Chinolon

Chinolone sind Chinolin-4-on-3-carbonsäuren sowie deren Aza-Analoga. Es existieren vier mögliche Ringsysteme als Grundgerüst:

• Chinolin (Chinolone im engeren Sinne)
• Cinnolin
• Naphthyridin
• Pyridopyrimidin

Als gemeinsames Strukturmerkmal besitzen sie eine Ketogruppe in C4-Position und eine Carbonsäure in C3-Stellung.

Ausgangssubstanz ist die mittlerweile nicht mehr im Einsatz befindliche Nalidixinsäure, eine Naphthyridin-Carbonsäure. Neuere Chinolone besitzen meist an C6-Position ein Fluor-Atom (Fluorchinolone), wodurch sowohl die antibakterielle Aktivität als auch die zelluläre Aufnahme erhöht wird. Der Cyclopropyl-Rest am ersten Stickstoffatom, wie z.B. in Ciprofloxacin, erhöht die Breitspektrumaktivität.

Weitere Struktur-Wirkungs-Beziehungen der Chinolone wurden intensiv untersucht. Beispielsweise erhöht ein alkylierter Pyrrolidin- oder Piperazinrest an C7 die Serumhalbwertszeit und verstärkt die Wirkung gegen grampositive Bakterien.^[1] Die basische Gruppe an C7 und die Carbonsäure-Gruppe an C3 bilden unter physiologischen Bedingungen ein Zwitterion. Es wird angenommen, dass der sterisch anspruchsvolle bizyklische Substituent an C7 in Moxifloxacin die Anfälligkeit für Efflux-Mechanismen verringert.

Chinolone werden nach ihrem Wirkprofil in vier Gruppen eingeteilt. Diese Einteilung geht auf die Paul-Ehrlich-Gesellschaft (PEG) bzw. auf Naber und Adam zurück und ist vor allem im deutschsprachigen Raum gebräuchlich. International wird stattdessen eine Einteilung nach Generationen verwendet.

Norfloxacin gehört zu den in Deutschland zugelassenen (Stand 2026) Wirkstoffen aus Gruppe 1. Die Substanz erreicht therapeutische Konzentrationen im Wesentlichen nur im Harntrakt und Gastrointestinaltrakt und ist daher nicht für systemische Infektionen geeignet. Sie wird fast ausschließlich als Mittel der zweiten Wahl bei unkomplizierten Harnwegsinfekten eingesetzt, da sie das gramnegative Erregerspektrum gut erfasst und sehr gut nierengängig ist.

In Deutschland zurzeit (2026) zugelassene Substanzen der Gruppe 2 sind Ciprofloxacin und Ofloxacin. Enoxacin und Fleroxacin sind außer Handel. In der Tiermedizin sind v.a. Enrofloxacin und Marbofloxacin in Verwendung. Sie besitzen ein breiteres Wirkungsspektrum, insbesondere im gramnegativen Bereich und bei intrazellulären Erregern. Dazu zählen:

• Enterobakterien
• Haemophilus influenzae
• atypische Erreger: Chlamydien, Legionellen, Mykoplasmen
• Pseudomonas aeruginosa
• schwach wirksam gegen Staphylokokken, Pneumokokken, Enterokokken

Ciprofloxacin ist bei systemischen Infektionen einsetzbar und hat ein weites Spektrum an Indikationen:

• unkomplizierte Harnwegsinfektionen (Mittel der zweiten Wahl)
• Pyelonephritis
• Atemwegsinfektionen: Anwendung nur bei Verdacht auf gramnegative Erreger (inkl. Pseudomonas) bei nosokomial erworbener Pneumonie
• chronische Otitis media, chronische Sinusitis
• schwere Magen-Darm-Infekte
• Haut- und Weichteilinfektionen, Knochen-, Gelenkinfektionen
• Milzbrand

Levofloxacin ist die in Deutschland zugelassene Substanz (Stand 2026) aus Gruppe 3. Grepafloxacin befindet sich nicht mehr im Handel.

Substanzen der Gruppe 3 haben im Vergleich zur Gruppe 2 eine bessere Wirksamkeit gegen grampositive Erreger (Staphylokokken, Streptokokken, Pneumokokken, Enterokokken) und atypische Erreger (Chlamydien, Mykoplasmen, Legionellen). Sie wirken jedoch nur mäßig gegen Pseudomonas aeruginosa. Indikationen sind:

• schwere, vor allem nosokomiale Atemwegsinfekte
• komplizierte Harnwegsinfektionen (z.B. Pyelonephritis, chronische Prostatitis)
• schwere systemische Infekte
• Milzbrand

Des Weiteren ist Levofloxacin Mittel der zweiten Wahl bei ambulant erworbener Pneumonie, akuter Sinusitis, akut exazerbierter COPD, komplizierten Haut- und Weichteilinfektionen und Tuberkulose.

