สเปคติโนมัยซิน

สเปคติโนมัยซิน (อังกฤษ: Spectinomycin; ชื่อการค้า: Trobicin) เป็นยาปฏิชีวนะชนิดหนึ่งในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ มีข้อบ่งใช้สำหรับรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของหนองใน It is given by injection into a muscle.

สเปคติโนมัยซิน

ข้อมูลทางคลินิก
ชื่อทางการค้า	Trobicin
ชื่ออื่น	(2R,4aR,5aR,6S,7S,8R,9S,9aR,10aS) -4a,7,9-trihydroxy-2-methyl-6,8-bis (methylamino) decahydro-4H-pyrano[2,3-b][1,4]benzodioxin-4-one
AHFS/Drugs.com	Monograph
ระดับความเสี่ยงต่อทารกในครรภ์	US: B (ไม่มีความเสี่ยงในสัตว์)
ช่องทางการรับยา	ฉีดเข้ากล้ามเนื้อ
รหัส ATC	J01XX04 (WHO)
กฏหมาย
สถานะตามกฏหมาย	US: ไม่มีข้อมูล
ตัวบ่งชี้
ชื่อตามระบบ IUPAC (1R,3S,5R,8R,10R,11S,12S,13R,14S) -8,12,14-trihydroxy-5-methyl-11,13-bis (methylamino) -2,4,9-trioxatricyclo[8.4.0.0^3,8]tetradecan-7-one
เลขทะเบียน CAS	1695-77-8^[CAS]
PubChem CID	15541
DrugBank	DB00919^7
ChemSpider	14785^7
UNII	93AKI1U6QF
KEGG	D08526^7
ChEBI	CHEBI:9215^7
ChEMBL	CHEMBL1167^7
ECHA InfoCard	100.015.374
ข้อมูลทางกายภาพและเคมี
สูตร	C14H24N2O7
มวลต่อโมล	332.35 g/mol
แบบจำลอง 3D (JSmol)	Interactive image
SMILES O=C1[C@@]2 (O[C@@H]3[C@@H](NC) [C@@H](O) [C@@H](NC) [C@H](O) [C@H]3O[C@@H]2O[C@@H](C1) C) O
InChI InChI=1S/C14H24N2O7/c1-5-4-6 (17) 14 (20) 13 (21-5) 22-12-10 (19) 7 (15-2) 9 (18) 8 (16-3) 11 (12) 23-14/h5,7-13,15-16,18-20H,4H2,1-3H3/t5-,7-,8+,9+,10+,11-,12-,13+,14+/m1/s1^7 Key:UNFWWIHTNXNPBV-WXKVUWSESA-N^7
^7 7 (what is this?)  (verify)
สารานุกรมเภสัชกรรม

สเปคติโนมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะที่เป็นสารประกอบอะมิโนไซคลิตอล (Aminocyclitol) ที่ออกฤทธิ์โดยการยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของแบคทีเรีย ทำให้แบคทีเรียขาดโปรตีนที่จำเป็นในการดำรงชีวิตและการเพิ่มจำนวน ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นตายในที่สุด อาการไม่พึงประสงค์ทั่วไปที่อาจเกิดได้จากการได้รับการรักษาด้วยสเปคติโนมัยซิน ได้แก่ เกิดอาการปวดบริเวณที่ได้รับการฉีดยา, ผื่น, คลื่นไส้, อาเจียน, ไข้,และนอนไม่หลับ ส่วนอาการไม่พึงประสงค์ที่รุนแรง คือ ปฏิกิริยาการแพ้ยา ยานี้ค่อนข้างปลอดภัยในการใช้ในหญิงตั้งครรภ์ และจัดเป็นยาทางเลือกหนึ่งในผู้ที่แพ้ยากลุ่มเพนิซิลลินหรือเซฟาโลสปอริน

สเปคติโนมัยซินถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1961 โดยคัดแยกได้จากเชื้อแบคทีเรีย Streptomyces spectabilis ทั้งนี้ ยานี้ได้ถูกจัดเป็นหนึ่งในรายการยาจำเป็นขององค์การอนามัยโลก (World Health Organization's List of Essential Medicines) ซึ่งเป็นรายการยาที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูง และมีความสำคัญเป็นลำดับแรกของระบบสุขภาพพื้นฐานของประชาชนในประเทศต่างๆ ราคาสำหรับการขายส่งของสเตรปโตมัยซินในประเทศกำลังพัฒนามีมูลค่าประมาณ 5 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อขนาดยาที่ต้องใช้ในการบริหารยาหนึ่งครั้ง ปัจจุบันยานี้ไม่มีจำหน่ายในตลาดยาของสหรัฐอเมริกา

