피페라실린은 β-락탐 항생제 계열에 속하며, 주로 광범위한 그람음성균 및 그람양성균에 효과를 가지는 항생제이다. 특히 녹농균과 같은 병원 내 감염의 주요 원인균 치료에 사용된다. 피페라실린은 단독으로도 사용되지만 타조박탐과 조합된 형태로 널리 사용되며, 이는 β-락타메이스 억제제와의 병용으로 항균 스펙트럼이 확장되었기 때문이다. 타조박탐은 피페라실린의 효과를 보완하여 β-락타메이스에 의해 분해되는 것을 방지하고, 다양한 내성균에 대한 효과를 증가시킨다. 오늘은 이러한 피페라실린에 대해 알아보고자 한다.
화학적 구조 및 작용 기전
1. 화학적 구조
피페라실린은 페니실린계 항생제의 한 종류로, β-락탐 고리를 포함하는 구조를 가진다. 페니실린 G의 구조를 기반으로 설계되었으며, 녹농균에 특화된 항균성을 발취하도록 화학적으로 수정되었다. 이 구조는 세균의 세포벽 합성을 방해하는 데 중요한 역할을 한다.
2. 작용기전
피페라실린은 세균 세포벽 합성을 억제하는 방식으로 작용한다. PBP에 결합하여 펩티도글리칸 교차결합 현성을 방해한다. 세포벽이 약화되면서 세균은 삼투압 균형을 잃고 사멸한다. 피페라실린은 시간 의존적 살균(Time-Dependent Killing)으로 혈중 농도를 일정 수준 이상 유지하는 것이 효과적이다.
3. 타조박탐 병용의 작용 기전
타조박탐은 β-락타메이스 억제제로, 피페라실린과 병용하여 다음과 같은 효과를 발휘한다.
- β-락타메이스 억제 : 타조박탐은 β -락타메이스 효소에 결합하여 피페라실린의 분해를 방지한다. 이로 인해 β -락타메이스를 생성하는 그람음성균에 대한 항균 효과가 증가한다.
- 항균 스펙트럼 확장 : 타조박탐과의 병용은 ESBL 생성균 및 기타 내성균에 대한 효과를 증가시켜, 중증 감염 치료에 있어 중요한 역할을 한다.
항균 스펙트럼
1. 단독 사용 시
- 그람음성균 : Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp, E. coli, Klebsiella pneumoniae
- 그람양성균 : Enterococcus faecalis, Streptococcus spp.
- 혐기성균 : 제한적 효과
2. 타조박탐 병용 시
타조박탐과 병용하면 β-락타메이스 생산균에 대해 효과가 증가한다. 특히 ESBL(Extended Spectrum Beta-Lactamase) 생성균 및 혐기성균(ex : Bacteroides fragilis)에 대한 효과가 향상된다.
약물 동태학
- 흡수 : 정맥주사로만 사용되며, 경구 투여는 불가능하다.
- 분포 : 대부분의 조직과 체액으로 잘 분포되며, 폐, 담즙, 뼈, 복강 내 액체에서 높은 농도를 유지한다. 뇌척수액 침투는 제한적이다.
- 대사 : 간에서 거의 대사 되지 않으며, 주로 신장을 통해 배설된다.
- 배설 : 신장 배설(60-80%)이 주요 경로이며, 일부는 담즙을 통해 배설된다.
- 반감기 : 약 1시간이며, 신장 기능 저하 환자에서는 반감기가 연장되어 용량 조절이 필요하다.
적응증
1. 주요 적응증
피페라실린 및 피페라실린/타조박탐 조합은 다양한 중증 감염에서 사용된다.
- 호흡기 감염 : 중증 폐렴(병원 내 폐렴, 인공호흡기 관련 폐렴)
- 복강 내 감염 : 복막염, 복강 내 농양
- 요로 감염 : 복잡한 요로감염
- 피부 및 연조직 감염 : 당뇨병성 족부궤양, 중증 연조직 감염
- 패혈증 및 균혈증 : 다약제 내성균 의심 사례
- 녹농균 감염 : Pseudomonas aeruginosa 감염이 의심되거나 확인된 경우
2. 예방적 사용
- 외과적 감염 예방 : 복강 내 수술 또는 중증 화상 환자에서 감염 예방
용량 및 용법
1. 성인
피페라실린/타조박탐 : 일반적인 용량은 4.5g을 6-8시간 간격으로 IV 투여한다. 중증 감염의 경우 4.5g을 6시간 간격으로 투여할 수 있으며, Psedomonas 감염이 의심되는 경우 최대 18g까지 투여 가능하다.
2. 소아
체중 1kg당 80-100mg을 6-8시간 간격으로 투여한다. 신생아의 경우 투여 간격을 더 길게 조정해야 한다.
3. 신장 기능 저하 환자
크레아티닌 청소율에 따라 용량 및 투여 간격을 조정해야 하며, 중증 신부전 환자에서는 4.5g을 12시간 간격으로 투여한다.
부작용
1. 일반적인 부작용
- 위장관 : 설사, 구역, 복통
- 피부 반응 : 발진, 두드러기
- 혈액학적 이상 : 호중구 감소증, 혈소판 감소증
2. 심각한 부작용
- 아나필락시스 : β-락탐 항생제 알레르기 환자에서 발생 가능하다.
- 신독성 : 특히 신장 기능 저하 환자에서 발생 위험이 증가한다.
- C. difficilie 감염 : 장기 사용 시 위장관 내 균형 붕괴로 인한 감염이 발생할 수 있다.
- 고나트륨혈증 : 피페라실린의 나트륨 함령으로 인해 발생할 수 있다.
주의사항
1. 금기
- 피페라실린 또는 타조박탐에 대한 과민 반응이 있는 경우 사용을 피해야 한다.
- β-락탐 계열(페니실린 포함) 항생제에 대한 알레르기가 있는 환자에게는 금기이다.
2. 신장 및 간기능 저하
- 신기능 저하 환자에서 용량 조정이 필요하며, 간기능 이상 환자에서는 혈액학적 부작용의 위험이 증가한다.
3. 약물 상호작용
- 프로벤시드 : 피페라실린의 신장 배설을 억제하여 혈중 농도를 증가시킬 수 있다.
- 항응고제 : 와파린 또는 헤파린과 병용 시 출혈 위험이 증가한다.
- 바쿠로니움 : 근이완제의 효과를 증강시킬 수 있다.