Moxifloxacin ist die Leitsubstanz der Gruppe 4. Trovafloxacin und Gatifloxacin sind außer Handel. Das Wirkspektrum entspricht weitestgehend der Gruppe 3, zusätzlich wirken die Substanzen dieser Gruppe gegen Anaerobier, jedoch nicht gegen Pseudomonas. Indikationen sind:

• schwere, vor allem nosokomiale Atemwegsinfekte
• schwere systemische Infekte

Mittel der zweiten Wahl ist Moxifloxacin unter anderem bei ambulant erworbener Pneumonie, akuter Sinusitis, akut exazerbierter COPD und Entzündungen des oberen weiblichen Genitaltrakts (inkl. Salpingitis, Endometritis).

Chinolone der Gruppe 3 und 4 werden wegen ihrer Wirksamkeit gegen Pneumokokken auch "Atemwegschinolone" genannt.

Im internationalen Sprachraum werden Chinolone nicht nach den PEG-Gruppen, sondern nach Generationen eingeteilt. Die Einteilung bildet die schrittweise Erweiterung des Wirkspektrums ab:^[2]

Merke: Die deutsche Gruppen- und die internationale Generationeneinteilung sind nicht deckungsgleich; insbesondere entspricht die deutsche Gruppe 1 (Norfloxacin) nicht der 1. Generation.

Nadifloxacin ist ein topisches Antibiotikum, das bei leichten bis mittelschweren Formen der Akne vulgaris eingesetzt wird.

Delafloxacin ist ein Fluorchinolon mit Wirkung auch gegen MRSA. Es wurde 2019 in der EU zugelassen. Es wird vor allem bei akuten bakteriellen Haut- und Weichgewebeinfektionen eingesetzt.^[3]

Chinolone wirken in wechselndem Ausmaß an der Gyrase (Topoisomerase II) und Topoisomerase IV. Beide Enzyme zählen zu den prokaryotischen Typ-II-Topoisomerasen. Das heißt, sie schneiden beide Stränge der Desoxyribonukleinsäure (DNA) unter Verbrauch von Adenosintriphosphat (ATP).

Durch Hemmung der Enzyme wird die Steuerung der DNA-Topologie (Supercoiling) gestört und der DNA-Enzym-Spaltkomplex stabilisiert, sodass Doppelstrangbrüche entstehen. Die DNA kann nicht mehr korrekt repliziert und transkribiert werden, was zum Absterben der Bakterien führt.

Fluorchinolone sollen darüber hinaus auch durch andere, noch nicht vollends aufgeklärte Mechanismen wirken. Daher sollte man die ältere Gruppenbezeichnung Gyrasehemmer nicht mehr auf sie anwenden.

Fluorchinolone wirken sekundär bakterizid, d.h. sie töten vor allem proliferierende Erreger ab. Eine gleichzeitige Blockierung der Proteinbiosynthese oder der RNA-Synthese durch Makrolide, Chloramphenicol oder Rifampicin beeinträchtigt die Wirksamkeit der Chinolone zum Teil erheblich.

Gegen Fluorchinolone in der Regel resistent sind:^[4]

• Campylobacter spp.
• Neisseria gonorrhoeae
• Salmonella Typhi
• Shigella spp.

Darüber hinaus nimmt die erworbene Resistenz bei klinisch häufigen Erregern (u.a. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus) zu und wird von der WHO im Rahmen der globalen Resistenzüberwachung erfasst.^[5]

Die klinisch wichtigste Chinolonresistenz beruht auf Mutationen in den Zielenzymen DNA-Gyrase und Topoisomerase IV, vor allem in den Untereinheiten GyrA und ParC, wodurch die Bindung der Substanzen vermindert wird. Bei Escherichia coli betreffen die häufigsten Mutationen die Codons Ser83 und Asp87 der GyrA-Untereinheit.^[6][7][5]

Weitere Resistenzmechanismen sind eine verminderte Aufnahme durch Porinverlust oder verminderte Membranpermeabilität sowie eine gesteigerte Aktivität bakterieller Effluxpumpen.^[6][7]

Plasmidvermittelte Resistenz wird durch Gene vermittelt, die die Zielstrukturen schützen, den Wirkstoff modifizieren oder den Wirkstofftransport beeinflussen; dazu zählen qnr-Gene (Schutz der Zielenzyme), die fluorchinolonaktive Acetyltransferase-Variante aac(6')-Ib-cr (Modifikation des Wirkstoffs) sowie plasmidkodierte Effluxpumpen wie OqxAB und QepA.^[8][6][5]

Die Pharmakokinetik einzelner Fluorchinolone unterscheidet sich teils beträchtlich, entsprechend werden hier werden nur wichtige Gemeinsamkeiten angesprochen.

