115年:醫學二(1)
有關胺基醣苷類(aminoglycosides)抗生素之敘述,下列何者最不適當?
A此類抗生素可抑制細菌蛋白質生合成,進而達到殺菌或抑制細菌生長之作用
B降低抗生素進入細菌內可能會導致細菌對此類抗生素出現抗藥性
C此類抗生素需在厭氧環境下,方可穿過細胞膜,因此厭氧菌對此類抗生素具有感受性(susceptible)
D卡納黴素(kanamycin)與阿米卡星(amikacin)為此類常見抗生素
詳細解析
本題觀念:
本題考查重點為胺基醣苷類(Aminoglycosides)抗生素的藥理機轉、抗菌譜及抗藥性機制。核心觀念在於其進入細菌細胞的過程需要氧氣依賴性的主動運輸系統,因此對厭氧菌無效。
選項分析
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A. 此類抗生素可抑制細菌蛋白質生合成,進而達到殺菌或抑制細菌生長之作用:正確。
- Aminoglycosides(如 Gentamicin, Amikacin)的主要機轉是不可逆地結合到細菌核糖體 30S 次單元(30S ribosomal subunit),導致 mRNA 讀碼錯誤(misreading)或阻斷蛋白質合成的起始,進而合成出無功能的異常蛋白質。
- 雖然大多數抑制蛋白質合成的抗生素(如 Tetracyclines, Macrolides)通常是抑菌性(bacteriostatic),但 Aminoglycosides 具有獨特的殺菌性(bactericidal),且具有濃度依賴性殺菌(concentration-dependent killing)和抗生素後效應(post-antibiotic effect, PAE)。
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B. 降低抗生素進入細菌內可能會導致細菌對此類抗生素出現抗藥性:正確。
- 細菌對 Aminoglycosides 的抗藥性機制主要有三種:
- 酵素修飾(最常見):細菌產生轉移酶(如乙醯化酶、磷酸化酶、腺苷化酶)使藥物失活。
- 標的位點改變:30S 核糖體結構改變使藥物無法結合。
- 降低藥物攝入(Reduced uptake):這是本選項描述的機制。由於 Aminoglycosides 需要經過外膜孔蛋白(porins)及內膜的氧氣依賴性主動運輸進入菌體,若細菌改變細胞膜通透性或缺乏主動運輸所需的能量(如厭氧環境),藥物便無法進入,導致抗藥性。
- 細菌對 Aminoglycosides 的抗藥性機制主要有三種:
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C. 此類抗生素需在厭氧環境下,方可穿過細胞膜,因此厭氧菌對此類抗生素具有感受性(susceptible):錯誤。
- 這是本題的錯誤敘述。
- 正確觀念:Aminoglycosides 穿過細菌內膜進入細胞質的過程是一個需能主動運輸(active transport),此過程高度依賴氧氣依賴性的電子傳遞鏈(Oxygen-dependent electron transport system)。
- 因此,厭氧菌(Anaerobes)因為缺乏此種氧氣依賴性運輸系統,Aminoglycosides 無法進入菌體內,所以厭氧菌對此類抗生素具有天然抗藥性(Intrinsic resistance),並非感受性(susceptible)。臨床上這類藥物主要針對需氧革蘭氏陰性桿菌。
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D. 卡納黴素(kanamycin)與阿米卡星(amikacin)為此類常見抗生素:正確。
- Kanamycin 是較早期的 Aminoglycoside。
- Amikacin 是 Kanamycin 的半合成衍生物,結構經過修飾,能抵抗許多細菌產生的修飾酵素,因此常被保留用於治療對 Gentamicin 或 Tobramycin 產生抗藥性的多重抗藥性細菌感染。兩者皆屬此類抗生素無誤。
答案解析
選項 (C) 的敘述與藥理學事實完全相反。Aminoglycosides 的運輸依賴有氧環境,因此對厭氧菌無效。
核心知識點
- 機轉:結合 30S 核糖體 抑制蛋白質合成(殺菌性)。
- 抗菌譜:主要針對需氧革蘭氏陰性桿菌(如 E. coli, Klebsiella, Pseudomonas)。對厭氧菌無效。
- 抗藥性:酵素修飾(最主要)、細胞通透性降低(缺乏氧氣傳遞鏈)、核糖體結合位點改變。
- 毒性(副作用):具有著名的耳毒性(不可逆聽力受損/前庭功能障礙)與腎毒性(可逆),以及神經肌肉阻斷作用。
- 常見藥物:Gentamicin, Amikacin, Tobramycin, Streptomycin, Neomycin (僅外用/口服不吸收)。
參考資料
- Katzung's Basic & Clinical Pharmacology, 15th Ed. Chapter 45: Aminoglycosides & Spectinomycin.
- Harrison's Principles of Internal Medicine, 21st Ed. "Treatment of Infectious Diseases".
- Creative Diagnostics. "Mechanisms and Impact of Aminoglycoside". available online.
- Nurse Key. "Aminoglycosides: bactericidal inhibitors of protein synthesis". available online.