CC BY
98
e
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Эффективность левофлоксацина, ломефлоксацина и моксифлоксацина в сравнении с другими фторхинолонами при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной FI+ и FI-штаммами возбудителя
И. В. РЫЖКО, Р. И. ЦУРАЕВА, Б. И. АНИСИМОВ, А. В. ТРИШИНА
Научно-исследовательский противочумный институт, Ростов-на-Дону
Efficacy of Levofloxacin, Lomefloxacin and Moxifloxacin vs.
Other Fluoroquinolones in Experimental Plague Due to FI+ and FI- Strains of Yersiniapestis in Albino Mice
I. V. RYZHKO, R. I. TSURAEVA, B. I. ANISIMOV, A. V. TRISHINA Research Plague Institute, Rostov-on-Don
Изучена активность левофлоксацина, ломефлоксацина и моксифлоксацина в отношении 20 FI+ и 20 FI" штаммов Yersinia pestis. Установлено, что все использованные в опытах штаммы высокочувствительны к фторхинолонам. При подкожном заражении мышей суспензией штаммов Y.pestis 231 FI+и 231 FI-в дозе примерно 1000 ЛД50 (104 микр. кл.) значения ЭД50 левофлоксацина и моксифлоксацина составляли 5,5—14,0 мг/кг вне зависимости от фенотипа заражающей культуры, а ломефлоксацина — 18,5 мг/кг. Оценка влияния заражающих доз возбудителя на эффективность терапии экспериментальной чумы при использовании лечебной дозы, эквивалентной человекодозе, показала высокую эффективность фторхино-лонов (индекс эффективности — 104). Лечение инфекции в течение 7 дней обеспечивало выживание 90—100% животных. Профилактическое применение ломефлоксацина (через 5 ч — 5 сут) оказалось менее эффективным (70—80% выживших мышей) при инфекции, вызванной антигенизменённым (FI-) вариантом возбудителя. Левофлоксацин и моксифлоксацин обеспечивали 90—100% выживаемость животных при 5-суточном курсе независимо от фенотипа инфицирующего штамма возбудителя. Исследование показало перспективность применения левофлоксацина, ломефлоксацина и моксифлоксацина для профилактики и лечения экспериментальной чумы.
Ключевые слова: экспериментальная чума, белые мыши, левофлоксацин, ломефлоксацин, моксифлоксацин.
Activity of levofloxacin, lomefloxacin and moxifloxacin against 20 FI+ and 20 FI- strains of Yersinia pestis was studied. It was shown that the strains were highly susceptible to the fluoroquinolones. In the experiments on mice subcutaneously infected with suspension of strains 231 FI+ and 231 FI- of Y.pestis in a dose of about 1000 LD50 (104 microbial cells) the ED50 of levofloxacin and moxifloxacin was 5.5—14.0 mg/kg independent of the infective culture phenotype and that of lomefloxacin was 18.5 mg/kg. Estimation of the impact of the pathogen infective dose value on the results of the experimental plague treatment with the therapeutic dose equivalent to the human one showed high efficacy of the fluoroquinolones (efficacy index of 104). The treatment for 7 days provided 90—100-percent survival of the animals. The prophylactive use of lomefloxacin (in 5 hours — 5 days) was less efficient (70—80% of the survivals) in the animals infected with the antigen-changed (FI-) variant of the pathogen. Levofloxacin and moxifloxacin provided 90—100-percent survival of the animals treated for a course of 5 days independent of the pathogen phenotype. The study demonstrated that the use of levofloxacin, lomefloxacin and moxifloxacin was prospective for the prophylaxis and therapy of experimental plague.
Key words: experimental plague, albino mice, levofloxacin, lomefloxacin, moxifloxacin.