Mit Ausnahme des Norfloxacins werden alle Fluorchinolone bei oraler Gabe gut resorbiert. Ein pharmakokinetisches Charakteristikum der Chinolone ist ihr hohes Verteilungsvolumen. Dies ist ein Hinweis auf die gute Gewebegängigkeit dieser Substanzen. Dadurch können hohe Konzentrationen im Gewebe und in den Zellen erreicht werden.

Klinisches Korrelat dieser Eigenschaften ist die gute Behandelbarkeit von Infektionen schwer erreichbarer Organsysteme (z.B. Knochen, Prostata) und die gute Wirksamkeit gegen intrazellulär aktive Bakterien (z.B. Legionella pneumophila, Mykoplasmen, Chlamydien).

Fluorchinolone wurden in der Vergangenheit bei einer Vielzahl verschiedener Infektionskrankheiten eingesetzt. Aufgrund ihres Nebenwirkungsprofils ist ihr Einsatz seit 2019 deutlich eingeschränkt worden. Bei selbstlimitierenden Infektionen sollen systemische Fluorchinolone nicht eingesetzt werden. Die Leitlinie zur Antibiotikatherapie bei HNO-Infektionen empfiehlt, sie bei leichten Infektionen der oberen Atemwege nicht und bei mittelschweren oder schweren Infektionen nur bei fehlenden vergleichbaren Therapiealternativen einzusetzen.^[9] Bei akuter unkomplizierter Zystitis sollen Fluorchinolone nur eingesetzt werden, wenn die üblicherweise empfohlenen Antibiotika ungeeignet sind; diese Einschränkung darf nicht pauschal auf alle Harnwegsinfektionen übertragen werden.^[10]

Weiterhin indiziert sind Fluorchinolone bei schweren Infektionen, insbesondere bei komplizierten Harnwegsinfektionen, u.a. bei Pyelonephritis und bakterieller Prostatitis.

Bereits im April 2019 hat das BfArM im Rahmen eines Risikobewertungsverfahrens aufgrund der schweren, möglicherweise dauerhaften und die Lebensqualität beeinträchtigenden Nebenwirkungen Anwendungseinschränkungen für Fluorchinolone ausgesprochen. Die Fachinformationen müssen dementsprechend umfangreiche Hinweise und Warnhinweise enthalten.^[11]

Systemisch und inhalativ angewendete Fluorchinolone sollten nicht verordnet werden:^[12][13][14]

• bei vorangegangenen schwerwiegenden Nebenwirkungen mit einem Chinolon- oder Fluorchinolon-Antibiotikum
• bei leichten Verläufen oder selbstlimitierenden Infektionen (z.B. Pharyngitis, Tonsillitis und akuter Bronchitis)
• bei leichten bis mittelschweren Infektionen (z.B. unkomplizierte Zystitis, akute bakterielle Rhinosinusitis und akute Otitis media), es sei denn, andere Antibiotika, die üblicherweise für diese Infektionen empfohlen werden, werden als ungeeignet erachtet
• bei nichtbakteriellen Infektionen
• zur Prävention von Reisediarrhoe oder rezidivierenden Infektionen der unteren Harnwege

Unerwünschte Wirkungen können gleichzeitig mehrere Organe, Organsysteme und Sinnesqualitäten betreffen:^[15]

In der ICD-10-GM 2026 steht für unerwünschte Nebenwirkungen von Fluorchinolonen bei therapeutischer oder prophylaktischer Dosierung der Zusatzkode Y57.90! "Komplikationen durch Fluorchinolone" zur Verfügung.^[16]

Fluorchinolone verursachen Entzündungen oder Risse der Sehnen (Tendinitis, Sehnenruptur), vor allem bei Personen über 65 Jahren, mit eingeschränkter Nierenfunktion oder Organtransplantaten. Sehnenschwellungen und Sehnenverletzungen können bereits innerhalb von zwei Tagen nach dem Beginn der Behandlung, aber auch erst einige Monate nach dem Behandlungsende auftreten. Eine besondere Gefährdung besteht bei gleichzeitiger Einnahme von Glukokortikoiden.^[11]

Es können Muskelschmerzen oder Muskelschwäche, Gelenkschmerzen (Arthralgie) oder Gelenkschwellungen und Schwierigkeiten beim Gehen auftreten.

