Beta-lactam là một trong những nhóm kháng sinh quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn. Điểm chung của các thuốc trong nhóm là có cấu trúc chứa vòng beta-lactam, đồng thời tác động chủ yếu lên quá trình hình thành thành tế bào vi khuẩn.
Nhóm Beta-lactam không chỉ có một loại thuốc mà bao gồm nhiều phân nhóm với đặc điểm về cấu trúc, phổ kháng khuẩn và chỉ định khác nhau. Những phân nhóm quan trọng nhất là penicillin, cephalosporin, carbapenem và monobactam. Ngoài ra còn có các thuốc ức chế beta-lactamase thường được phối hợp với một số kháng sinh beta-lactam.
Beta-lactam là gì?
Beta-lactam là tên gọi chung của một họ kháng sinh có vòng beta-lactam trong cấu trúc hóa học. Vòng này đóng vai trò quan trọng đối với hoạt tính kháng khuẩn của thuốc.
Để phát triển và nhân lên, vi khuẩn cần xây dựng một lớp thành tế bào tương đối vững chắc, trong đó peptidoglycan là thành phần quan trọng. Các protein gắn penicillin, thường gọi là PBP (Penicillin-Binding Proteins), tham gia vào quá trình liên kết và hoàn thiện cấu trúc thành tế bào.
Kháng sinh beta-lactam gắn vào các PBP, từ đó cản trở bước cuối của quá trình tạo thành và liên kết chéo peptidoglycan. Thành tế bào bị suy yếu, vi khuẩn dễ bị phá hủy và chết. Vì vậy, beta-lactam nhìn chung có tác dụng diệt khuẩn, đặc biệt đối với những vi khuẩn đang phát triển và phân chia.
Nhóm Beta-lactam gồm những thuốc nào?
Có thể chia Beta-lactam thành 4 nhóm kháng sinh chính:
- Penicillin
- Cephalosporin
- Carbapenem
- Monobactam
Ngoài bốn nhóm trên, thuốc ức chế beta-lactamase thường được đề cập cùng nhóm vì chúng có thể được phối hợp với một số beta-lactam nhằm hạn chế tác động của enzyme beta-lactamase do vi khuẩn sản xuất.
1. Nhóm Penicillin
Penicillin là một trong những nhóm beta-lactam kinh điển và có nhiều thuốc được sử dụng trong thực hành lâm sàng.
Tùy cấu trúc và khả năng tác động lên vi khuẩn, penicillin có thể được chia thành một số nhóm nhỏ.
Penicillin tự nhiên
Một số thuốc tiêu biểu gồm:
- Penicillin G
- Penicillin V
Đây là những penicillin có phổ tác dụng tương đối hẹp và được sử dụng trong những tình huống nhiễm khuẩn phù hợp với độ nhạy cảm của vi khuẩn.
Aminopenicillin
Các thuốc thường gặp:
- Amoxicillin
- Ampicillin
Aminopenicillin có phổ tác dụng rộng hơn penicillin tự nhiên, đặc biệt tăng khả năng tác động lên một số vi khuẩn Gram âm.
Amoxicillin là một trong những thuốc beta-lactam đường uống được sử dụng khá phổ biến, thường xuất hiện trong các phác đồ điều trị nhiễm khuẩn khi có chỉ định thích hợp.
Penicillin kháng penicillinase
Một số đại diện:
- Oxacillin
- Cloxacillin
- Dicloxacillin
- Nafcillin
Những thuốc này được phát triển nhằm tăng khả năng chống lại một số enzyme penicillinase của vi khuẩn.
Carboxypenicillin
Ví dụ:
- Ticarcillin
- Carbenicillin
Đây là nhóm penicillin có hoạt tính trên một số vi khuẩn Gram âm và từng được sử dụng trong điều trị những nhiễm khuẩn nhất định.
Ureidopenicillin
Đại diện đáng chú ý là:
- Piperacillin
Piperacillin có phổ tác dụng tương đối rộng và có khả năng tác động lên một số vi khuẩn Gram âm quan trọng, trong đó có Pseudomonas aeruginosa. Thuốc thường được sử dụng trong môi trường bệnh viện và cần lựa chọn dựa trên tình trạng nhiễm khuẩn cũng như dữ liệu kháng thuốc.
Các nhóm penicillin và những thuốc tiêu biểu được phân loại dựa trên cấu trúc và phổ tác dụng khác nhau.
2. Nhóm Cephalosporin
Cephalosporin cũng là một nhóm beta-lactam rất lớn. Chúng thường được phân loại theo thế hệ, dựa trên đặc điểm cấu trúc, phổ kháng khuẩn và sự phát triển của hoạt tính đối với các loại vi khuẩn.
