Side Effects of Antibiotics on Immune Response Parameters and their Possible Implications in Antimicrobial Chemotherapy

Abstract

Antibiotics may influence immune response by quite different ways. By screening the multitude of publications on this subject, the aim of this overview was to arrive at a basic generalizing statement on the relationship between chemical structure or mode of action of antibiotics and the effect on immune response and to get an indication on whether certain in vitro and/or ex vivo parameters could represent comparable effects under clinical conditions. — The influence of antibiotics on immune response may arise by direct effects on immunocompetent cells, i.e. in the absence of microorganisms, or indirectly by changes in structure or metabolic products of germs induced by subminimal inhibitory concentrations (subMIC's). In the former case, stimulatory and inhibitory effects have been observed on phagocytosis and intracellular killing activity, on antibody production including IgE, on different parameters of cellular immunity (e.g. foodpad swelling reaction, MIF-production, mitogen/antigen induced lymphocyte proliferation and delayed type hypersensitivity skin reaction), on mediator production as interleukins or prostaglandins and the expression of corresponding receptors on immunocompetent cells as well as on the course of experimental infections with primary resistant microorganisms. — Indirect effects are related to the influence of subMIC's of antibiotics on the morphology and structure of microorganisms, on their antigenicity/immunogenicity or on their serosensitivity and enzyme and toxin production. — This overview shows that — according to the actual knowledge — antibiotics may exhibit immunological side effects which, however, can not strictly be attributed to certain chemical structures or to a certain mode of action. — It has to be considered that a literary study comparing the results of different authors is rendered difficult by the often non-homogeneity of experimental procedures and the fact that little is known yet about immunological side effects of antibiotics in man, i.e. under clinical conditions.

Antibiotika können die Immunantwort auf ganz verschiedene Weise beeinflussen. Es wurde versucht, die Vielzahl von Untersuchungen zu dieser Fragestellung zu sichten mit dem Ziel zu einer grundsätzlichen, verallgemeinernden Aussage zu gelangen über eine Beziehung zwischen chemischer Struktur oder Wirkungsmechanismus von Antibiotika und dem Effekt auf die Immunabwehr, sowie zu der Frage, welche der in vitro oder ex vivo nachgewiesenen Wirkungen einen Effekt unter klinischen Bedingungen repräsentieren können. — Die Beeinflussung der Immunantwort durch Antibiotika kann zustande kommen durch eiaen unmittelbaren Effekt auf immunkompetente Zellen, also in Abwesenheit von Mikroorganismen, oder indirekt über einen Einfluß von subminimalen Hemmkonzentrationen (subMHK) auf Struktur und Stoffwechselfunktion von Keimen. Im ersteren Fall wurden stimulierende oder hemmende Effekte beobachtet auf Phagozytose und die intrazelluläre Killing-Aktivität, auf Antikörper-Bildung incl. IgE, auf Parameter der zellulären Immunität (z. B. die Footpad Swelling Reaktion, die MIF-Produktion, die Mitogen/Antigen induzierte Lymphozytenproliferation und Hautreaktionen vom verzögerten Typ), auf Mediatorproduktion wie Interleukine oder Prostaglandine und die Expression korrespondierender Rezeptoren auf immunkompetenten Zellen sowie auf den Verlauf einer experimentellen Infektion mit primärresistenten Mikroorganismen. — Indirekte Effekte beziehen sich auf den Einfluß von subMHK auf Morphologie und Struktur von Keimen, auf deren Antigenität/Immunogenität, sowie auf die Serumsensibilität und Enzym- und Toxin-Produktion. — Die vergleichende übersicht zeigt, daß nach dem derzeitigen Wissensstand Antibiotika zwar bestimmte immunologische Begleiteffekte haben können; sie können aber nicht in eine strenge Beziehung gesetzt werden zur chemischen Struktur oder zum Wirkungsmechanismus. — Es ist allerdings zu berücksichtigen, daß eine literarisch-vergleichende Untersuchung erschwert wird durch Unterschiede im experimentellen Vorgehen der verschiedenen Autoren sowie durch die Tatsache, daß erst wenig Erfahrung vorliegt über immunologische Begleiteffekte von Antibiotika beim Menschen, d. h. unter klinischen Bedingungen.