Fluorchinolone können Parästhesien (Gefühle von Nadelstichen oder Kribbeln), brennende Schmerzen, Fatigue, Kopfschmerzen, Schwindel, Gedächtnisstörungen, Schlafstörungen, Verwirrtheit, Depressionen, Halluzinationen und Psychosen auslösen. Durch die Senkung der Krampfschwelle können epileptische Anfälle ausgelöst werden. Zudem können Probleme beim Sehen oder Hören, veränderter Geschmacks- oder Geruchssinn auftreten.^[11]

Auch Angst, Panikattacken, Suizidgedanken, Neuralgien und Konzentrationsstörungen können zum Spektrum der langanhaltenden und die Lebensqualität beeinträchtigenden Nebenwirkungen systemisch oder inhalativ angewendeter Fluorchinolone gehören.^[17]

Insbesondere Moxifloxacin und Levofloxacin führen zur QT-Verlängerung, sodass es (v.a. bei Komedikation mit gleichartig wirksamen Substanzen oder angeborenen Fehlbildungen des Erregungsleitungssystems (z.B. Long-QT-Syndrom) zu gefährlichen Arrhythmien (z.B. Torsades de pointes) kommen kann.

Fluorchinolone erhöhen das Risiko für das Auftreten eines Aortenaneurysmas, einer Aortendissektion, von Herzklappenregurgitationen und einer Herzinsuffizienz.

Dosisabhängig treten vor allem Übelkeit und Erbrechen auf. Diarrhö und Bauchschmerzen sind seltener. Bei Levofloxacin kann es zur Pankreatitis kommen.

Fluorchinolone wirken hepatotoxisch: Häufig kommt es zu einem Anstieg der Transaminasen. Auch eine Erhöhung der alkalischen Phosphatase bis hin zur cholestatischen Hepatitis ist möglich, insbesondere bei Norfloxacin und Moxifloxacin.

Fluorchinolone können zu Blutzuckerentgleisungen, insbesondere zu Hypoglykämien, führen.

In seltenen Fällen wurden Störungen des Blutbildes (Zytopenien, hämolytische Anämie, Agranulozytose bis hin zur Panzytopenie) beschrieben.

Die Phototoxizität ist bei den einzelnen Substanzen unterschiedlich stark ausgeprägt. Ausgiebige Sonnenbäder, Höhensonne und der Besuch von Solarien sollten für die Dauer der therapeutischen Wirksamkeit unterlassen werden.

Exantheme und Pruritus kommen in 0,1 bis 1 % der Fälle vor, selten sind schwere allergische Reaktionen.

Folgende Kontraindikationen sind zu beachten:

• Schwangerschaft und Stillzeit
• Einsatz bei Kindern und Jugendlichen - ausgenommen bei schweren Infektionen und/oder Mukoviszidose
• Sehnenerkrankungen/-beschwerden
• Marfan-Syndrom
• Ehlers-Danlos-Syndrom
• zerebrale Anfallsleiden, z.B. Epilepsie
• schwere Nieren- und Leberinsuffizienz
• QT-Verlängerung bzw. deren Risikofaktoren (z.B. gleichzeitige Einnahme von QT-verlängernden Pharmaka)
• höhergradige Herzinsuffizienz, bekannte symptomatische Herzrhythmusstörung

Vorsicht ist geboten bei Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel (Hämolyse), bei älteren Patienten, bei Glukokortikoidtherapie, bei längerer Sonnenexposition, bei Myasthenia gravis und bei Patienten mit Organtransplantaten.

Folgende Wechselwirkungen sind besonders relevant:

• Chinolone sollten nicht zusammen mit Antazida bzw. zweitwertigen Kationen (Calcium, Magnesium) eingenommen werden, da durch Komplexierungen die Bioverfügbarkeit stark beeinträchtigt wird.
• In Kombination mit NSAR kann es vermehrt zu ZNS-Übererregbarkeit (Senkung der Krampfschwelle) kommen. Gleichzeitige Gabe von Glukokortikoiden erhöht das Risiko für Sehnenerkrankungen (Tendinitis, Sehnenruptur).
• Fluorchinolone führen zur Abbauhemmung von Theophyllin, Coffein, Ciclosporin A, oralen Antikoagulantien und Glibenclamid.

Weitere Wechselwirkungen sind eher substanzspezifisch.

• MeSH: D011804 - Quinolones
• MeSH: D024841 - Fluoroquinolones