Введение
Фторхинолоны в настоящее время широко используются в клинике для лечения инфекций различной этиологии. Эффективность ципроф-локсацина, пефлоксацина и офлоксацина [1, 2] показана при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной вирулентными штаммами
© Коллектив авторов, 2009
Адрес для корреспонденции: 344002 Ростов-на-Дону, ул. М. Горького. 117/40. РостНИПЧИ
возбудителя, как полноценными в антигенном отношении (И+ фенотип), так и утратившими способность продуцировать капсульный антиген — фракцию I (И- фенотип). Высокая эффективность ципрофлоксацина в экспериментах с подкожным и аэрогенным заражением животных доказана и зарубежными исследователями [3, 4]. Есть сведения об успешном использовании ципрофлоксацина в комплексном лечении больных чумой [5, 6].
-е-
Є
Таблица 1. Сравнительные данные определения значений ЭД50 фторхинолонов при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной изогенными штаммами чумного микроба с FI+ и FI- фенотипом
Aнтибaктepиaльный пpeпapaт
Суточ^я дoзa пpeпapaтa
Y.pestis 231, фенртип
мг/мышь
мг/кг
FI+
FI
знaчeниe ЭД50, дoвepитeльный интepвaл, мг/кг
Ломефлоксацин
Левофлоксацин
Моксифлоксацин
Ципрофлоксацин
Офлоксацин
Пефлоксацин
0,0б-0,125-0,25-0,5
0,0б-0,125-0,25-0,5
0,125-0,25-0,5-1,0
0,04-0,08-0,1б-0,32
0,0б-0,125-0,25-0,5
0,125-0,25-0,5-1,0
3.0-б,25-12,5-25,0
3.0-б,25-12,5-25.0
6.25-12,5-25,0-50,0 2,0-4,0-8,0-1б,0
3.0-б,25-12,5-25,0
6.25-12,5-25,0-50,0
4.0 (1,25+10,0)
7.5 (не опр.)
5.5 (не опр.)
2,0 (1,5+3,0)
4.0 (1,25+10,0)
19.0 (15,0+25,0)
18,5 (10+б0)
7.0 (не опр.) 14 (3,5+28,5)
7.0 (5,0+9,0)
7.0 (5,0+9,0)
29,0 (21,0+37,0)
Высокая эффективность фторхинолонов и их доступная стоимость делают эту группу препаратов наиболее перспективной для обеспечения медицинских учреждений резервом антибактериальных препаратов на случай возникновения заболеваний чумой естественного (занос инфекции, заражение в природных очагах чумы) и искусственного (биотерроризм) происхождения с угрозой её антропогенного распространения (МУ 3.4.1030-01).
Эффективность более новых представителей фторхинолонов — левофлоксацина, ломефлокса-цина и моксифлоксацина при чумной инфекции не изучена. Вышеперечисленные препараты могут расширить арсенал средств, используемых для экстренной профилактики и лечения чумы. Это очень важно, поскольку в последнее время все чаще встречаются сообщения о выделении от людей антибиотикорезистентных штаммов чумного микроба, включая обнаружение культур Yersinia pestis с R-плазмидами (incC, incP) множественной лекарственной устойчивости к стрептомицину, тетрациклинам, канамицину, ампициллину, сульфаниламидам, спектиномицину [6].
Цель настоящего исследования — изучить антибактериальную активность ломефлоксаци-на, левофлоксацина и моксифлоксацина in vitro в отношении FI+ и FI- штаммов чумного микроба и их эффективность в сравнении с другими фторхинолонами при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной возбудителем с разным фенотипом.
Материал и методы
Штаммы. В опытах in vitro использовали 20 штаммов Y.pestis, продуцирующих капсульный антиген FI+, и 20 штаммов с FI- фенотипом. Для заражения белых мышей были взяты вирулентные изогенные штаммы возбудителя чумы — Y.pestis 231 и Y.pestis 231 FI-. Штамм Y.pestis 231 FI- сохранил типичный плазмидный профиль, но стабильно утратил способность продуцировать FI антиген.
Антибиотики: ломефлоксацин (Searle, Франция), левофлоксацин (Hoechst, Германия), моксифлоксацин (Bayer, Германия), ципрофлоксацин (Bayer, Германия), офлоксацин (Hoechst, Германия), пефлоксацин (Reddy's Lab.LTD, Индия).
