สเตรปโตมัยซิน

สเตรปโตมัยซิน () เป็นยาปฏิชีวนะชนิดหนึ่งในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ ซึ่งมีข้อบ่งใช้สำหรับรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียหลายชนิด รวมถึง วัณโรค, การติดเชื้อ Mycobacterium avium complex, เยื่อบุหัวใจอักเสบ, บรูเซลโลสิส, การติดเชื้อแบคทีเรียสกุลเบอโคเดอเรีย, กาฬโรค, ไข้กระต่าย, และไข้หนูกัด กรณีวัณโรคระยะแสดงอาการนั้นมักจะใช้สเตรปโตมัยซินร่วมกับไอโซไนอะซิด, ไรแฟมพิซิน, และไพราซินาไมด์ ยานี้สามารถบริหารยาได้โดยการฉีดเข้าหลอดเลือดดำและการฉีดเข้ากล้ามเนื้อ

สเตรปโตมัยซินจัดเป็นยาในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ ซึ่งออกฤทธิ์ที่หน่วยย่อย 30 เอสของไรโบโซมแบคทีเรีย ทำให้แบคทีเรียนั้นๆไม่สามารถสร้างโปรตีนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและเพิ่มจำนวนได้ ส่งผลให้แบคทีเรียเซลล์นั้นๆตายไปในที่สุด อาการไม่พึงประสงค์ที่พบได้บ่อยจากการได้รับการรักษาด้วยสเตรปโตมัยซิน ได้แก่ อาการรู้สึกหมุน, อาเจียน, อาการชาบริเวณผิว, ไข้, และมีผื่นคัน การใช้ยานี้ในหญิงตั้งครรภ์อาจทำให้ทารกหูหนวกแต่กำเนิดได้ แต่การใช้ยานี้ในหญิงที่กำลังให้นมบุตรนั้นพบว่าค่อนข้างมีความปลอดภัย ทั้งนี้ ไม่แนะนำให้ใช้สเตรปโตมัยซินในผู้ป่วยที่มีโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้าย เนื่องจากอาจทำให้อาการของโรคแย่ลงได้

สเตรปโตมัยซินถูกค้นพบใน ค.ศ. 1943 จากเชื้อแบคทีเรีย Streptomyces griseus โดยยานี้ได้ถูกจัดเป็นหนึ่งในรายการยาจำเป็นขององค์การอนามัยโลก (World Health Organization's List of Essential Medicines) ซึ่งเป็นรายการยาที่มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูง และมีความสำคัญเป็นลำดับแรกของระบบสุขภาพพื้นฐานของประชาชนในประเทศต่างๆ ราคาสำหรับการขายส่งของสเตรปโตมัยซินในประเทศกำลังพัฒนามีมูลค่าระหว่าง 0.38 – 4.39 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อขนาดยาที่ต้องใช้ในหนึ่งวัน ส่วนในสหรัฐอเมริกานั้น เฉพาะค่าใช้จ่ายของยาสเตรปโตมัยซินในการรักษาหนึ่งรอบนั้นมีมูลค่ามากกว่า 200 ดอลลาร์สหรัฐ