Cephalosporin thế hệ 1
Một số thuốc:
- Cefazolin
- Cephalexin
- Cefadroxil
- Cephradine
Nhìn chung, cephalosporin thế hệ 1 có hoạt tính tương đối tốt đối với nhiều vi khuẩn Gram dương và tác động hạn chế hơn lên Gram âm.
Một số thuốc trong nhóm được sử dụng trong điều trị nhiễm khuẩn da và mô mềm, nhiễm khuẩn tiết niệu hoặc dự phòng nhiễm khuẩn trong phẫu thuật tùy từng trường hợp.
Cephalosporin thế hệ 2
Ví dụ:
- Cefuroxime
- Cefaclor
- Cefprozil
- Cefoxitin
- Cefotetan
So với thế hệ 1, một số thuốc thế hệ 2 có hoạt tính đối với Gram âm được mở rộng hơn.
Cefoxitin và cefotetan còn có đặc điểm riêng về hoạt tính đối với một số vi khuẩn kỵ khí nên được sử dụng trong những chỉ định nhất định.
Cephalosporin thế hệ 3
Một số đại diện:
- Ceftriaxone
- Cefotaxime
- Ceftazidime
- Cefoperazone
- Cefixime
- Cefpodoxime
- Cefdinir
- Ceftibuten
Nhóm thế hệ 3 nhìn chung có phổ tác dụng rộng hơn đối với nhiều vi khuẩn Gram âm.
Ceftriaxone và cefotaxime là những thuốc thường được sử dụng trong điều trị nhiều loại nhiễm khuẩn nghiêm trọng khi có chỉ định.
Ceftazidime có hoạt tính đáng chú ý đối với Pseudomonas aeruginosa.
Tuy nhiên, không nên hiểu rằng tất cả cephalosporin thế hệ 3 đều có phổ tác dụng giống nhau. Việc lựa chọn thuốc phải căn cứ vào vị trí nhiễm khuẩn, tác nhân nghi ngờ hoặc đã xác định và tình hình kháng thuốc.
Cephalosporin thế hệ 4
Các thuốc tiêu biểu:
- Cefepime
- Cefpirome
Thế hệ 4 tiếp tục mở rộng hoạt tính trên nhiều vi khuẩn Gram âm, đồng thời vẫn duy trì hoạt tính đối với nhiều vi khuẩn Gram dương.
Cefepime là một đại diện thường được sử dụng trong bệnh viện, đặc biệt ở những trường hợp nhiễm khuẩn nặng cần kháng sinh có phổ rộng.
Cephalosporin thế hệ 5
Một số thuốc thuộc nhóm phát triển mới hơn gồm:
- Ceftaroline
- Ceftobiprole
Các thuốc này có những đặc tính khác biệt so với các thế hệ trước, trong đó một số thuốc có hoạt tính đối với các chủng tụ cầu kháng methicillin (MRSA).
Cách phân chia cephalosporin thành các thế hệ giúp thuận tiện khi học và lựa chọn thuốc, nhưng không nên đánh giá thuốc chỉ dựa vào số thế hệ. Mỗi hoạt chất có phổ kháng khuẩn và đặc điểm dược lý riêng.
3. Nhóm Carbapenem
Carbapenem là nhóm beta-lactam có phổ kháng khuẩn rất rộng, thường được sử dụng trong điều trị các nhiễm khuẩn nặng hoặc những trường hợp nghi ngờ vi khuẩn có khả năng kháng nhiều loại kháng sinh.
Một số thuốc thường gặp:
- Imipenem
- Meropenem
- Ertapenem
- Doripenem
Trong đó:
Imipenem có phổ kháng khuẩn rộng nhưng thường được sử dụng phối hợp với cilastatin để hạn chế chuyển hóa ở thận.
Meropenem là carbapenem thường gặp trong bệnh viện, được sử dụng trong nhiều tình huống nhiễm khuẩn nặng.
Ertapenem có phổ tác dụng và đặc điểm sử dụng khác với meropenem, đặc biệt đáng chú ý là không có hoạt tính tương đương trên Pseudomonas aeruginosa.
Carbapenem thường được dành cho những tình huống cần thiết do việc sử dụng rộng rãi có thể thúc đẩy sự xuất hiện của vi khuẩn kháng carbapenem.
Đáng lưu ý, carbapenem không phải lúc nào cũng vượt qua được cơ chế kháng beta-lactam. Vi khuẩn có thể sản xuất các enzyme gọi là carbapenemase, khiến nhóm thuốc này mất tác dụng.
4. Nhóm Monobactam
Monobactam có cấu trúc đặc biệt vì vòng beta-lactam tồn tại dưới dạng vòng đơn, không hợp nhất với một vòng khác như nhiều beta-lactam còn lại.
