Систематический компьютерный анализ фундаментальных и клинических исследований фармакологии спирамицина

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

Спирамицин – 16-членный антибиотик-макролид с противопаразитарным действием. Данное вещество было выделено в 1954 г. как продукт метаболизма актинобактерии Streptomyces ambofaciens, которая использует спирамицин против других микроорганизмов. Штаммы Streptomyces, обитающие в корнях растений, синтезируют спирамицин и другие натуральные антибиотические продукты для защиты растений от бактериальных патогенов [1].

Спирамицин проявляет преимущественно бактерицидное действие, обусловленное подавлением синтеза белка посредством обратимого связывания с 50S-субъединицами бактериальных рибосом (что приводит к блокаде последовательного удлинения пептидной цепи, а также к блокаде транслокации синтезируемого белка из рибосом внутрь клеточной среды). В отличие от 14-членных макролидов, спирамицин блокирует не один, а все три домена 50S-субъединицы рибосом патогена, что обеспечивает более продолжительный и бактерицидный антибактериальный эффект [2].

Спектр антибактериального действия спирамицина включает грамположительные кокки и палочки, грамотрицательные кокки, а также легионеллы, микоплазмы, хламидии, некоторые виды спирохет [3]. Микроорганизмы, чувствительные к спирамицину, включают [4][5]:

– грамположительные бактерии Streptococcus pyogenes, Streptococcus viridans, Corynebacterium diphtheriae, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae;

– грамотрицательные бактерии Neisseria meningitides, Bordetella pertussis, Campylobacter, Clostridium, Haemophilus influenza;

– прочие патогенные микроорганизмы (Toxoplasma gondii, Mycoplasma pneumonia, Cryptosporidium, Chlamydia trachomatis, Legionella pneumophila, Spirochaetes и др.).

Несмотря на то что в исследованиях in vitro спирамицин не продемонстрировал особенных значений константы минимального ингибирования (англ. minimum inhibitory concentration, MIC) роста бактерий, клинические данные in vivo указывают на его высокую антибактериальную активность против широкого круга болезнетворных микроорганизмов (так называемый парадокс спирамицина). Данное отличие объясняется, прежде всего, бо́льшим, чем у других антибиотиков, сродством спирамицина к определенным тканям, где достигаются высокие концентрации препарата, во много раз превышающие концентрации антибиотика в обычно стерильной от бактерий сыворотке крови. К таким тропным спирамицину тканям относятся, в частности, ткани верхних и нижних дыхательных путей: миндалины, слюна, придаточные пазухи носа, бронхи и легкие [2]. Накапливаясь в иммунокомпетентных клетках крови (макрофагах, лимфоцитах), спирамицин активирует их метаболизм и концентрируется в очаге входных ворот инфекции. В результате наблюдается высокая клиническая эффективность спирамицина в живом организме, которую не создать на питательной среде в лаборатории in vitro.

В биомедицинской научной базе PubMed/MEDLINE зарегистрировано более 1700 работ о спирамицине. Эта выборка представляет достаточный массив данных для проведения систематического компьютерного анализа методами топологического анализа данных и комбинаторной теории разрешимости научной школы академиков РАН Ю.И. Журавлёва и К.В. Рудакова.

Цель – систематизация всех имеющихся научных публикаций по фармакодинамике спирамицина.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ / MATERIAL AND METHODS

Поиск публикаций / Search for publications

В базе биомедицинских публикаций PubMed/MEDLINE по запросу “spiramycin OR rovamycine OR RP 5337” найдено 1755 статей. После загрузки данной выборки выполнен их анализ. Для нахождения наиболее информативных ключевых слов проведено сравнение с контрольной выборкой из 1755 текстов, случайно отобранных из 403 199 публикаций, найденных по запросу “(Humans [MeSH Terms] OR Animals [MeSH Terms]) AND (Anti-Bacterial Agents/*pharmacology [MeSH Terms] OR Anti-Bacterial Agents/*therapeutic use [MeSH Terms] OR Microbial Sensitivity Tests [MeSH Terms]) NOT spiramycin NOT rovamycine NOT RP 5337”. Эти массивы публикаций анализировались с использованием топологического и метрического подходов к анализу данных [9][10].