การใช้ประโยชน์

การใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ 
 เยื่อบุหัวใจอักเสบติดเชื้อ ที่มีสาเหตุมาจากเชื้อแบคทีเรียสกุลเอนเทอโรคอคคัส ในกรณีที่ไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยเจนตามัยซิน
 วัณโรค โดยใช้ร่วมกับยาปฏิชีวนะชนิดอื่น ในกรณีวัณโรคระยะแสดงอาการ มักใช้สเตรปโตมัยซินร่วมกับไอโซไนอะซิด, ไรแฟมพิซิน, และไพราซินาไมด์ อย่างไรก็ตาม สเตรปโตมัยซินไม่ได้จัดเป็นการรักษาทางเลือกแรกในข้อบ่งใช้นี้ โดยจะสงวนไว้ในกรณีวัณโรคดื้อต่อยาปฏิชีวนะทางเลือกแรก เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายด้านยาในการรักษาค่อนข้างสูง
 กาฬโรค (การติดเชื้อแบคทีเรียเยอซิเนีย แพสทิซ) เคยมีการใช้สเตรปโตมัยซินเป็นทางเลือกแรกสำหรับข้อบ่งใช้นี้ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมีเฉพาะองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาเท่านั้นที่ให้รับรับรองให้มีการใช้สเตรปโตมัยซินสำหรับข้อบ่งใช้ข้างต้น
 ในการปศุสัตว์ สเตรปโตมัยซินถือว่าเป็นยาปฏิชีวนะทางเลือกแรกในการรักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียแกรมลบในสัตว์ขนาดใหญ่ เช่น ม้า, วัว, แกะ, และอื่นๆ โดยมักใช้ร่วมกับโพรเคน เบนซิลเพนิซิลลิน โดยการฉีดเข้ากล้ามเนื้อ
 การติดเชื้อไข้กระต่าย โดยส่วนใหญ่มักได้รับการรักษาด้วยสเตรปโตมัยซิน

โดยส่วนใหญ่แล้ว การบริหารยาสเตรปโตมัยซินนั้นจะนิยมใช้วิธีการฉีดเข้ากล้ามเนื้อ เนื่องจากหลายประเทศมีการจดทะเบียนเพียงรูปแบบเภสัชภัณฑ์ประเภทนี้เท่านั้น แต่ในบางพื้นที่นั้นอาจพบเห็นการใช้ยาดังกล่าวในรูปแบบการฉีดเข้าหลอดเลือดดำได้บ้างประปราย

สารกำจัดศัตรูพืชและสัตว์ 
สเตรปโตมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะอีกชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้ในการเกษตรเพื่อเป็นสารกำจัดศัตรูพืชและสัตว์ ทั้งนี้ เพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เป็นอันตรายในวัตถุดิบเหล่านั้นก่อนนำมาใช้เพื่อการบริโภคในมนุษย์ โดยมีการใช้สเตรปโตมัยซินในการควบคุมโรคที่อาจเกิดขึ้นกับผลไม้, ผัก, เมล็ดพันธุ์, และไม้ประดับ แต่ที่พบเห็นการใช้ได้บ่อยที่สุดคือ การใช้สเตรปโตมัยซินเพื่อควบคุมโรคไหม้ไฟในต้นแอปเปิลและไม้ผลสกุลไพรัส (เช่น สาลี่, ลูกแพร์) อย่างไรก็ตาม สำหรับในทางการแพทย์แล้ว การใช้ยาปฏิชีวนะในกรณีดังกล่าวที่มากเกินจำเป็นมีความสัมพันธ์กับการเกิดการดื้อต่อยาปฏิชีวนะของแบคทีเรียหลายสายพันธุ์ได้  นอกจากนี้ยังมีการนำสเตรปโตมัยซินมาใช้ในการควบคุมการเจริญเติบโตของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินในสระที่ปลูกไม้ประดับและพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่ายาปฏิชีวนะบางขนานสามารถออกฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตหรือฆ่าเซลล์ยูแคริโอตบางชนิดได้ แต่ในกรณีของสเตรปโตมัยซิยกลับไม่ได้เป็นเช่นนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งฤทธิ์ในการต้านเชื้อราของยานี้ ซึ่งพบว่ามีผลต่อการเจริญเติบโตของเชื้อราน้อยมาก

การเพาะเลี้ยงเซลล์ 
ในการการเพาะเลี้ยงเซลล์นั้น จะมีการนำสเตรปโตมัยซินร่วมกับเพนิซิลลินมาใช้เป็นสารละลายยาปฏิชีวนะมาตรฐานเพื่อป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียของเซลล์ที่ถูกเพาะเลี้ยง