การใช้ประโยชน์ทางการแพทย์

สเปคติโนมัยซินถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคหนองในในผู้ที่แพ้ยากลุ่มเพนิซิลลินหรือเซฟาโลสปอริน โดยการฉีดเข้าทางกล้ามเนื้อ ทั้งนี้ ยานี้ไม่มีจำหน่ายในสหรัฐอเมริกา

อาการไม่พึงประสงค์

อาการไม่พึงประสงค์ทั่วไปที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ อาการปวดบริเวณที่ได้รับการฉีดยา, ผื่น, คลื่นไส้, อาเจียน, ปวดท้อง, ไข้,และนอนไม่หลับ ส่วนอาการไม่พึงประสงค์ที่รุนแรง คือ ปฏิกิริยาการแพ้ยา

กลไกการออกฤทธิ์

สเปคติโนมัยซินออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์แบคทีเรีย โดยจะเข้าจับกับหน่วยย่อย 30 เอสของไรโบโซมของแบคทีเรีย ทำให้เกิดการแปรรหัสพันธุกรรมที่ผิดพลาด และส่งผลให้โปรตีนที่ได้จากการสังเคราะห์โปรตีนนี้มีลำดับกรดอะมิโนที่ผิดเพี้ยนไป ซึ่งจะไม่สามารถทำงานได้ ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นๆตายในที่สุด การดื้อต่อยาสเปคติโนมัยซินนั้นพบรายงานการเกิดขึ้นในเชื้อแบคทีเรีย Pasteurella multocida โดยเกิดการกลายพันธุ์ที่ตำแหน่ง S5 ของหน่วยย่อย 16 เอสของไรโบโซม

ชีวสังเคราะห์

ไฟล์:Spectinomycin Biosynthesis 1.jpg

ไฟล์:Spectinomycin Biosynthesis 2.jpg

ไฟล์:Spectinomycin Biosynthesis 3.jpg

ชีวสังเคราะห์ของสเปคติโนมัยซินนั้นมีความคล้ายคลึงกันกับยาอื่นในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ โดยเริ่มต้นจากการสร้างวงอิโนซิตอล (inositol ring) เช่นเดียวกัน จากนั้นกระบวนการต่างๆจะแตกต่างกันออกไปจนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นสเปคติโนมัยซิน (ตามภาพประกอบ) โดยขั้นแรกของกระบวนนี้จะเป็นการรีดิวซ์ glucose-6-phosphate (1a) ด้วย NADH เป็นสารประกอบคีโตนที่ตำแหน่ง C2 (2a) จากนี้สารประกอบคีโตนที่ได้จะถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบเอมีนปฐมภูมิ (primary amine group) โดยเอนไซม์ PLP และ glutamine transamination (3a) โดยกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำอีกที่ตำแหน่ง C4 เพื่อสร้างเอมีนปฐมภูมิตำแหน่งที่ 2 (4a) เมื่อได้หมู่เอมีนทั้งสองตำแหน่งแล้ว วงแหวนกลูโคสนี้จะถูกเติมหมู่เมธิล (methylation) จนได้เป็น S-adenosyl methionine จำนวน 2 โมเลกุล (5a) จากปฏิกิรยาการเติมหมู่เมธิลนี้จะทำให้วงกลูโคสนั้นสามารถเปลี่ยนไปเป็นวงอิโนซิตอล (inositol ring) ได้โดยใช้อาศัยเอนไซม์ inositol cyclase (6a) เพื่อทำให้เกิดการไฮโดรไลซ์ที่จะกำจัดหมู่ฟอสเฟตออกไป จนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของขั้นตอนนี้เป็นวงอิโนซิตอลที่จะใช้เป็นส่วนหนึ่งสำหรับการสังเคราะห์สเปคติโนมัยซินในขั้นตอนถัดไป (7a)

