Cephalosporin

Cephalosporine werden halbsynthetisch hergestellt und weisen ein einheitliches ringförmiges Cephalosporin-Grundgerüst auf, welches an unterschiedlichen Bindungsstellen modifiziert werden kann. Das Grundgerüst wurde ursprünglich aus Cephalosporium-Arten isoliert. Dabei sind es vor allem die Positionen 3 und 7 des Grundgerüstes, die mit verschiedenen Substituenten versehen zu verschiedenen Wirkungsspektren führen.

Cephalosporine wirken bakterizid durch Hemmung der bakteriellen Zellwandsynthese. Sie binden kovalent an sogenannte penicillinbindende Proteine (PBP), insbesondere Transpeptidasen, und blockieren dadurch die Quervernetzung der Peptidoglykan-Stränge der Zellwand. Die Hemmung der Transpeptidierung führt zu einer strukturellen Instabilität der Zellwand. In der Folge kommt es insbesondere bei proliferierenden Bakterien zur osmotischen Lyse. Die antibakterielle Wirkung ist daher zeitabhängig und korreliert pharmakodynamisch mit der Dauer, in der die freie Wirkstoffkonzentration oberhalb der minimalen Hemmkonzentration liegt.

Es bestehen eine Vielzahl von Einteilungsschemata für die Cephalosporine. An dieser Stelle soll aus Gründen der Praktikabilität die Einteilung nach Empfehlung der Paul-Ehrlich-Gesellschaft für Chemotherapie dargestellt werden.^[1]

Demnach werden Cephalosporine in oral applizierbare und intravenös zu applizierende Gruppen eingeteilt. In diesen Gruppen wird wiederum nach Wirkungsspektrum in Untergruppen (1-3) eingeteilt:

• Gruppe 1 enthält Substanzen, welche hauptsächlich gegen grampositive Bakterien wirken und beständig gegenüber der Penicillinase von Staphylokokken sind. Wirksamkeit besteht gegen MSSA, jedoch nicht gegen MRSA.
• Gruppe 2 enthält Substanzen, die eine stärkere Wirksamkeit im gramnegativen Bereich aufweisen und noch ausreichend wirksam gegen grampositive Erreger sind.
• Gruppe 3 enthält Substanzen, welche eine sehr gute Wirksamkeit im gramnegativen Bereich bei schwacher Wirksamkeit im grampositiven Bereich aufweisen. Die Wirksamkeit gegen Staphylokokken ist reduziert, jedoch nicht grundsätzlich aufgehoben.
  • Als Gruppe 3b werden bei den intravenös zu verabreichenden Cephalosporinen Substanzen zusammengefasst, welche eine Wirksamkeit gegen Pseudomonas aeruginosa aufweisen.
• Gruppe 4 enthält Substanzen die zusätzlich auch wieder eine bessere Wirksamkeit im grampositiven Bereich aufweisen, z.B. gegen Staphylokokkus aureus.
• Gruppe 5 enthält neuere Cephalosporine mit erweitertem Spektrum. Ceftarolin und Ceftobiprol wirken auch gegen MRSA. Ceftolozan hingegen besitzt keine MRSA-Wirksamkeit, sondern zeichnet sich durch eine besonders gute Aktivität gegen gramnegative Erreger, insbesondere Pseudomonas aeruginosa, aus (in Kombination mit Tazobactam). Die Klassifikation als 5. Gruppe ist bisher noch umstritten und wird von manchen Autoren als Marketinginstrument der Hersteller gesehen. Alternativ wird hier auch die Bezeichnung Gruppe 4b verwendet.

Oral applizierbare Cephalosporine

Auswahl oral applizierbarer Substanzen der Gruppen 1-3:

• Gruppe 1
  • Cefalexin
  • Cefadroxil
• Gruppe 2
  • Cefuroxim-Axetil
  • Loracarbef
  • Cefaclor
• Gruppe 3
  • Cefixim
  • Cefpodoxim-Proxetil
  • Ceftibuten

Intravenös applizierbare Cephalosporine

• Gruppe 1
  • Cefazolin
  • Cefalotin
• Gruppe 2
  • Cefuroxim
  • Cefotiam
  • Cefamandol
  • Cefoperazon
• Gruppe 3a
  • Cefotaxim
  • Ceftriaxon
• Gruppe 3b
  • Ceftazidim
• Gruppe 4
  • Cefepim
• Gruppe 5
  • Ceftarolin
  • Ceftobiprol
  • Ceftolozan

Cephalosporine wirken generell nicht gegen Enterokokken (Enterokokkenlücke), Listerien (Listerienlücke) und Legionellen. Auch gegen Mykoplasmen und Chlamydien, gelegentliche Erreger von Pneumonien, sind Cephalosporine unwirksam. Zudem verschiebt sich das Wirkspektrum der neueren Gruppen vom grampositiven zum gramnegativen Bereich. Ursache ist entweder eine intrinsische Resistenz (z.B. Enterokokken mit niedrigaffinen PBP) oder das Fehlen einer klassischen Peptidoglykan-Zellwand (z.B. Mykoplasmen).

Die folgenden Spezies können durch Bildung von AmpC-β-Laktamasen oder ESBL-Resistenzen gegenüber Cephalosporinen der Gruppe 3 entwickeln. Sie sind jedoch nicht grundsätzlich resistent:^[2]

• Citrobacter spp
• Enterobacter spp
• Escherichia coli
• Klebsiella spp
• Morganella spp
• Proteus spp
• Providencia spp
• Serratia spp

Insbesondere bei Enterobacter, Citrobacter, Serratia, Morganella und Providencia besteht das Risiko einer induzierbaren oder dereprimierten AmpC-Expression mit möglichem Therapieversagen unter Drittgenerationscephalosporinen.

Cephalosporine sind aufgrund ihres verhältnismäßig breiten Wirkungsspektrums sehr häufig verwendete Antibiotika. Zu den Anwendungsgebieten zählen unter anderem:

• Atemwegsinfektionen (darunter auch Pneumonie und Sinusitis)
• Tonsillitis
• Otitis media
• Harnwegsinfektionen
• Haut- und Weichteilinfektionen (z.B. Phlegmonen)
• Borreliose
• Meningitis

Insbesondere in der Pädiatrie sind Cephalosporine aufgrund ihrer in der Regel sehr guten Verträglichkeit häufig verordnete Substanzen.

Bei der Anwendung der Cephalosporine ist stets auf Lücken im Wirkungsspektrum zu achten. Bei Nichtansprechen auf eine Therapie mit Cephalosporinen sollte rechtzeitig eine Umstellung auf alternative Präparate angestrebt werden.