Минимальную подавляющую концентрацию (МПК) препаратов определяли, используя метод двукратных серийных разведений антибактериальных веществ в агаре Хоттин-гера, рН 7,2±0,1. Посевная доза составляла n^106 КОЕ/мл по
отраслевому стандарту мутности. Оценку чувствительности проводили в соответствии с критериями, разработанными для семейства Е^егоЪайепасеае (МУК 4.2.1890-04).
Определение значений эффективной дозы для 50% животных (ЭД50) антибактериальных препаратов [7] проводили на белых мышах, заражённых подкожно дозой 104 микр. кл. (~1000 ЛД50). Животных (по 6 мышей в группе) лечили 4 дозами фторхинолонов (курс 5 дней). Продолжительность опыта — 30 суток с бактериологическим контролем излеченности.
Оценку влияния величины заражающей дозы возбудителя чумы (101-102-103-104 микр. кл.) на эффективность профилактического применения антибактериальных препаратов изучали на белых мышах, используя одну лечебную дозу, эквивалентную среднесуточной человекодозе [8]. Контрольных животных, заражённых теми же дозами возбудителя, не лечили. Рассчитывали значения летальной дозы для 50% животных ЛД50 культуры в опыте и контроле с последующим определением индекса эффективности (ИЭ), т. е. отношения значений ЛД50 в опыте к значениям ЛД50 в контроле.
Оценку терапевтической эффективности антибактериальных препаратов проводили на белых мышах, подкожно инфицированных взвесью суточной агаровой культуры в дозе 104 микр. кл. (~1000 ЛД50). С профилактической целью фторхи-нолоны применяли через 5 ч после заражения один раз в сутки (курс 5 дней), с лечебной — через 24 ч после инфицирования (курс 7 дней). Препараты вводили в дозах, соответствующих среднесуточным человекодозам. В каждой группе использовали по 20 животных. Срок наблюдения — 30 дней с бактериологическим контролем излеченности. Статистическую обработку результатов проводили по таблицам А. Я. Боярского [9].
В качестве дополнительного контроля санации макроорганизма от инфекта использовали внутрибрюшинное введение выжившим животным суспензии гидрокортизона (5 мг/мышь). Срок наблюдения — 14 сут.
Результаты и обсуждение
Изучение чувствительности к фторхинолонам 20 штаммов У.ре&И5 И+ и 20 штаммов У.рвзїіз И" (включая 231 и 231 И") показало, что независимо от фенотипа все культуры возбудителя были высокочувствительны к ломефлокса-цину и левофлоксацину. При этом значения МПК этих препаратов не отличались от МПК ципрофлоксацина (0,01—0,02мг/л). Значения МПК офлоксацина составляли 0,04—0,08 мг/л, а пефлоксацина и моксифлоксацина оказались несколько выше — 0,16—0,32мг/л.
В табл. 1 представлены значения ЭД50 ломеф-локсацина, левофлоксацина и моксифлоксацина в сравнении с ЭД50 ципрофлоксацина, офлоксацина и пефлоксацина, полученные в опытах на белых мышах, подкожно инфицированных
Є
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Таблица 2. Сравнительная оценка индексов эффективности (ИЭ), обеспечиваемых профилактическим применением фторхинолонов при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной возбудителем с FI+ и FI-фенотипом
Зapaжaющaя ,io)a. Aнтибaктepиaльный ^napa^ Y.pestis 231, феготип
мик. кл. длитeльнocть п|)и\іемеііия, FI+ FI-
кypcoвaя дoзa oтнoшeниe з^чение ИЭ oтнoшeниe з^чение ИЭ
'inc.na naornux ЁД50. 'iiic.ia гавш^ ЛД50.
мышей к чиму чик|). мышей к чиму чик|).
зapaжeнныx кл. зapaжeнныx кл.
