CC BY
38
Отсутствие эффективности левофлоксацина и моксифлоксацина при экспериментальной чуме белых мышеи, вызванной возбудителем, устойчивым к налидиксовой кислоте (N«/0
И. В. РЫЖКО, А. В. ТРИШИНА, Л. М. ВЕРКИНА
Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт, Ростов-на-Дону
Lack of Levofloxacin and Moxyfloxacin Efficacy in Experimental Plague of Albino Mice Infected with Nalidixic Acid Resistant Pathogen (Nalr)
I. V. RYZHKO, A. V. TRISHINA, L. M. VERKINA Rostov-on-Don Research Plague Institute, Rostov-on-Don
Изучена эффективность левофлоксацина и моксифлоксацина в сравнении с ранее изученными фторхинолонами при экспериментальной чуме белых мышей, обусловленной Nalr мутантами Yersiniapestis 231 и 231 FI-. Устойчивые к налидиксовой кислоте мутанты (Nat) чумного микроба возникали с частотой 10-10—10-9. Резистентность к налидиксовой кислоте не сопровождалась утратой штаммами вирулентных свойств. Nalr мутанты имели перекрестную резистентность к фторхи-нолонам (ципрофлоксацину, офлоксацину, левофлоксацину, моксифлоксацину). Значения ЛД50 для нелеченых белых мышей не отличались от значений ЛД50 леченных налидиксовой кислотой и фторхинолонами (при заражении животных Nalr мутантами). Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что критерии чувствительности/устойчивости к фторированным хинолонам штаммов чумного микроба должны быпъ пересмотрены.
Ключевые слова: экспериментальная чума, белые мыши, левофлокеацин, моксифлоксацин.
The efficacy of levofloxacin and moxyfloxacin vs. the previously tested fluoroquinolones was studied on albino mice with experimental plague due to the Nalr mutants of Yersinia pestis 231 and 231 FI-. The plague microbe mutants resistant to nalidixic acid (Nalr) generated at a frequency of 10'10—10'9. The resistance to nalidixic acid was not accompanied by the strains loss of the virulence. The Nalr mutants were cross resistant to fluoroquinolones (ciprofloxacin, moxyfloxacin). The LD50 for the nontreated animals did not differ from that for the mice treated with nalidixic acid and the fluoroquinolones (when the animals were infected with Nalr mutants). The results showed that the criteria of the plague microbe susceptibility/resistance to fluoroquinolones should be revised.
Key words: experimental plague, albino mice, levofloxacin, moxyfloxacin.
Введение
Для экстренной профилактики и лечения чумы доказана перспективность использования не только ципрофлоксацина, офлоксацина и пефлоксацина, а также фторхинолонов ГГГ—ГУ поколений — левофлоксацина, моксифлоксацина [1]. В отличие от ранее изученных фторхи-нолонов левофлоксацин и моксифлоксацин высокоэффективны в 5-дневной профилактике экспериментальной чумы, что укладывается в сроки изоляции контактировавших и лиц из групп риска (медработники, служба охраны и порядка и т. д.). Есть сообщения об успешном применении ципрофлоксацина в комплексной терапии чумы у людей [2, 3].
© Коллектив авторов, 2010
Адрес для корреспонденции: 344002 Ростов-на-Дону, ул. М.Горького, 117/40. Ростовский-на-Дону НИ противочумный институт
На модели экспериментальной инфекции у белых мышей, вызванной Nalr мутантами возбудителя, показано резкое снижение эффективности ципрофлоксацина, офлоксацина и пефлокса-цина при сохраненной чувствительности к ним, в соответствии с критериями по чувствительности для энтеробактерий [4]. Данные литературы свидетельствуют об эффективности моксифлоксацина при инфекциях, вызванных бактериями, устойчивыми к ципрофлоксацину [5—7].
Цель настояще работы — оценить эффективность левофлоксацина и моксифлоксаци-на, в сравнении с ранее изученными фторхи-нолонами, при экспериментальной чуме белых мышей, обусловленной Nalr мутантами Yersinia pestis 231 и 231 FI-.
