암피실린

1. 개요

암피실린은 페니실린 계열의 베타-락탐 항생제로, 그람 양성균과 그람 음성균 모두에 광범위한 항균 활성을 나타낸다. 세균의 세포벽 합성을 억제하여 살균 효과를 보이며, 세균성 수막염, 심내막염, 위장관 감염, 비뇨생식기 감염 등 다양한 질병 치료에 사용된다. 암피실린은 경구, 근육 주사, 정맥 주사로 투여 가능하며, 부작용으로는 설사, 발진, 드물게 아나필락시스가 나타날 수 있다. 약물 상호작용과 페니실린 알레르기가 있는 환자에게는 금기이며, 임신 중에도 비교적 안전하게 사용될 수 있다. 암피실린은 1958년에 발견되어 1961년부터 상용화되었으며, 연구 목적으로 유전자 삽입 확인에, 수의학에서는 다양한 동물 질환 치료에도 사용된다.

2. 정의

암피실린은 베타-락탐 계열 항생제의 페니실린 그룹에 속하며 그중에서도 아미노페니실린(aminopenicillin)의 일종이다. 박테리아의 세포막 합성을 저해하는 메커니즘으로 살균 효과를 나타내며 넓은 항균 활성 범위를 보인다.

암피실린은 페니실린 계열의 베타-락탐 항생제이며, 아미노페니실린 계열에 속한다. 활성 측면에서 아목시실린과 거의 동일하다. 페니실린 G와 아미노기의 존재 여부만 다르다. 이 아미노기는 암피실린과 아목시실린이 대장균, 미라빌리스 변형균, 살모넬라 엔테리카, 이질균과 같은 그람 음성 세균의 외막 구멍을 통과하도록 돕는다.

암피실린은 세균이 세포벽을 만드는 데 필요한 효소인 트랜스펩티다아제의 비가역적 억제제로 작용한다. 이는 이분법에서 세균 세포벽 합성의 세 번째이자 마지막 단계를 억제하여 결국 세포 용해를 유발하므로 암피실린은 세균 용해성이다.

3. 작용 원리

암피실린은 세균이 세포벽을 만드는 데 필요한 효소인 트랜스펩티데이스에 비가역적 억제제로 작용하여 효소의 활성을 억제한다. 이 효소에 의한 펩타이드전이(transpeptidation) 반응 억제는 세균의 세포벽을 구성하는 핵심 성분인 펩티도글리칸 형성을 억제하여 결과적으로 세포 용해를 유도한다. 암피실린은 일반적으로 세균 용해성이다.

암피실린은 세균이 세포벽을 만드는 데 필요한 펩타이드 전이 효소인 DD-트랜스펩티다아제를 길항저해한다. 따라서 세포벽 합성의 제3단계 및 최종 단계를 저해하여 최종적으로 용균시킨다.

4. 의학적 용도

암피실린은 아목시실린과 작용이 매우 유사하며, 다양한 세균성 감염 질환 치료에 사용된다. 특히 요로 감염, 중이염, 감염성 폐렴, 살모넬라, 리스테리아수막염 등의 치료에 사용된다.

봉와직염 치료에는 β-락탐계 항생제인 플루클록사실린(플루클록사실린)과 병용하여 사용되는데, 이는 황색포도상구균에 작용하는 플루클록사실린과 A군 연쇄상구균에 작용하는 암피실린을 함께 사용하여 치료 효과를 높이기 때문이다. 이 병용제는 코플루암피실(마그나펜)이라는 이름으로 판매된다.

슈도모나스속, 클레브시엘라속, 에어로박터속 대부분은 암피실린에 대해 저항성을 나타낸다。

암피실린은 페니실린 다음으로 발견된 β-락탐계 항생제이기 때문에, 최근에는 설박탐과의 합제로 사용하는 경우가 많다. 혈액뇌관문 통과를 기대하는 경우에는 단독으로 사용하기도 한다.

4.1. 구체적인 질병

* 세균성 뇌수막염: 뇌수막염을 일으키는 그람 음성균에 대한 효능을 증가시키기 위해 아미노글리코사이드 계열 항생제를 추가할 수 있다.
* 장구균 균주에 의한 심내막염(off-label 사용); 종종 아미노글리코사이드와 함께 사용한다.
* 오염된 물이나 음식(예: 살모넬라균)으로 인한 위장관 감염
* 비뇨생식기 감염
* 요도 카테터 사용으로 인한 감염과 관련되고 다른 약물에 반응하지 않는 의료 관련 감염
* 중이염 (중이 감염)
* 기관지염, 인두염을 포함한 호흡기 감염
* 부비동염
* 패혈증
* 백일해, 2차 감염 예방 및 치료
* 임질 치료에도 사용되었지만 지금은 페니실린에 내성이 있는 변종이 너무 많다.
* 이전에 류마티스열을 앓았거나 치과 치료, 질 자궁 절제술 또는 제왕 절개를 받고 있는 사람들의 감염 예방
* 조기 발병 신생아 감염을 예방하기 위해 그룹 B 연쇄상구균의 보균자인 임산부에게 사용

4.2. 대상 박테리아

암피실린은 많은 그람 양성균 및 그람 음성균 감염을 치료하는 데 사용된다. 암피실린은 그람 양성균에 대한 활성을 가진 최초의 "광범위 스펙트럼" 페니실린이었다.