Методология анализа / Methodology for analysis

Методами топологического анализа данных изучен массив всех имеющихся к настоящему времени публикаций по фундаментальным и клиническим исследованиям спирамицина. Примеры используемой методологии представлены в работах [6–8]. Анализ основан на нахождении наиболее информативных терминов (ключевых слов, их сочетаний, рубрик Международной классификации болезней 10‑го пересмотра, разделов международной номенклатуры молекулярно-биологических процессов (англ. Gene Ontology, GO), MESH-рубрикаторов базы данных PubMed/MEDLINE и др.) при сравнении выборки литературы с контрольной выборкой. В качестве контрольной использовали описанную выше выборку публикаций из PubMed/MEDLINE.

В результате систематического анализа литературы определены наиболее информативные биомедицинские термины, отличающие тексты исследований по теме (фармакология спирамицина) от публикаций в контроле. На основании полученного списка терминов осуществляли дальнейший поиск и отбор источников.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ / RESULTS AND DISCUSSION

Кластерный анализ / Cluster analysis

В результате топологического анализа данных методами искусственного интеллекта с последующей экспертизой клинического фармаколога [9] выделено 42 наиболее информативных биомедицинских термина, отличающих публикации по фармакологии спирамицина от публикаций в контроле. Аннотация полученных терминов в соответствии с международной номенклатурой GO позволила описать комплексную фармакологию спирамицина (рис. 1). При проведении кластеризации методами оценки множеств прецедентов [10] выделены четыре кластера терминов, описывающих фармакологию спирамицина: кластер 1 «Макролиды», кластер 2 «Фармакология антибиотиков», кластер 3 «Токсоплазмоз беременных и другие мочеполовые инфекции», кластер 4 «Инфекции дыхательных путей и полости рта».

В центре диаграммы расположен кластер 1, который соответствует терминам, описывающим спирамицин как макролид – отдельный класс антибиотиков («макролиды», «лекарственное взаимодействие», «лекарственная устойчивость бактерий», «лекарственная устойчивость, микробная генетика»). Центральное расположение этого кластера в диаграмме указывает на то, что все остальные термины на диаграмме так или иначе связаны со свойствами спирамицина как уникальной разновидности макролидов.

В кластер 2 «Фармакология антибиотиков» входят термины, относящиеся не только к макролидам («эритромицин/фармакология»), но и к другим антибиотикам: «тетрациклин», «фторхинолоны», «резистентность к пенициллину», «метронидазол/ фармакология» (противопротозойный и противомикробный препарат), пириметамин (используется для лечения токсоплазмоза). Эти средства, применяемые в терапии токсоплазмоза беременной и плода, проявляют определенный спектр побочных эффектов (как правило, более выраженных, чем в случае спирамицина).

Кластер 3 «Токсоплазмоз беременных и другие мочеполовые инфекции» включает термины, описывающие наиболее изученную область применения спирамицина – эффективную и безопасную терапию токсоплазмоза беременных («B58 Токсоплазмоз», «паразитарные осложнения беременности», «осложнения беременности, инфекционные/фармакотерапия»). Данное заболевание опасно не только для матери, но и для будущего ребенка, т.к. может приводить к тяжелым поражениям мозга плода («исходы беременности», «церебральный токсоплазмоз», «H30 Хориоретинальное воспаление», «GO:0008384 Киназа IκB»). Для лечения токсоплазмоза используются антибиотики, макролиды и различные противопротозойные средства, в т.ч. линкомицины (антибиотики группы линкозамидов, которые производятся актиномицетом Streptomyces lincolnensis). Кроме того, данный кластер включает термины, относящиеся к другим мочеполовым инфекциям («хламидиоз», «B55 Лейшманиоз», «N34.2 Другие уретриты»).