Материал и методы
Использовали высоковирулентные (ЛД50 10—20 микробных клеток) штаммы Y.pestis 231 (типичный по антигенному составу) и его изогенный вариант 231 FI-, утративший спо-
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Таблица 1. Значения МПК хинолонов для Nalr мутантов Y.pestis 231 и 231 FI-
Штаммы чумного микроба, фенотип, № Nalr мутантов
Налидиксовая кислота Ципрофлоксацин Офлоксацин Левофлоксацин Моксифлоксацин
МПК, мг/л
231 исх. 2,0 0,01 0,04 0,01 0,08
231 Nalr-1 1000 1,0 2,0 1,0 1,0
231 Nalr-2 1000 1,0 2,0 1,0 2,0
231 Nalr-3 500 0,5 1,0 1,0 0,5
231 Nalr-4 1000 0,5 2,0 1,0 2,0
231 Nalr-5 1000 1,0 2,0 1,0 1,0
231 FI- исх. 1,0 0,01 0,04 0,01 0,08
231 FI- Nalr-1 500 0,5 2,0 0,25 0,5
231 FI- Nalr-2 500 0,5 2,0 0,5 1,0
231 FI- Nalr-3 500 0,5 2,0 0,25 0,5
231 FI- Nalr-4 1000 0,5 2,0 1,0 1,0
231 FI- Nalr-5 1000 0,25 2,0 1,0 0,5
Таблица 2. Отбор вирулентных мутантов Y.pestis 231 Nalr и 231 FI- Nalr в опытах на белых мышах
№ Nalr 231 Nalr 231 FI" Nar
мутантов МПК Доза заражения, м. к. СПЖ МПК Доза заражения, м. к. СПЖ
НК, 102 103 НКХ, 102 103
мг/л мг/л
1 1000 5/6 6/6 5,4; 6,0 500 6/6 6/6 6,5; 6,0
2 1000 3/6 6/6 6,7;.6,0 500 6/6 6/6 5,7; 5,2
3 500 6/6 6/6 6,5; 6,3 500 5/6 6/6 6,6; 6,0
4 1000 5/6 5/6 5,3; 6,0 1000 6/6 6/6 6,7; 6,3
5 1000 3/6 4/6 6,7; 6,3 1000 6/6 6/6 8,1; 6,0
Примечание. НК - налидиксовая кислота; СПЖ - средняя продолжительность жизни павших мышей. В числителе число павших, в знаменателе - число зараженных животных.
собность продуцировать капсульный антиген фракцию I. Мутанты, резистентные к налидиксовой кислоте, получали методом однократного воздействия препарата (50 мг/л) в плотной питательной среде (агар Хоттингера рН 7,1±0,1).
Чувствительность/устойчивость полученных вариантов к налидиксовой кислоте и фторхинолонам оценивали методом серийных разведений в агаре Мюллера-Хинтон с использованием критериев по чувствительности для энтеробактерий [4].
Подкожное заражение беспородных белых мышей массой 18—20 г проводили суспензиями суточных агаровых культур в дозах 101-102-103-104 м. к. по оптическому стандарту мутности ГИСК им. Л. А. Тарасевича. В каждой группе было по 6 мышей. Значения ЛД50 культур Y.pestis 231 Nalr и 231 FI- Nalr для мышей контрольной группы (без лечения) и получавших антибактериальные препараты (налидиксовая кислота, ци-профлоксацин, офлоксацин, левофлоксацин, моксифлокса-цин) в дозах, эквивалентных среднесуточным человекодозам, рассчитывали по модифицированной формуле Кербера [8].
Результаты и обсуждение
Nalr мутанты штаммов чумного микроба 231 и 231FI- получали с частотой 10-10—10-9. Зна-
чения МПК хинолонов для Nalr мутантов Y.pestis 231 и 231 FI- представлены в табл. 1.
В соответствии с критериями по чувствительности для энтеробактерий [4], отобранные Nalr мутанты должны быть отнесены к разряду устойчивых к налидиксовой кислоте, но чувствительных к фторхинолонам.
Далее из 5 мутантов 231 Nalr и пяти — 231 FI-Nalr был проведен отбор наиболее вирулентных с использованием заражающих доз 102—103 м. к.
Как видно из табл. 2, все культуры в дозе 103 м. к. вызывали падёж белых мышей. С учётом средней продолжительности жизни (СПЖ) павших мышей для следующего опыта были отобраны мутанты Y.pestis 231 Ыа1г-1 и 231 И- Ыа1г-2.
Этими культурами одновременно на одном поголовье белых мышей было проведено подкожное заражение дозами 101-102-103-104 м. к. (по 6 мышей на дозу). В пяти группах, заражённых Y.pestis 231 ЫаРА, и пяти — 231 И- Ыа1г-2, животные получали с профилактической целью (курс 5 сут) налидиксовую кислоту (5 мг/мышь), ципрофлоксацин (2 мг/мышь), офлоксацин (1,5 мг/мышь), левофлоксацин (2,5 мг/мышь) и моксифлоксацин (2 мг/мышь) в дозах, соответствующих среднесуточным для человека [9]. Мышей контрольных групп не лечили. Значения ЛД50 для инфицирующих культур в группах леченых мышей и в контроле определяли через 14 сут после начала опыта (табл. 3).