การแยกโปรตีนให้บริสุทธิ์ 
เมื่อมีการสกัดแยกโปรตีนออกจากสารสกัดชีวภาพ อาจมีการเติมสเตรปโตมัยซินลงไปในสารละลายเพื่อกำจัดกรดนิวคลีอิกออกไป โดยสเตรปโตไมซินจะเข้าจับกับไรโบโซมและเกิดการตกตะกอนออกจากสารละลาย โดยวิธีการนี้ถูกนำมาใช้ในการกำจัดอาร์อาร์เอ็นเอ, เอ็มอาร์เอ็นเอ, หรือแม้กระทั่งดีเอ็นเอ ออกจากเซลล์โพรแคริโอต

ขอบเขตการออกฤทธิ์ 
สเตรปโตมัยซินถูกนำมาใช้ทางคลินิกเพื่อรักษาวัณโรค โดยใช้ร่วมกับยาปฏิชีวนะชนิดอื่นๆ รวมไปถึงการใช้รักษาโรคเยื่อบุหัวใจอักเสบติดเชื้อที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียที่ยังตอบสนองต่อยานี้ โดยค่าความเข้มข้นของสเตรปโตมัยซินต่ำสุดที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียบางสายพันธุ์ ดังแสดงต่อไปนี้:
 Mycobacterium tuberculosis: 1 μg/ml - 2 μg/ml
 Staphylococcus aureus: 4 μg/ml

อาการไม่พึงประสงค์ 
อาการไม่พึงประสงค์จากการได้รับสเตรปโตมัยซินที่ต้องเฝ้าระวังและติดตามอย่างใกล้ชิดนั้นมีความคล้ายคลึงกับที่พบในยากลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ชนิดอื่นๆ ได้แก่ การเกิดพิษต่อไต และความเป็นพิษต่อหู ซึ่งอาจทำให้เกิดการสูญเสียการได้ยินชั่วคราวหรือถาวรได้ นอกจากนี้ การที่ยาส่งผลกระทบต่อระบบประสาท อาจทำให้ผู้ป่วยสูญเสียการทรงตัว จากความผิดปกติของการทำงานของระบบเวสติบูลาร์ ซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดพยาธิสภาพที่เส้นประสาทสมองคู่ที่ 8 (vestibulocochlear nerve) ซึ่งผู้ป่วยจะมีอาการได้ยินเสียงผิดปกติในหู, อาการรู้สึกหมุน, และอาการเซ หรือภาวะกล้ามเนื้อเสียสหการ นอกจากนี้การเป็นพิษต่อไตของยานี้อาจส่งผลรบกวนการวินิจฉัยโรคไตวายได้ ส่วนอาการไม่พึงประสงค์อื่นที่พบได้ทั่วไป แต่ไม่มีความรุนแรงมาก ได้แก่ อาการรู้สึกหมุน, อาเจียน, ชาบริเวณใบหน้า, ไข้, และผื่น ทั้งนี้การเกิดไข้และผื่นจากยาอาจเกิดจากการได้รับยาบ่อยเกินไป

ทั้งนี้ ไม่แนะนำให้ใช้ยานี้ในหญิงตั้งครรภ์ เนื่องจากยาอาจก่อให้เกิดพิษแก่ตัวอ่อนได้ แต่ในหญิงให้นมบุตรนั้น สามารถใช้ยานี้ได้ เนื่องจากสเตรปโตมัยซินสามารถถูกขับออกทางน้ำนมได้น้อยมาก นอกจากนี้ ผู้ป่วยที่มีโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้ายเป็นโรคร่วมไม่ควรได้รับการรักษาด้วยสเตรปโตมัยซิน เนื่องจากจะทำให้อาการทางกล้ามเนื้อของผู้ป่วยแย่ลงได้