В кластер 4 «Инфекции дыхательных путей и полости рта» входят ключевые слова, связанные с исследованиями практического использования спирамицина и в других областях, помимо лечения токсоплазмоза. К ним относятся, прежде всего, применения спирамицина для противодействия бактериям и другим патогенам, разрушающим ткань зубов («K05.0 Острый гингивит», «K05.2 Острый периодонтит», «K05.3 Хронический пародонтит», «K05.6 Болезнь пародонта неуточненная»), а также для лечения инфекций дыхательных путей («тонзиллит/фармакотерапия», «J02 Острый фарингит», «J20 Острый бронхит», «J42 Хронический бронхит неуточненный»). Спирамицин может использоваться и в антибиотикотерапии инфекционного миокардита («I21 Острый инфаркт миокарда», «I51.4 Миокардит неуточненный») и других инфекций («A07.2 Криптоспоридиоз»).

Применение указанных на диаграмме терминов, связанных с экспериментальной и клинической фармакологией спирамицина, для дальнейших таргетированных поисков литературы позволило выделить восемь наиболее важных, на наш взгляд, направлений исследований спирамицина, которые последовательно рассмотрены далее в настоящей статье:

– фармакокинетические характеристики спирамицина;

– применение спирамицина в терапии и профилактике токсоплазмоза беременной и плода (фундаментальные исследования, клиническая практика);

– спирамицин и другие урогенитальные инфекции;

– спирамицин против патогенов полости рта;

– спирамицин против патогенов в дыхательной системе;

– воздействие спирамицина на другие патогены;

– безопасность спирамицина в сравнении с другими антибиотиками;

– дополнительные эффекты спирамицина (противовоспалительные, противоопухолевые, противодействие ожирению).

Ключевые направления исследований / Key research areas

Фармакокинетические характеристики спирамицина

Биодоступность спирамицина при пероральном приеме составляет 33–39%. Прием с пищей снижает биодоступность препарата на 50% и замедляет увеличение его концентрации в сыворотке крови. Спирамицин не проникает через гематоэнцефалический барьер, но проникает через плацентарный барьер (концентрация в крови плода составляет 50% от концентрации в крови матери), а также в молоко [11].

В отличие от других макролидов, спирамицин не метаболизируется в печени через систему цитохрома P450, поэтому отсутствует его взаимодействие с лекарствами, которые метаболизируются при участии цитохромов Р450 [12]. Спирамицин выводится с желчью (до 80%) и через почки (4–14%). Период полувыведения при пероральном приеме – 5,5–8,0 ч, при внутривенном введении у молодых (18–32 лет) – 4,5–6,2 ч, у пожилых (73–85 лет) – 9,8–13,5 ч [13].

Применение спирамицина в терапии и профилактике токсоплазмоза беременной и плода

Фундаментальные исследования

Toxoplasma gondii – паразит, вызывающий формирование кист в головном мозге плода. Врожденный токсоплазмоз может привести к тяжелейшим последствиям для здоровья ребенка, вплоть до смертельного исхода вследствие токсоплазменного энцефалита. Спирамицин контролирует инфекцию Toxoplasma gondii в клетках трофобласта человека (линия BeWo), также стимулируя противовоспалительную реакцию клеток [14]. Исследование на моделях острого и хронического токсоплазмоза у мышей показало, что трехнедельный курс спирамицина (200 мг/кг/сут) значительно уменьшил количество кист в мозге по сравнению с контрольной группой без лечения [15].

Применение спирамицина совместно с метронидазолом в модели хронического токсоплазмоза у мышей привело к значительному сокращению количества кист в головном мозге. Самцам мышей линии BALB/c перорально скармливали 1000 тахизоитов для воспроизведения модели хронического токсоплазмоза. Через 4 нед инфицированные мыши подвергались различным методам лечения в течение 7 дней: плацебо (n=9), только спирамицин в дозе 400 мг/кг/сут (n=9), только метронидазол в дозе 500 мг/кг/сут (n=9), комбинация спирамицина и метронидазола (n=9). Лечение метронидазолом и спирамицином увеличивало значение площади под кривой «концентрация – время» (англ. are undеr curve, AUC), измеренной для спирамицина в головном мозге, на 67% по сравнению с применением только спирамицина. При этом метронидазол не влиял на значение AUC в плазме крови. Усиление воздействия спирамицина на мозг при добавлении метронидазола привело к достоверному снижению числа кист в мозге в 15 раз (79±23 в группе комбинированного лечения против 1198±153 в контрольной группе без лечения; р<0,05). В случае применения только спирамицина число кист снижалось в 10 раз. Использование одного метронидазола не оказывало эффекта на число кист (1028±149). Совместное применение спирамицина и метронидазола приводило к полной элиминации тахизоитов из головного мозга [16].