Thuốc đại diện quan trọng nhất là:
- Aztreonam
Aztreonam chủ yếu tác động lên vi khuẩn Gram âm hiếu khí và có một số đặc điểm khác biệt về phổ tác dụng so với penicillin, cephalosporin và carbapenem.
Thuốc được sử dụng trong những tình huống cụ thể và thường không phải lựa chọn kháng sinh thông thường cho mọi loại nhiễm khuẩn.
5. Thuốc ức chế beta-lactamase là gì?
Một vấn đề lớn của kháng sinh beta-lactam là beta-lactamase.
Đây là các enzyme do vi khuẩn tạo ra, có khả năng phá vỡ vòng beta-lactam và làm mất hoạt tính của nhiều thuốc.
Để đối phó với cơ chế này, một số chất ức chế beta-lactamase được phối hợp với kháng sinh beta-lactam.
Các chất quen thuộc gồm:
- Acid clavulanic
- Sulbactam
- Tazobactam
Một số chất ức chế beta-lactamase thế hệ mới hơn gồm:
- Avibactam
- Vaborbactam
Các chất này thường không được hiểu đơn giản là những kháng sinh độc lập có tác dụng điều trị nhiễm khuẩn tương đương penicillin hay cephalosporin. Vai trò quan trọng của chúng là ức chế một số beta-lactamase, giúp bảo vệ kháng sinh đi kèm trước sự phân hủy bởi enzyme.
Một số phối hợp quen thuộc trên lâm sàng có thể kể đến:
- Amoxicillin + acid clavulanic
- Ampicillin + sulbactam
- Piperacillin + tazobactam
- Ceftazidime + avibactam
- Meropenem + vaborbactam
Tuy nhiên, khả năng ức chế enzyme không giống nhau giữa các hoạt chất. Vì vậy, việc phối hợp thuốc phải dựa trên loại vi khuẩn và cơ chế kháng thuốc cụ thể.
Beta-lactam được sử dụng để điều trị bệnh gì?
Do có nhiều phân nhóm và phổ tác dụng khác nhau, beta-lactam có thể được sử dụng trong rất nhiều tình trạng nhiễm khuẩn, chẳng hạn:
- Nhiễm khuẩn đường hô hấp.
- Nhiễm khuẩn tai, mũi, họng.
- Nhiễm khuẩn da và mô mềm.
- Nhiễm khuẩn đường tiết niệu.
- Nhiễm khuẩn ổ bụng.
- Nhiễm khuẩn xương và khớp.
- Nhiễm khuẩn huyết.
- Một số bệnh nhiễm khuẩn thần kinh trung ương.
- Nhiễm khuẩn liên quan đến phẫu thuật.
Tuy nhiên, không có một thuốc beta-lactam nào phù hợp với tất cả các bệnh nhiễm khuẩn.
Bác sĩ phải cân nhắc vị trí nhiễm trùng, mức độ nặng, loại vi khuẩn nghi ngờ, kết quả nuôi cấy và kháng sinh đồ nếu có, tuổi, cân nặng, chức năng thận – gan, tiền sử dị ứng và các thuốc người bệnh đang sử dụng.
Tác dụng phụ của kháng sinh Beta-lactam
Mặc dù được sử dụng rộng rãi, beta-lactam vẫn có thể gây phản ứng bất lợi.
1. Phản ứng dị ứng
Đây là vấn đề đặc biệt cần lưu ý.
Biểu hiện có thể bao gồm:
- Phát ban.
- Ngứa.
- Mề đay.
- Phù mạch.
- Khó thở.
- Hạ huyết áp.
- Phản vệ.
Phản vệ là phản ứng nghiêm trọng và cần được cấp cứu ngay.
Không nên tự kết luận rằng mọi người từng nổi mẩn khi dùng một thuốc beta-lactam đều bị dị ứng với toàn bộ nhóm. Nguy cơ phản ứng chéo có liên quan đến từng thuốc và cấu trúc chuỗi bên, do đó tiền sử phản ứng thuốc cần được đánh giá cụ thể.
2. Rối loạn tiêu hóa
Một số người có thể gặp:
- Buồn nôn.
- Đau bụng.
- Tiêu chảy.
- Thay đổi hệ vi khuẩn đường ruột.
Kháng sinh phổ rộng có thể làm thay đổi hệ vi sinh đường ruột và trong một số trường hợp có thể liên quan đến tiêu chảy do Clostridioides difficile.
3. Ảnh hưởng thần kinh
Một số beta-lactam, đặc biệt khi dùng liều cao hoặc thuốc tích tụ ở người suy giảm chức năng thận, có thể gây các biểu hiện thần kinh như lú lẫn, bệnh não hoặc co giật.