101 Ломефлоксацин, 5 сут., 125,0 мг 0/б > 104 104 0/б > 104 104
102 0/б 0/б
103 0/б 0/б
104 0/б 0/б
101 Левофлоксацин, 5 сут., 125,0 мг 0/б > 104 104 0/б > 104 104
102 0/б 0/б
103 0/б 0/б
104 0/б 0/б
101 Моксифлоксацин 5 сут., 100 мг 0/б > 104 104 0/б > 104 104
102 0/б 0/б
103 0/б 0/б
104 0/б 0/б
101 Ципрофлоксацин, 5 сут., 100 мг 0/б > 104 104 0/б > 104 104
102 0/б 0/б
103 0/б 0/б
104 0/б 0/б
101 Офлоксацин, 5 сут., 100 мг 0/б > 104 104 0/б > 104 104
102 0/б 0/б
103 0/б 0/б
104 0/б 0/б
101 Контроль (без лечения) 4/4 3 — 3/4 5 —
102 4/4 4/4
103 4/4 4/4
104 4/4 4/4
~1000 ЛД50 У.ргзШ 231 и его изогенным вариантом 231 И-. Значения ЭД50 ломефлоксацина, ципрофлоксацина, пефлоксацина и моксифлоксацина для штамма возбудителя с И- фенотипом были выше, чем для исходного изогенного штамма, полноценного в антигеном отношении. Что касается левофлоксацина, то различий в его эффективности в зависимости от фенотипа заражающего штамма установлено не было. То же самое можно сказать и об офлоксацине (см. табл. 1). Необходимо подчеркнуть, что значения ЭД50 (мг/кг) для всех, взятых для исследования препаратов, были на порядок ниже доз, эквивалентных суточным человекодозам.
Оценка влияния заражающих доз У.рвзїіз 231 И+ и 231 И- (101-102-103-104 микр. кл.) на индекс эффективности антибактериальных препаратов (ломефлоксацина, левофлоксацина, моксифлоксацина, ципрофлоксацина, офлоксацина), использованных в профилактике (начало лечения через 5 ч после заражения, курс 5 суток) в дозах, эквивалентных суточным человекодозам, вновь доказала высокую эффективность фторхинолонов (ИЭ был равен 104) (табл. 2).
Заключительным этапом исследования явилось изучение эффективности ломефлоксацина, левофлоксацина и моксифлоксацина в профилактике и лечении экспериментальной чумы, вы-
званной подкожным заражением животных ~1000 ЛД50 Урвзйз 231 И+ и 231 И- (табл. 3). Использовали по две лечебные дозы каждого препарата. Ломефлоксацин в 5-дневной профилактике экспериментальной чумы белых мышей, вызванной исходным штаммом У.рвзйз 231, защищал от гибели всех животных. При чуме, обусловленной штаммом возбудителя с И- фенотипом, профилактическая эффективность препарата несколько снижалась (70—80% выживших). Единичные животные гибли на 15—17-е сутки с выделением культуры. Обработка выживших животных гидрокортизоном (5 мг/мышь) показала отсутствие гибели животных в группах мышей, инфицированных штаммом У.ргзИз 231. В группе белых мышей, заражённых ранее У.ргзИз 231 И-, отмечали после введения гидрокортизона гибель единичных животных (4%) с выделением культуры чумного микроба. Это свидетельствует о том, что применение ломефлоксацина в течение 5 дней не всегда приводит к полной эрадикации возбудителя чумы из организма животных, инфицированных У.ргзйз 231 И-, что требует удлинения курса профилактического применения минимум до 7 дней. Этот препарат сохранял высокую активность (100% выживших) при лечении (7 дней) экспериментальной чумы белых мышей независимо от фенотипа заражающего штамма (см. табл. 3).