Сочетанное использование спирамицина и пробиотических штаммов лактобактерий способствует повышению эффективности лечения токсоплазмоза. В эксперименте на швейцарских белых мышах с моделью диабета у животных без лечения наблюдались острый токсоплазмоз и более высокая паразитарная нагрузка в головном мозге. Спирамицин уменьшал показатели паразитарной нагрузки, а дополнительный прием лактобактериального пробиотика снижал уровни провоспалительного цитокина интерлейкин-17А (ИЛ-17А) и рецептора белка запрограммированной клеточной смерти 1 (англ. рrogrammed cell death protein 1, PD‑1) Т-лимфоцитов в тканях кишечника и головного мозга, способствуя дальнейшему сокращению паразитарной нагрузки на мозг. Снижение уровней ИЛ-17А и PD‑1 также соответствует противоопухолевому действию спирамицина. Отметим, что PD‑1 – мембранный белок надсемейства иммуноглобулинов, который играет важную роль в клеточной дифференцировке иммунных клеток [17].

Клиническая практика

Заражение матери токсоплазмозом во время беременности существенно (в несколько раз) увеличивает риск поражений мозга плода. Отдаленные последствия для детей с врожденным токсоплазмозом включают хориоретинит и нарушения зрения [18]. При своевременном начале терапии токсоплазмоза беременных спирамицином передача паразита от матери к плоду может быть полностью остановлена. Например, в исследовании [19] беременных пациенток (n=46) начали лечить спирамицином не позднее 14‑й недели. У новорожденных не было выявлено признаков врожденного токсоплазмоза.

Исследование выборки пациенток перинатального центра (n=1364) показало, что комбинированная терапия токсоплазмоза спирамицином и ко-тримоксазолом вдвое снижает риск передачи инфекции от матери к плоду. Общая частота передачи инфекции составила 3,4% у женщин, получавших спирамицин и ко-тримоксазол сразу после диагностики инфекции. У пациенток, начавших ту же терапию с опозданием или при недостаточном соблюдении режима лечения, частота передачи инфекции составила уже 7,7%. В случае отсутствия лечения показатель достигал 71,4%. У всех инфицированных новорожденных от матерей, получавших адекватное лечение спирамицином и ко-тримоксазолом, наблюдалось бессимптомное течение инфекции, в то время как у 6 из 21 (29%) инфицированных младенцев из группы неадекватной терапии спирамицином и ко-тримоксазолом (короткий курс, несвоевременное назначение, неправильно подобранная доза и др.) наблюдались постнатальные осложнения. Исследование подтверждает, что комбинация спирамицина и ко-тримоксазола является эффективной и безопасной для профилактики врожденного токсоплазмоза плода и для снижения осложнений в случае внутриутробного инфицирования [20].

Метаанализ 56 исследований, проведенных в различных географических регионах мира (n = 11 090), показал, что лечение спирамицином снизило риск инфекции на 66% (отношение рисков (ОР) 0,34; 95% доверительный интервал (ДИ) 0,21–0,57), а клинических проявлений – на 70% (ОР 0,30; 95% ДИ 0,17–0,56) (рис. 2) [21].

Метаанализ 33 наблюдательных исследований беременных (n = 15 406) продемонстрировал, что передача инфекции Toxoplasma gondii от матери ребенку значительно ниже в группе беременных, получавших спирамицин (17,6%; 95% ДИ 10,0–26,8), чем в контрольной группе без лечения (50,7%; 95% ДИ 31,2–70,0; p<0,001) (рис. 3) [22].

Спирамицин может быть дополнен другими препаратами и микронутриентами (прежде всего, фолатами). Применение спирамицина с момента постановки диагноза острого заражения беременной токсоплазмозом (n=685) до 16‑й недели, а затем пириметамина, сульфадиазина и фолиновой кислоты (активная форма витамина В9) в течение 4 нед эффективно снижает передачу паразита через плаценту и тяжесть заболевания у новорожденных. На это указывают, в частности, низкие уровни передачи инфекции от матери ребенку (4,8%) и клинических проявлений токсоплазмоза у новорожденных (1,6%) [23].