กลไกการออกฤทธิ์ 
สเตรปโตมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์แบคทีเรีย โดยยานี้จะเข้าจับกับหน่วยย่อย 30 เอสของไรโบโซมแบคทีเรีย ซึ่งจะส่งผลรบกวนการเข้าจับกันระหว่างฟอร์มิล–เมไธโอนิล–ทีอาร์เอ็นเอ กับหน่วยย่อย 30 เอสดังกล่าว ทำให้การอ่านข้อมูลจากโคดอนผิดพลาด จนนำไปสู่การยับยั้งการสร้างโปรตีนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและการเพิ่มจำนวนของเซลล์ ส่งผลให้เซลล์แบคทีเรียนั้นๆตายไปในที่สุด อย่างไรก็ตาม กลไกการออกฤทธิ์โดยละเอียดของสเตรปโตมัยซินนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่คาดว่ายานี้จะป้องกันการจับตัวกันเป็น 70 เอสไรโบโซมของหน่วยย่อย 30 เอสและหน่วยย่อย 50 เอส และทำให้การแปลรหัสพันธุกรรมจากเอ็มอาร์เอ็นเอนั้นเกิดการผิดพลาด จนทำให้โปรตีนที่สร้างขึ้นมาเกิดการกลายพันธุ์แบบเฟรมชิฟท์ (frameshift mutation) และเป็นโปรตีนที่ไม่สามารถทำงานได้ ส่งผลให้เซลล์นั้นๆตายไป โดยไรโบโซมในเซลล์ของมนุษย์นั้นมีโครงสร้างที่แตกต่างไปจากไรโบโซมที่พบในแบคทีเรีย ทำให้สเตรปโตมัยซินไม่มีผลต่อเซลล์มนุษย์ หากใช้ยาในขนาดและระยะเวลาที่เหมาะสม ทั้งนี้ ณ ความเข้นข้นต่ำๆ สเตรปโตมัยซินจะออกฤทธิ์เพียงแค่ยับยั้งการจเริญเติบโตของแบคทีเรียเท่านั้น โดยเหนี่ยวนำให้ไรโบโซมแปรรหัสพันธุกรรมจากเอ็มอาร์เอ็นเอผิดพลาด สเตรปโตมัยซินเป็นยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ครอบคลุมทั้งเชื้อแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบ จึงจัดได้ว่ายานี้เป็นยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์กว้างอีกชนิดหนึ่งที่มีประโยชน์อย่างมากในการรักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียชนิดต่างๆ

ประวัติการค้นพบ 
สเตรปโตมัยซินถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม ค.ศ. 1943 ในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยรัทเกอร์ส โดยอัลเบิร์ต ชาตซ์ (Albert Schatz) นักศึกษาปริญญาเอกชาวอเมริกัน ซึ่งเป็นศิษย์ของเซลมัน แวกส์มัน ในโครงการวิจัยที่ได้รับงบประมาณสนับสนุนจากบริษัทเมอร์ค  ในการศึกษาวิจัยครั้งนี้ แวกส์มันและเจ้าหน้าที่ประจำห้องปฏิบัติการของเขาได้ค้นพบยาปฏิชีวนะหลายนิด ได้แก่ แอคติโนมัยซิน , คลาวาซิน, สเตรปโตธริซิน, กริซีอิน, ฟราดิซิน, นีโอมัยซิน, แคนดิซิดิน, และแคนดิดิน ในจำนวนนี้มีเพียงสเตรปโตมัยซินและนีโอมัยซินเท่านั้นที่พบว่ามีประสิทธิภาพในการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียได้หลายชนิด โดยสเตรปโตมัยซินถือเป็นยาปฏิชีวนะชนิดแรกที่สามารถใช้รักษาวัณโรคให้หายขาดได้ และทำให้แวกส์มันได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ในปี ค.ศ. 1952 ในฐานะที่เป็นผู้ค้นพบสเตรปโตมัยซิน ซึ่งถือเป็นยาปฏิชีวนะชนิดแรกที่ใช้ในการรักษาวัณโรคระยะแสดงอาการ ต่อมาแวกส์มันได้รับการกล่าวโทษจาก อัลเบิร์ต ชาตซ์ ซึ่งเป็นนักศึกษาที่ทำโครงการดังกล่าวภายใต้การควบคุมดูแลของเขา ว่าตนควรมีส่วนร่วมกับสิ่งที่แวกส์มันได้จากการค้นพบสเตรปโตมัยซินในครั้งนี้

