 병력 : 페니실린 알레르기 환자에서 교차 반응 가능성
- 임산부와 소아 : 일부 약물은 임신 및 수유 중 사용 제한
약물 상호작용
- 프로벤시드 : 세파계 항생제의 신장 배설을 억제하여 혈중 농도를 증가시킨다. 약물 치료 효과를 증대시키지만, 신독성 위험을 증가시킬 수 있다.
- 와파린 : 세파계 항생제가 비타민K 생성을 억제하여 항응고 효과를 증강시킬 수 있어 INR 모니터링이 필요하다.
- 세포테탄 : 알코올과 병용 시 디설피람 유사 반응으로 구토, 홍조, 저혈압 등의 증상이 발생할 수 있다.
- 세프트리악손 : 칼슘 함유 용액과 혼합 시 침전물 형성 가능성이 있으며, 신생아에게는 금기이다.
다른 β-락탐 항생제와의 비교
| 항생제 계열 | 주요 타겟 세균 | 내성 기전 대응 | 주요 사용 사례 |
| 세파계열 | 그람양성/음성균 | 일부 β-락타메이스 저항 | 병원 내 감염, 폐렴, 패혈증 |
| 페니실린계 | 주로 그람양성균 | 민감한 편 | 연쇄상구균, 폐렴구균 감염 |
| 카바페넴계 | 초광범위 균주 | ESBL 및 AmpC 효소 억제 | 다약제 내성균 감염, 복잡한 감염 치료 |
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