Следует еще раз подчеркнуть, что использование спирамицина для терапии и профилактики токсоплазмоза беременных и передачи инфекции плоду наиболее эффективно при своевременных диагностике и начале терапии. Метаанализ индивидуальных данных пациентов из 26 исследований, в которых изучалась эффективность пренатального лечения врожденного токсоплазмоза спирамицином (n=1438), подтвердил, что терапия, начатая в течение 3 нед после обнаружения инфекции, достоверно снижает риск передачи патогена от матери ребенку по сравнению с лечением, начатым через 8 нед или более (отношение шансов 0,48; 95% ДИ 0,28–0,80; p=0,05) [24].

Спирамицин и другие урогенитальные инфекции

Для лечения урогенитальных хламидийных инфекций рекомендуются антибиотики тетрациклинового ряда и макролиды, а также хинолоновые химиотерапевтические препараты третьего поколения. Тетрациклины – антибиотики широкого спектра действия, часто вызывающие побочные эффекты со стороны желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, диарея и боли в животе). К наиболее часто используемым макролидам относятся эритромицин, джозамицин, а также спирамицин, который имеет максимальный профиль безопасности [25].

Для оценки активности спирамицина против хламидий проведены исследования in vitro и in vivo. В культуре тканей спирамицин продемонстрировал очень хорошую активность против Chlamydia trachomatis, но он менее активен против C. psittaci. В экспериментальной модели хламидиоза у мышей было достигнуто 100% клиническое излечение мышей при дозе 50 мг/кг, что свидетельствует об отличной активности in vivo. В печени мышей, выздоровевших после терапии, обнаружено меньше хламидийного антигена, чем в контрольной группе. Эти результаты демонстрируют хорошую активность спирамицина против хламидий in vitro и in vivo, что свидетельствует о целесообразности проведения клинических испытаний [26].

Показана эффективность и безопасность спирамицина при лечении негонококкового уретрита (Chlamydia trachomatis, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma hominis) у мужчин, ранее неуспешно лечившихся тетрациклинами (n=21) [27].

Спирамицин против патогенов полости рта

Porphyromonas gingivalis и другие патогены, связанные с прогрессирующим пародонтитом (Tannerella forsythia, Treponema denticola), подавляются после 7 дней системного применения спирамицина у некурящих взрослых с нелеченым пародонтитом (n=32) [28]. Ирригация поддесневого пространства тетрациклина гидрохлоридом и 0,5% спирамицином с помощью пульсирующего струйного ирригатора у пациентов с хроническим пародонтитом (n=10) в течение 35 дней привела к достоверному снижению клинических параметров пародонтита (гингивальный индекс, индекс кровоточивости десен, глубина кармана) по сравнению с плацебо (хлорид натрия) [29].

В сравнительном исследовании in vitro показана эффективность спирамицина в отношении периопатогенов при агрессивном пародонтите. Были отобраны взрослые пациенты с острым течением пародонтита (n=20), у которых взято в общей сложности 60 образцов субгингивальной флоры. Выделены штаммы Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Tannerella forsythia, Fusobacterium nucleatum, Peptostreptococcus micros и Actinobacillus actinomycetemcomitans. Результаты показали, что 68% протестированных анаэробных бактерий чувствительны к спирамицину и только 54% чувствительны к эритромицину. Это свидетельствует в пользу использования спирамицина в пародонтологии, когда пенициллины и доксициклин неэффективны из-за специфических проблем конкретного пациента (аллергия или чувствительность к лекарственным препаратам, беременность и т.д.) [30].

В исследовании [31] для оценки антибактериального действия спирамицина использовался так называемый диско-диффузионный тест на восприимчивость (модифицированный метод Кирби–Бауэра для анаэробных заболеваний). В рамках этого теста стерильные бумажные диски, содержащие антибиотики, помещались непосредственно на поверхность чашек Петри с агаром, предварительно инокулированным бактериями. После 24–48 ч инкубации при температуре 37 °С эффективность антибиотика для подавления бактериального роста легко определить, измерив крайний диаметр получающегося пятна, свободного от патогенов (рис. 4) [31].