* 그람 양성균: 폐렴구균, 화농성연쇄상구균, 황색포도상구균의 일부 분리주(페니실린 내성 또는 메티실린 내성 균주는 아님), Trueperella 및 일부 Enterococcus. 다제내성 엔테로코커스 패칼리스 및 엔테로코커스 패시움에 대해 작용하는 몇 안 되는 항생제 중 하나이다.
* 그람 음성균: 수막구균, 일부 헤모필루스 인플루엔자 및 일부 장내세균과(대부분의 장내세균과 및 슈도모나스는 내성이 있음).

베타 락타메이스를 억제하는 약물인 설박탐을 병용 투여해 항균 활성을 향상시킬 수 있다. 때로는 반코마이신, 리네졸리드, 답토마이신 및 티게사이클린과 같이 작용 기전이 다른 항생제와 함께 사용한다.

4.3. 투여 방식

암피실린은 경구, 근육 주사(주사) 또는 정맥 주입으로 투여할 수 있다. 캡슐 또는 경구 현탁액으로 제공되는 경구 형태는 심각한 감염에 대한 초기 치료가 아니라 IM 또는 IV 주사에 대한 후속 조치로 제공된다. IV 및 IM 주사의 경우, 암피실린은 재구성되어야 하는 분말로 보관된다.

빠른 IV 주사는 발작을 유발할 수 있으므로 IV 주사는 천천히 해야 한다.

5. 부작용

암피실린은 다른 항생제에 비해 비교적 독성이 적은 편이나, 페니실린에 민감하거나 천식 또는 알레르기 병력이 있는 환자에게서 부작용이 더 흔하게 나타난다. 매우 드물게 혈관부종, 아나필락시스를 유발할 수 있으며, 가벼운 설사부터 심각한 위막성 대장염까지 다양한 증상을 보이는 클로스트리디오이데스 디피실 감염이 나타날 수 있다. 일부 환자에게는 흑모설이 나타나기도 한다. 심각한 부작용으로는 발작 및 혈청병도 포함된다. 흑모설, 메스꺼움, 구토, 설사, 대장염과 같은 위장관계 부작용은 경구용 페니실린 제제에서 더 흔하게 나타난다. 그 외에도 치료 후 수 주 후에 다른 증상들이 나타날 수 있다.

5.1. 일반적인 부작용

일반적인 부작용은 설사 및 발진으로, 약 10%의 사용자에게서 나타난다. 덜 흔한 부작용으로는 메스꺼움, 구토, 가려움증, 혈액 이상증 등이 있다.

5.2. 특이사항

암피실린은 다른 항생제에 비해 비교적 독성이 적으며, 페니실린에 민감하거나 천식 또는 알레르기 병력이 있는 환자에게서 부작용이 더 흔하게 나타난다. 매우 드물게 혈관부종, 아나필락시스, 그리고 심각한 부작용을 유발할 수 있으며, 이에는 가벼운 설사부터 심각한 위막성 대장염까지 다양한 증상을 보이는 클로스트리디오이데스 디피실 감염이 있다. 일부 환자에게는 흑모설이 나타나기도 한다. 심각한 부작용으로는 발작 및 혈청병도 포함된다. 가장 흔한 부작용은 설사 및 발진으로, 약 10%의 사용자에게서 나타난다. 덜 흔한 부작용으로는 메스꺼움, 구토, 가려움증, 혈액 이상증 등이 있다. 흑모설, 메스꺼움, 구토, 설사, 대장염과 같은 위장관계 부작용은 경구용 페니실린 제제에서 더 흔하게 나타난다. 그 외에도 치료 후 수 주 후에 다른 증상들이 나타날 수 있다.

5.3. 과다 복용 시

암피실린 과다 복용은 행동 변화, 혼란, 의식 상실, 발작, 신경근 과민증, 전해질 불균형, 신부전을 유발할 수 있다.

5.4. 독성

암피실린은 다른 항생제에 비해 비교적 독성이 적은 편이나, 페니실린에 민감하거나 천식 또는 알레르기 병력이 있는 환자에게서 부작용이 더 흔하게 나타난다.