О
Є
Таблица 3. Эффективность профилактического и лечебного применения ломефлоксацина, левофлоксацина и моксифлоксацина при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной ~1000 ЛД50 изогенных штаммов чумного микроба 231 и 231 F|■
Препарат, способ применения Суточ^я дoзa npenapaia Штaмм чумгот микpoбa, фетотип
мг/мышь мг/кг 231 231 FI" чи^ТО выживши мышей, % +J95
Профилактика (курс 5 сут)
Ломефлоксацин, внутрь 1,25 б2,5 100 80+18
2,5 125,0 100 70+21
Левофлоксацин, внутрь 1,25 б2,5 100 90+14
2,5 125,0 100 100
Моксифлоксацин, внутрь 1,0 50,0 100 100
2,0 100,0 100 100
Лечение (курс 7 сут)
Ломефлоксацин, внутрь 1,25 б2,5 100 100
2,5 125,0 100 100
Левофлоксацин, внутрь 1,25 б2,5 95+10 90+14
2,5 125,0 100 100
Моксифлоксацин, внутрь 1,0 50,0 100 100
2,0 100,0 100 100
Контроль без лечения 0(3,8) 0 (5,1)
Левофлоксацин и моксифлоксацин в этих же условиях опыта оказались высокоэффективными препаратами в профилактике и лечении экспериментальной чумы белых мышей (90—100% выживших), заражённых как исходным штаммом чумного микроба, так и вариантом, утратившим способность продуцировать FI. Последующее введение гидрокортизона гибели животных не вызывало, культур возбудителя выделено не было.
Таким образом, фторхинолоны с пролонгированным характером действия — левофлоксацин, ломефлоксацин и моксифлоксацин могут служить альтернативой применению ципрофлокса-цина, офлоксацина и пефлоксацина при угрозе антропогенного распространения чумы. Левофлоксацин и моксифлоксацин эффективнее ломефлоксацина при экспериментальной чуме белых мышей, обусловленной антигенизменённым штаммом чумного микроба (FI- фенотип).
Выводы
1. По активности в опытах in vitro левофлоксацин и ломефлоксацин не отличаются от
ЛИТЕРАТУРА
1. Рыжко И. В., Щербанюк А. И., Дудаева Р. И. и др. Сравнительное изучение фторхинолонов и цефалоспоринов III поколения в профилактике и лечении экспериментальной чумы, обусловленной типичными и серологически атипичными по FI штаммами чумного микроба. Антибиотики и химиотер 1997; 1: 12—16.
2. Самоходкина Э. Д., Щербанюк А. И., Рыжко И. В. и др. Эффективность офлоксацина при профилактике и лечении экспериментальной чумы, обусловленной природными и антигенизменен-ными штаммами возбудителя. Там же; 2002; 3: 26—29.
3. Byrne W. R, Welkos S. L., Pitt M. L. et al. Antibiotic treatment of experimental pneumonic plague in mice. Antimicrob Agents Chemother 1998; 42: 3: 675—681.
4. Russell P., Eley S. M., Green M. et al. Efficacy of doxycycline and ciprofloxacin against experimental Yersinia pestis infection. J. Antimicrob Chemother 1998; 41: 2: 301—305.
ципрофлоксацина, несколько превосходят оф-локсацин и пефлоксацин в отношении штаммов чумного микроба с И+ и И- фенотипом. Моксифлоксацин уступает по активности левофлок-сацину и ломефлоксацину и не отличается от пефлоксацина.
2. Индекс эффективности всех изученных фторхинолонов равен 104. Левофлоксацин, ломефлоксацин и моксифлоксацин высокоэффективны (90—100% выживших животных) в профилактике и лечении экспериментальной чумы белых мышей, вызванной полноценным в антигенном отношении штаммом чумного микроба. Левофлоксацин и моксифлоксацин превосходят по эффективности ломефлоксацин в 5-дневной профилактике экспериментальной чумы, обусловленной штаммом возбудителя с И- фенотипом (90—100% выживших животных).
3. Левофлоксацин, моксифлоксацин и ломефлоксацин перспективны в качестве альтернативы ципрофлоксацину, офлоксацину и пеф-локсацину для экстренной профилактики и лечения чумы.
Дмитровский А. М. Патогенез, клинические проявления, современные принципы лечения и система медицинской помощи больным чумой: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Алматы, 1997; 44.
Galimand M., Guiyoule A., Gerbaud G. et al. Multidrug resistance in Yersinia pestis mediated by a transferable plasmid. The New Engl J Med 1997; 337; 10: 677—680.
Ашмарин И. П., Воробьев А. А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: 1962; 177.
Paget Y. E., Barnes Y. M. Toxicity tests // Evaluation of drug activities pharmacometrics. London, 1964; 1: 135—167.
Боярский А. Я. Статистические методы в экспериментальных медицинских исследованиях. М.: 1955; 262.