Резистентность патогенных микроорганизмов к спирамицину существенно зависит от конкретных родов и их распространенности у пациентов. Например, изучено воздействие спирамицина на патогены микробиоты пародонтита, собранные у взрослых с нелеченым тяжелым пародонтитом (n=37). Устойчивость к спирамицину in vitro наблюдалась у Fusobacterium nucleatum (44,4% участников), Prevotella nigrescens (11,1%), Parvimonas micra (10,8%), Streptococcus constellatus (10%), Streptococcus intermedius (10%), Porphyromonas gingivalis (6,7%) и Tannerella forsythia (5,3%). Устойчивость к амоксициллину обнаружена у P. nigrescens (55,5%), T. forsythia (15,8%), S. constellatus (10%), F. nucleatum (5,6%) и P. micra (2,7%). Только S. constellatus (70%) и S. intermedius (40%) продемонстрировали резистентность к метронидазолу in vitro. Данные об устойчивости in vitro свидетельствуют о том, что терапевтические концентрации спирамицина могут обладать потенциальной антимикробной эффективностью при пародонтите, не связанном с Aggregatibacter actinomycetemcomitans [32].

Комбинация с метронидазолом усиливает антибиотическое действие спирамицина против бактериальных патогенов полости рта. Активность спирамицина и метронидазола in vitro по отдельности или в комбинации была оценена по отношению к клиническим изолятам бактерий из одонтогенных абсцессов (n=20). Все изоляты, за исключением содержащих Rothia spp. (n=1), Enterococcus avium (n=3), Haemophilus parainfluenzae (n=1) и Staphylococcus aureus (n=1), были чувствительны к спирамицину и/или метронидазолу. Среди анаэробов спирамицин, а также метронидазол показали хорошую антимикробную активность против видов Prevotella, Eubacterium, Peptostreptococcus, Bacteroides и Porphyromonas. Все аэробы были устойчивы к метронидазолу. Обнаружен синергический эффект: показатели MIC значительно снижались при добавлении одного антибиотика к другому [33].

Спирамицин против патогенов в дыхательной системе

Спирамицин хорошо накапливается и распределяется в тканях и жидкостях дыхательных путей. Систематизация результатов хирургических исследований, включивших измерение концентрации в биоптатах дыхательных путей человека, показала, что уже через 3 ч после однократного приема «ударной» дозы спирамицина (3 млн МЕ) внутрь концентрация антибиотика в сыворотке крови достигает 1,6–2,8 мг/л. Средний период полувыведения спирамицина составляет приблизительно 8 ч. Исследования легочной ткани продемонстрировали, что высокое содержание спирамицина в легких (15–25 мг/кг) достигается после однократного приема 3 млн МЕ. При курсовом приеме спирамицина (курс порядка 1 нед) уровни были еще выше: 30–45 мг/кг в легочной ткани, 6,5–36 мг/кг в слизистой оболочке бронхов. При курсовом приеме концентрации спирамицина в бронхиальном секрете и мокроте составляли 1,5–7,3 мг/л, в слизистой оболочке пазух носа – 8–13 мг/кг, в миндалинах и аденоидах – 15–30 мг/кг [34].

Концентрации спирамицина в легочной ткани существенно зависят от режима применения препарата. Например, в ходе изучения выборки пациентов, перенесших хирургические операции на легких, 1-я группа (n=6) получала 3 млн МЕ спирамицина внутривенно за 16 ч до операции и 3 млн МЕ во время индукции анестезии, а 2-я группа (n=6) – три дозы спирамицина внутривенно за 24, 16 и 8 ч до операции и 3 млн МЕ во время индукции анестезии. Биоптаты были взяты из легочной ткани, плевры, жировой ткани и мышц. В 1‑й группе средняя концентрация спирамицина в легочной ткани составила 1,15±0,14 мг/кг, а во 2‑й группе – 7,99±2,02 (р<0,02). В то же время эти различия относились только к содержанию в тканях легких: различия концентраций в образцах плевры, жировой ткани и мышц между группами не были статистически значимы [35].