가장 빈번하게 일어나는 독성으로는 약물 축적에 의한 신부전이 있다. 메스꺼움(구토 증세를 동반하거나 동반하지 않는), 상복부 불쾌감, 경증에서 중증 설사, 구내염 또는 구내 건조, 설통 또는 흑모설 같은 증상을 일으킬 수 있다. 두드러기, 자색피부병변, 국소 부종, 심한 쇠약, 어지럼증, 심한 천식을 동반한 기관지수축, 흉통, 중증 고혈압, 청색증, 순환 허탈, 폐부종, 경련, 호흡 부전으로 인한 사망 등이 있다. 일부의 경우 입술, 혀, 얼굴, 안와골 조직의 현저한 부기를 동반한 혈관부종, 천식성 호흡, 큰 두드러기 등이 나타날 수 있다.

매우 드물게 혈관부종, 아나필락시스, 그리고 심각한 부작용을 유발할 수 있으며, 이에는 가벼운 설사부터 심각한 위막성 대장염까지 다양한 증상을 보이는 클로스트리디오이데스 디피실 감염이 있다. 일부 환자에게는 흑모설이 나타나기도 한다. 심각한 부작용으로는 발작 및 혈청병도 포함된다. 가장 흔한 부작용은 설사 및 발진으로, 약 10%의 사용자에게서 나타난다. 덜 흔한 부작용으로는 메스꺼움, 구토, 가려움증, 혈액 이상증 등이 있다. 흑모설, 메스꺼움, 구토, 설사, 대장염과 같은 위장관계 부작용은 경구용 페니실린 제제에서 더 흔하게 나타난다. 그 외에도 치료 후 수 주 후에 다른 증상들이 나타날 수 있다.

6. 항생제 내성

암피실린을 포함한 모든 베타락탐(β-lactam) 항생제는 구조상 베타락탐 고리를 가지고 있다. 베타락탐 항생제에 대한 내성은 크게 두 가지 이유로 발생한다. 첫째, 박테리아가 베타락타메이스(β-lactamase) 효소를 생성하면 항생제의 베타락탐 고리가 가수분해되어 항생제 효과가 사라진다.

둘째, 일부 박테리아는 새로운 구조를 가진 페니실린 결합 단백질을 생산하여 베타락탐 항생제에 대한 내성을 나타낸다. 베타락탐 항생제는 이러한 변화된 페니실린 결합 단백질에 효과적으로 결합할 수 없으며, 결과적으로 박테리아의 세포벽 합성을 방해하지 못한다.

이러한 항생제 내성의 주목할 만한 예로는 메티실린 내성 황색 포도상구균(MRSA)과 페니실린 내성 폐렴구균(PRSA)이 있다.

7. 약물 상호작용

암피실린은 다른 약물과 상호작용하여 효과가 감소하거나 부작용이 증가할 수 있다.

* 프로베네시드, 메토트렉세이트: 이 약물들과 함께 복용하면 신장 배설이 감소한다.
* 와파린 및 기타 경구 항응고제: 다량의 암피실린은 혈소판 응집을 억제하여 출혈 위험을 증가시킬 수 있다.
* 경구 피임약: 암피실린이 경구 피임약의 효과를 떨어뜨리는 것으로 알려져 있지만, 이는 논란의 여지가 있다.
* 클로람페니콜, 에리트로마이신, 세팔로스포린, 테트라사이클린: 이러한 항생제들은 암피실린의 효과를 떨어뜨릴 수 있다. 예를 들어, 테트라사이클린은 박테리아에서 단백질 합성을 억제하여 암피실린이 작용하는 표적을 감소시킨다.
* 아미노글리코사이드: 동시에 투여하면 결합하여 비활성화될 수 있다. 별도로 투여하면 아미노글리코사이드와 암피실린은 서로를 강화할 수 있다.
* 알로푸리놀: 함께 투여하면 피부 발진을 더 자주 유발한다.
* 콜레라 생백신과 장티푸스 생백신: 암피실린과 함께 투여하면 효과가 없을 수 있다. 암피실린은 신체가 일으켜야 하는 면역 반응을 낮춘다.

8. 금기

암피실린은 아나필락시스 반응을 일으킬 수 있어 페니실린 과민증이 있는 환자에게는 금기이다. 과민 반응에는 피부 발진 및 두드러기, 박탈성 피부염, 다형 홍반, 적혈구와 백혈구의 일시적인 감소가 포함될 수 있다.

암피실린은 동시성 단핵구증 환자에게는 권장되지 않는데, 이는 환자의 40% 이상에서 피부 발진이 나타나기 때문이다.

9. 특정 집단

암피실린은 임신 중 가장 많이 사용되는 약물 중 하나이며, 미국 식품의약국(FDA) (카테고리 B)과 호주 치료물질 관리청(TGA) (카테고리 A) 모두 일반적으로 안전한 것으로 밝혔다. 임산부의 리스테리아 모노사이토제네스 감염 치료에 단독 또는 아미노글리코사이드와 병용하여 선택되는 약물이다. 임신은 암피실린의 클리어런스를 최대 50%까지 증가시키므로 치료 수준에 도달하기 위해서는 더 높은 용량이 필요하다.