ในช่วงหลังสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 กองทัพบกสหรัฐได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการใช้สเตรปโตมัยซินในการรักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรียที่รุนแรงจนเสี่ยงอันตรายแก่ชีวิตในโรงพยาบาลทหารที่เมืองแบตเทิลครีก, รัฐมิชิแกน ผู้ป่วยรายแรกที่ได้รับการรักษาด้วยสเตรปโตมัยซินนั้นได้เสียชีวิตลง ส่วนผู้ป่วยรายที่สองรอดชีวิตแต่ตาบอดจากอาการไม่พึงประสงค์ของสเตรปโตมัยซิน ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1946 ผู้ป่วยรายที่ 3 —โรเบิร์ต เจ. โดล ซึ่งได้รับบาดเจ็บอย่างสาหัสจากการสู้รบในสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่เมืองคาสเติลดายาโน หลังจากล้มเหลวจากการรักษาภาวะติดเชื้อด้วยเพนิซิลลิน เขาได้รับการรักษาต่อด้วยสเตรปโตมัยซิน และสามารถหายเป็นปกติได้ภายในระยะเวลาอันรวดเร็ว ซึ่งต่อมาเขาได้เป็นผู้ดำรงตำแหน่งประธานวุฒิสภาสหรัฐ และเป็นหนึ่งในผู้ท้าชิงตำแหน่งประธานาธิบดีสหรัฐปี ค.ศ. 1996 

จากนั้นได้มีการทำการศึกษาแบบสุ่มแรกของสเตรปโตมัยซินซึ่งใช้ในการรักษาวัณโรคปอด ซึ่งดำเนินการศึกษาในช่วง ค.ศ. 1946 ถึง 1948 โดยสภาวิจัยทางการแพทย์ (Medical Research Council) ของสหราชอาณาจักร ภายใต้การควบคุมของ Geoffrey Marshall (1887–1982) โดยการศึกษานี้เป็นแบบการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมและมีการปกปิดทั้งสองด้าน โดยผลการศึกษาพบว่า สเตรปโตมัยซินมีประสิทธิภาพในการต้านวัณโรค แม้ว่าจะมีอาการไม่พึงประสงค์เกิดขึ้นแต่ก็มีเพียงเล็กน้อย และพบปัญหาการดื้อต่อสเตรปโตมัยซินบ้างในสัดส่วนที่น้อย 

เนื่องจากสเตรปโตมัยซินนั้นแยกได้จากเชื้อจุลินทรีย์ในตัวอย่างดินที่ได้มาจากรัฐนิวเจอร์ซีย์ ทำให้ S. griseus ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มาของสเตรปโตมัยซิน ได้รับการเสนอให้เป็นเชื้อจุลินทรีย์สัญลักษณ์ของรัฐนิวเจอร์ซีย์อย่างเป็นทางการ โดยร่างกฎหมายนี้ได้รับการส่งเข้าวาระการประชุมโดยวุฒิสภา แซม ธอมพ์สัน (Senator Sam Thompson) (R-12) ในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2017 ในวาระการประชุมที่ S3190 และสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร แอนเนตต์ ควิจาโน (Annette Quijano) (D-20) ในเดือนมิถุนายน ค.ศ. 2017 ในวาระการประชุมที่ A31900.

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
  "Notebooks Shed Light on an Antibiotic's Contested Discovery," New York Times, June 12, 2012, by Peter Pringle
 Streptomycin bound to proteins ใน ธนาคารข้อมูลโปรตีน
 
 . The history behind the discovery of streptomycin.
 EPA R.E.D. Facts sheet on use of streptomycin as a pesticide.

อะมิโนไกลโคไซด์
กวานิดีน
ยาหลักขององค์การอนามัยโลก