В экспериментах in vitro спирамицин менее активен, чем эритромицин, против чувствительных штаммов золотистого стафилококка. Однако в экспериментах in vivo он был столь же эффективен против стафилококковых инфекций у мышей при введении препаратов сразу после заражения. Интересно, что спирамицин оказался более эффективен в профилактических экспериментах, когда антибиотики вводились за 4–6 ч до инфицирования животных. Исследование распределения антибиотиков в сыворотке и тканях мышей показало, что спирамицин сохранялся в тканях (легких, печени, почках, селезенке и сердце) в более высоких концентрациях и дольше, чем эритромицин, что объясняет различие в результатах экспериментов in vitro и in vivo [36].

Исследование подходов к терапии внебольничной пневмонии у взрослых показало эффективность спирамицина как антибиотика первой линии, а также при применении после неэффективной терапии бета-лактамными антибиотиками. Амбулаторные пациенты с внебольничной пневмонией (n=188, возраст 44,7±16,6 года) лечились спирамицином в домашних условиях. Пневмония определялась по ассоциации лихорадки (≥38 °C), респираторных симптомов (кашель, выделение мокроты, одышка или боль в груди) и легочной непрозрачности на рентгенограмме грудной клетки. У нескольких пациентов отмечены сопутствующие хронические патологии: сердечно-сосудистые (9%) или бронхолегочные (9%). Некоторые больные (21%) были включены в исследование после предыдущей антибактериальной терапии, которая не была эффективной (у 92% предыдущая антибактериальная терапия была основана на бета-лактамах). В целом при применении спирамицина по 3,5 млн МЕ (т.е. 732 мг) 2 раза в день в течение 13,0±3,5 сут 83% пациентов были излечены клинически и рентгенологически. У 14% больных состояние улучшилось без необходимости изменения схемы антибиотикотерапии, и только у 3% пациентов не установлено достоверного положительного отклика на терапию [37].

Сравнительное рандомизированное контролируемое клиническое исследование спирамицина и аугментина при лечении в течение 8 дней 40 пациентов, страдающих острым средним отитом, показало целесообразность использования именно спирамицина для повышения эффективности антибиотической терапии. Эффективность оценивали по частоте исчезновения симптомов боли и воспаления (боль при надавливании на козелок ушной раковины, боль в ушном проходе, нормализация температуры тела) и полному излечению в течение 8 дней терапии. Лихорадка регрессировала у 19 из 20 (95%) пациентов в обеих группах, боль в ухе – у 19 (95%) больных в группе аугментина и у 18 (90%) в группе спирамицина. В практическом плане спирамицин имеет преимущество перед аугментином, поскольку назначается только 2 раза в день, в отличие от 3-разового приема аугментина. Следовательно, прогнозируются более высокие приверженность к лечению и, соответственно, эффективность спирамицина [38].

В многоцентровом открытом проспективном исследовании пациентов с клинически и рентгенологически подтвержденной острой инфекцией нижних дыхательных путей (n=198, средний возраст 62 года) показана эффективность и безопасность перорального приема спирамицина в дозе 9,5 млн МЕ/сут (n=97) по сравнению с эритромицином (n=101). Диагнозы пациентов, вошедших в исследование, включали острый бронхит (n=96), острую суперинфекцию с хроническим бронхитом (n=60) и пневмонию (n=42). Больные были обследованы до начала терапии, через 3 и 10 дней лечения. В группе спирамицина полностью излечились 74 (76,3%) пациента, а в группе эритромицина – только 64 (63,4%) (р<0,05). В группе эритромицина значительно больше пациентов жаловались на побочные эффекты (41,4%), чем в группе спирамицина (11,8%) (р<0,001) [39].