การสังเคราะห์โมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบที่ 2 ของสเปคติโนมัยซินนั้นใช้สารตั้งต้นชนิดเดียวกันกับในขั้นตอนแรก คือ glucose-1-phosphate (1b) ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น TDP glucose โดยเอนไซม์ TDP synthase (2b) จากนั้น TDP glucose ที่เกิดขึ้นนี้จะถูกดึงหมู่ไฮดรอกซิลออกที่ตำแหน่ง C6 โดยเอนไซม์ hydratase enzyme (3b) แล้วถูกรีดิวซ์ต่อด้วย NADH ที่ตำแหน่ง C4 จนได้เป็นสารประกอบคีโตน (4b) จากนั้น PLP และ glutamine จะเปลี่ยนสารประกอบคีโตนดังกล่าวไปเป็นสารประกอบเอมีนปฐมภูมิ (primary amine group) (5b) ถัดจากนั้นหมู่เอมีนที่เกิดขึ้นจะถูกดึงออกไปจากโมเลกุลโดยเอนไซม์ deaminase (6b) ในกระบวนการสร้างสารในภาพ 6b นี้จะมีการเกิดปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นอีก 2 ครั้งที่ตำแหน่ง C4 และ C3 โดยอาศัย NADH จำนวน 2 โมเลกุลในการเข้าทำปฏิกิริยา จนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเพื่อใช้ในการสังเคราะห์สเปคติโนมัยซิน

โมเลกุลที่เกิดจากการสังเคราะห์ใน 2 ช่องทางดังข้างต้นจะเข้าทำปฏิกิรยากัน โดยการกำจัดหมู่ TDP แล้วเกิดปฏิกิริยากันจนได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นสเปคติโนมัยซิน

สเปคติโนมัยซินเป็นสารกลุ่มอะมิโนไซคลิตอล ซึ่งมีความสัมพันธ์กันกับอะมิโนไกลโคไซด์ การผลิตสเปคติโนมัยซินในเชิงอุตสาหกรรมนั้นจะได้จากการบ่มเชื้อแบคทีเรีย Streptomyces spectabilis ส่วนในธรรมชาตินั้น สเปคติโนมัยซินสามารถสร้างได้จากจุลชีพหลายชนิด รวมไปถึงไซยาโนแบคทีเรียและพืชอีกหลายชนิด โดยส่วนที่ควบคุมการสร้างสเปคติโนมัยซินนี้มีชื่อว่า เอสพีซี โอเปอรอน (spc operon) จะอยู่ในจีโนม หรือพลาสโตม หรือพลาสมิด ซึ่งส่วนใหญ่ยีน 2–10 ชนิดที่อยู่ติดกัน ซึ่งความต่างของขนาดโอเปอรอนนี้เป็นผลมาจากมีการกำจัดยีนเก่าออกไป หรือมียีนภายในนิวเคลียส (nuclear gene) เข้ามาทำหน้าที่ในส่วนนั้นๆแทน โดยการผลิตสเปคติโนมัยซินโดยจุลชีพในธรรมชาตินั้นมีจุดประสงค์หลักเพื่อป้องกันตัวเองจากการถูกกินหรือทำลายโดยจุลชีพหรือพืชอื่น (antipredator adaptation)

ประวัติและการค้นพบ

สเปคติโนมัยซินถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1961 โดยคัดแยกได้จากเชื้อแบคทีเรีย Streptomyces spectabilis จากนั้นได้มีการผลิตออกจำหน่ายสู่ตลาดยาในปี ค.ศ. 2001

อ้างอิง

1. . The American Society of Health-System Pharmacists. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2015-09-24. สืบค้นเมื่อ Sep 6, 2015.
2. . CRC Press. 2009. p. 438. ISBN 9781439882405. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2015-10-03.
3. (PDF). World Health Organization. April 2015. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม (PDF) เมื่อ 13 December 2016. สืบค้นเมื่อ 8 December 2016.
4. "Spectinomycin". International Drug Price Indicator Guide. สืบค้นเมื่อ 7 September 2015.^{[ลิงก์เสีย]}
5. Kehrenberg C, Schwarz S (June 2007). "Mutations in 16S rRNA and ribosomal protein S5 associated with high-level spectinomycin resistance in Pasteurella multocida". Antimicrob. Agents Chemother. 51 (6): 2244–6. doi:10.1128/AAC.00229-07. PMC 1891365. PMID 17371823.CS1 maint: uses authors parameter (link)
6. Dewick, Paul M. (4 Feb 2009). . Wiley Online Library: Wiley. pp. 485–508. ISBN 9780470741689. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 10 March 2014. สืบค้นเมื่อ 29 May 2014.
7. "From the Centers for Disease Control and Prevention. Update on spectinomycin availability in the United States". JAMA. 286 (11): 1308–9. September 2001. doi:10.1001/jama.286.11.1308. PMID 11575327.