암피실린은 태반을 통과하여 모체 혈장 농도의 50~100%로 양수에 남아 있을 수 있으며, 이로 인해 신생아에게서 암피실린 농도가 높아질 수 있다.

수유 중인 산모는 모유로 일부 암피실린을 분비하지만 그 양은 미미하다.

신생아의 경우 암피실린의 반감기가 더 길고 혈장 단백질 결합이 낮다. 신장 기능이 완전히 발달하지 않아 신장을 통한 클리어런스가 낮다.

10. 역사

암피실린은 1958년에 발견되어 1961년에 상용화되었다. WHO 필수 의약품 목록에 등재되어 있다.

1961년부터 세균 감염 치료에 광범위하게 사용되어 왔다. 비참 제약 회사가 암피실린을 도입하기 전까지, 페니실린 치료법은 포도상구균 및 연쇄상구균과 같은 그람 양성균에만 효과가 있었다. 암피실린(원래 "Penbritin"으로 브랜드화됨)은 H. influenzae, 대장균, 프로테우스 spp.과 같은 그람 음성균에 대해서도 활성을 나타냈다.

11. 사회 및 문화

암피실린은 비교적 저렴하며, 일반 의약품으로 판매된다. 개발도상국에서의 도매가는 2014년 정맥주사용액 유리병 기준으로 0.13USD에서 1.2USD 사이이다. 미국에서는 제네릭 의약품으로 구매할 수 있으며 10일치 치료 비용은 대략 13USD이다.

12. 연구 목적의 사용

암피실린은 세균이 유전자(플라스미드 등)를 받아들였는지 확인하는 데 사용된다(선택 마커).

도입할 유전자에 암피실린 내성을 코딩하는 영역(통상 대장균에서는 β-락타마아제를 코딩하는 TEM-1 유전자)을 가지게 하여 대장균에 삽입한다. 그 대장균을 암피실린을 포함하는 배지에서 배양하여 균이 증식한 경우에는 암피실린 내성을 가지고 있으므로, 유전자가 정상적으로 삽입되었다고 판단할 수 있다.

13. 관련 약물

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암피실린을 기반으로 개발된 몇 가지 항균제가 존재한다. 헤타실린은 β-락타마아제에 의해 분해되지 않도록 가공된 암피실린의 프로드러그인데, in vitro 조건(생체 내가 아닌 인공적인 조건)에서 헤타실린에 직접 β-락타마아제를 작용시켜도 거의 분해되지 않는 것으로 알려져 있다. 바캄피실린도 암피실린의 프로드러그이며, 암피실린이 가진 카르복실기를 카르복실산 에스터 형태로 만들어 지용성을 높여 경구 투여 시 소화관으로부터의 흡수를 좋게 하여 생체이용률을 향상시키고 있다. 술타미실린은 암피실린에 β-락타마아제 억제제의 일종인 설박탐을 결합시킨 약물이다. 메탄디올이 가진 두 개의 수산기의 한쪽에는 암피실린이 가진 카르복실기가, 다른 한쪽에는 설박탐이 가진 카르복실기가 각각 탈수 축합하여 카르복실산 에스터가 된 구조를 하고 있다. 즉 술타미실린 1분자에는 암피실린과 설박탐이 각각 1분자씩 포함되어 있다.

14. 수의학적 사용

수의학에서 암피실린은 고양이, 개, 농장 동물에게 다음과 같은 질병을 치료하는 데 사용된다.

* 항문낭 감염
* 농양, 봉와직염, 고름 피부염과 같은 피부 감염
* 소, 양, 염소의 대장균 및 살모넬라 감염(경구 투여). 박테리아 내성이 증가하면서 이 목적으로 암피실린 사용이 감소했다.
* 돼지의 유선염
* 고양이에게 물린 상처와 같은 혼합 호기성-혐기성 감염
* 다제 내성 Enterococcus faecalis 및 E. faecium
* 가금류의 살모넬라와 대장균 또는 황색 포도상구균에 의한 패혈증에 대한 예방적 사용
* 편도선염, 소 호흡기 질환, 수송열, 기관지폐렴, 송아지 및 소 폐렴을 포함한 호흡기 감염
* 개의 요로 감염

말은 일반적으로 경구 암피실린으로 치료하지 않는데, 베타-락탐의 생체 이용률이 낮기 때문이다.

동물의 반감기는 사람의 반감기와 유사하다(약 1시간). 고양이와 개에서 경구 흡수는 50% 미만이며, 말에서는 4% 미만이다.