Vì vậy, liều thuốc cần được điều chỉnh phù hợp ở những người có suy thận khi hoạt chất sử dụng yêu cầu điều chỉnh liều.
4. Những phản ứng khác
Tùy từng hoạt chất, người bệnh còn có thể gặp thay đổi xét nghiệm máu, ảnh hưởng gan, thận hoặc các phản ứng bất lợi đặc hiệu khác.
Do đó, không nên đánh đồng tác dụng phụ của một thuốc với toàn bộ nhóm beta-lactam.
Vi khuẩn kháng Beta-lactam bằng cách nào?
Kháng beta-lactam là một vấn đề quan trọng trong điều trị nhiễm khuẩn.
Vi khuẩn có thể kháng thuốc bằng nhiều cơ chế.
Sản xuất beta-lactamase
Đây là một trong những cơ chế quan trọng nhất. Enzyme beta-lactamase phá hủy vòng beta-lactam, khiến thuốc không còn hoạt động hiệu quả.
Thay đổi PBP
Vi khuẩn có thể thay đổi cấu trúc protein đích khiến kháng sinh khó gắn vào PBP.
Giảm lượng thuốc đi vào tế bào
Một số vi khuẩn Gram âm có thể thay đổi màng ngoài hoặc kênh porin, làm giảm khả năng kháng sinh tiếp cận vị trí tác động.
Tăng thải thuốc
Một số vi khuẩn có hệ thống bơm đẩy thuốc ra ngoài, làm giảm nồng độ kháng sinh tại vị trí tác động.
Các cơ chế này có thể xuất hiện đồng thời, khiến việc điều trị trở nên phức tạp hơn.
Có nên tự mua thuốc Beta-lactam để uống không?
Không nên.
Beta-lactam là thuốc kháng sinh điều trị nhiễm khuẩn do vi khuẩn và không có tác dụng đối với các bệnh do virus thông thường như nhiều trường hợp cảm lạnh hoặc cúm.
Việc tự mua thuốc có thể dẫn đến:
- Dùng sai kháng sinh.
- Dùng không đúng liều.
- Dùng không đủ thời gian.
- Tăng nguy cơ tác dụng phụ.
- Làm che lấp triệu chứng bệnh.
- Góp phần làm vi khuẩn kháng thuốc.
Đặc biệt, những thuốc có phổ rất rộng như carbapenem không nên được sử dụng tùy tiện chỉ vì nghĩ rằng “thuốc càng mạnh càng tốt”.
Lựa chọn kháng sinh phải hướng tới nguyên tắc đúng thuốc – đúng liều – đúng đường dùng – đúng thời gian và đúng tác nhân gây bệnh.
Những lưu ý quan trọng khi sử dụng Beta-lactam
Người bệnh nên thông báo cho bác sĩ nếu từng có phản ứng bất thường khi sử dụng penicillin, cephalosporin hoặc các beta-lactam khác.
Khi được kê thuốc, cần:
- Uống hoặc sử dụng đúng liều được chỉ định.
- Tuân thủ khoảng cách giữa các lần dùng.
- Không tự tăng hoặc giảm liều.
- Không tự ngừng thuốc khi chưa được hướng dẫn.
- Không dùng đơn thuốc của người khác.
- Không dùng thuốc còn dư từ lần điều trị trước.
- Báo bác sĩ nếu xuất hiện phát ban, khó thở, phù môi/lưỡi, chóng mặt hoặc dấu hiệu bất thường nghiêm trọng.
- Thông báo các bệnh đang mắc, đặc biệt là bệnh thận, gan và tiền sử dị ứng thuốc.
- Cho bác sĩ biết những thuốc khác đang sử dụng để đánh giá nguy cơ tương tác.
Kết luận
Nhóm kháng sinh Beta-lactam gồm 4 nhóm chính: Penicillin, Cephalosporin, Carbapenem và Monobactam. Một số thuốc ức chế beta-lactamase như acid clavulanic, sulbactam, tazobactam, avibactam và vaborbactam thường được sử dụng phối hợp với beta-lactam để khắc phục một số cơ chế kháng thuốc.
Mỗi nhóm lại có nhiều hoạt chất với phổ kháng khuẩn, chỉ định, đường dùng và nguy cơ tác dụng phụ khác nhau. Vì vậy, không nên xem tất cả thuốc Beta-lactam là tương đương nhau.
Đặc biệt, kháng sinh Beta-lactam là thuốc điều trị nhiễm khuẩn và cần được sử dụng theo chỉ định của bác sĩ hoặc hướng dẫn của nhân viên y tế. Việc sử dụng đúng không chỉ giúp tăng hiệu quả điều trị mà còn góp phần hạn chế tình trạng kháng kháng sinh.