Значения МПК препаратов дополнительно определяли для культур, выделенных от павших животных в контрольных группах. Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что культуры Y.pestis 231 Ыа1г-1 и 231 И- Ыа1г-2, использованные в опыте, были устойчивы к налидиксовой кислоте, но чувствительны к фторхинолонам. Тем не менее значения ЛД50 Y.pestis 231 Ыа1г-1 и 231 И- Ыа1г-2 в контроле (без лечения) не имели статистически
Таблица 3. Эффективность фторхинолонов при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной мутантами Y.pestis 231 и 231 FI-, устойчивыми к налидиксовой кисло те (NalГ
Препарат, суточная доза, Пограничные значения мг/мышь, способ применения МПКХ Штамм чумного микроба, фенотип
231 Na/r 231 FI- Na/r-2
S R к, В м ЛД50, доверительный МПК, ЛД50, доверительный
мг/л интервал, м. к. мг/л интервал, м. к.
Haлидикcoвaя кивота, 5,O, внутрь <16 >32 5OO 32 (5+1OO) 5OO 15 (3+37)
Ципpoфлoкcaцин, 2,O, внутрь <1 >4 O,5 47 (12+148) O,5 15 (3+37)
Oфлoкcaцин, 1,5, внутрь <2 >8 1,O 51 (2O+13O) 1,O 32 (5+1OO)
Левoфлoкcaцин, 2,5, внутрь <2 >8 O,5 219 (7O+693) O,5 1OO (32+32O)
Moкcифлoкcaцин, 2,O, внутрь <2 >8 1,O 51 (2O+13O) 1,O 32 (5+1OO)
Контроль без лечения — 32 (5+1OO) — 15 (3+37)
Примечание. х - критерии даны по МУК 4.2.1890-04 (для энтеробактерий); Б - чувствительные, К - устойчивые к налидиксовой кислоте штаммы.
значимых отличий от значений ЛД50 на фоне профилактического применения ципрофлокса-цина, офлоксацина (что показано и ранее), а также левофлоксацина и моксифлоксацина. Таким образом, неэффективность фторхинолонов в опытах in vivo наблюдалась при значениях МПК препаратов, не позволяющих отнести их к разряду устойчивых.
До настоящего времени нет сведений о выделении природных штаммов чумного микроба, устойчивых к налидликсовой кислоте и фторхино-лонам. Однако есть многочисленные данные о клинических изолятах возбудителя, резистентных к стрептомицину, тетрациклину, хлорамфенико-лу, рифампицину, имипенему, и о выделении от больного человека штамма с множественной лекарственной устойчивостью (8 r-детерминант), детерминированной трансмиссивной R-плазмидой inc-C группы несовместимости [10].
Необходимо отметить, что у чумного микроба высокая степень устойчивости (МПК-500-1000 мг/л) к налидиксовой кислоте возникает при однократном воздействии препарата; Nalr мутанты
сохраняют вирулентность, что обеспечивает им селективные преимущества на фоне лечения хинолонами.
Широкое использование этой группы препаратов для лечения различных инфекций не позволяет исключить возможность появления устойчивых к ним вариантов возбудителя чумы. Антибиотикограмма выделяемых штаммов чумного микроба должна включать данные о чувствительности не только к фторхинолонам (рекомендованным при чуме), но и к налидиксовой кислоте. Критерии чувствительности/устойчивости чумного микроба к фторированным хиноло-нам требуют пересмотра.
Заключение
Антибиотикограмма выделяемых штаммов чумного микроба должна включать данные об их чувствительности к налидиксовой кислоте; при регистрации устойчивости к препарату применение фторхинолонов для специальной экстренной профилактики и этиотропной терапии инфекции нецелесообразно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рыжко И. В., Цураева Р. И., Анисимов Б. И., Тришина А. В. Эффективность левофлоксацина, ломефлоксацина и моксифлоксацина в сравнении с другими фторхинолонами при экспериментальной чуме белых мышей, вызванной FI+ FI- штаммами возбудителя. Антибиотики и химиотер 2009; 54: 5—6: 37—47.
2. Kuberski T, Robinson L., Schurgin A. A case of plague successfully treated with ciprofloxacin and sympathetic blockade for treatment of gangrene. Clin Infect Dis 2003; 36: 4: 521—523.
3. Perlman D. C., Primas R., Raucher B. et al. Imported plague New York City, 2002. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2003; 52: 31: 725—728.
4. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: Методические указания МУК 4.2.1890-04. М.: 2004; 91.
5. Страчунский Л. С., Белоусова Ю. Б., Козлова С. Н. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии. М.: Боргес, 2002; 384.
1O.
Яковлев В. П., Яковлев С. В. Рациональная антимикробная фармакотерапия. Руководство для практикующих врачей. М.: Литература, 2003; 1008.
Белобородова Н. В., Попов Д. А., Бачинская E. Н. и др. Клинико-микробиологическая эффективность моксифлоксацина при лечении инфекционного эндокардита. Антибиотики и химиотер 2006; 51: 9-10: 33-39.
Ашмарин И. П., Воробьев А. А. Статистические методы в микробиологических исследованиях. Л.: Ленмедгиз, 1962; 177.
Paget J. E., Barnes Y. M. Toxicity tests // Evaluation of drug activities pharmacometris. London, 1964; 1: 135—167.
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.