Воздействие спирамицина на другие патогены

Хемомикробиомное и фармакоинформационное профилирование спирамицина (в сравнении с несколькими другими широко используемыми антибиотиками – моксифлоксацином, джозамицином, азитромицином и кларитромицином) указало на существенные отличия молекулы спирамицина от молекул сравнения с точки зрения эффективности, безопасности, механизмов действия и резистентности различных штаммов бактериальных патогенов. Среднее значение констант MIC по исследованной выборке штаммов бактериальных патогенов составило 9,8 мкг/мл, что сопоставимо с эффектами азитромицина (9,5 мкг/мл), кларитромицина (9,8 мкг/мл), джозамицина (11 мкг/мл) и существенно эффективнее по сравнению с фторхинолоном моксифлоксацином (45,4 мкг/мл). Спирамицин показал наилучшее антибактериальное действие в случае бактериального патогена Haemophilus influenzae (2,7 мкг/мл; остальные молекулы: 2,9–21,4 мкг/мл). По данным хемомикробиомного анализа, спирамицин также являлся одним из лучших ингибиторов роста патогенов Cryptococcus neoformans, вызывающих криптококкоз (MIC 7,2±1,9 мкг/мл; другие молекулы: 7–12 мкг/мл) и Fusobacterium nucleatum (бактерии зубного налета) (MIC 0,3±0,4 мкг/мл; другие молекулы: 0,2–0,5 мкг/мл) [40].

Хемомикробиомный анализ молекулярно-биологических механизмов действия изученных антибиотиков показал, что характерными особенностями действия спирамицина были ингибирование синтеза белка посредством воздействия на рибосому с возможным ингибированием бактериальной топоизомеразы, синтеза ДНК и с антимембранной активностью, в т.ч. посредством ионофорных механизмов (т.е. посредством усиления проницаемости ионов через клеточные мембраны) и таких метаболических маршрутов, как «биосинтез пуриновых нуклеотидов», «метаболизм соединений серы», «активность АТФазы», «система-III секреции белка», «сборка бактериальных жгутиков» и др. [40]. Напомним, что связывание с рибосомами и ингибирующее действие на синтез белка считается основным механизмом действия антибиотиков спирамицинового ряда (спирамицин и его химические производные) [41].

Результаты настоящего систематического анализа публикаций по спирамицину указывают на еще более широкий круг антибактериальных, антимикотических и даже противовирусных свойств спирамицина. Например, спирамицин может использоваться для лечения острой диареи, вызванной бактериями Cryptosporidium у иммунокомпетентных детей в возрасте 2–13 мес (n=44). В течение 10 дней пациенты получали спирамицин в дозе 4,750 млн МЕ/сут (n=21) или плацебо (n=23). В начале исследования участники обеих групп были сопоставимы по демографическим и клиническим характеристикам. По сравнению с группой плацебо, у детей, получавших спирамицин, установлены достоверно более короткие продолжительность диареи (5,2 сут; плацебо: 7,3 сут; р=0,002) и продолжительность выделения ооцист с калом (7,1 сут; плацебо: 8,5 сут; р=0,032). Легкие побочные эффекты спирамицина наблюдались только у 2 пациентов [42].

Активность инъекционной формы спирамицина была оценена при лечении тяжелой формы легионеллеза у пациентов с ослабленным иммунитетом. В исследовании 7 из 10 больных были излечены, 3 пациента умерли (от основного заболевания или от сопутствующих неинфекционных осложнений). Этот результат, а также лучшая переносимость спирамицина по сравнению с 14-членными макролидами позволяют предположить, что спирамицин может быть более подходящей альтернативой эритромицину при лечении легионеллеза [43].

Хемогеномный анализ спирамицина и молекул сравнения показал, что механизмы резистентности к спирамицину потенциально включают гены из функциональных групп «сборка наружной мембраны грамотрицательных бактерий», «транспорт сорбитола», «трансмембранный транспортер L-лейцина», «активность трансмембранного транспортера L-лейцина», «активность цитохрома bo3 убихинол оксидазы» и др. [40]. Генетический анализ устойчивости к антибиотикам у Streptococcus pyogenes показал, что маркеры устойчивости к антибиотикам делятся на две группы: трансдуцируемые (Bacr, Ksgr, Spcr и Stlr, которые относятся к устойчивости к бацитрацину, касугамицину, спектиномицину и стрептолидигану соответственно) и нетрансдуцируемые (Grcr, Ebrr, Kanr, Neor, Oler, Genr и Novr) [44].

Результаты отдельных фундаментальных исследований показывают, что спирамицин не стимулирует развитие резистентности у бактерий. Например, описано антагонистическое действие спирамицина и эритромицина на активность спирамицина среди штаммов золотистого стафилококка, чувствительных к спирамицину и устойчивых к эритромицину. Этот феномен объясняется тем, что эритромицин сам индуцирует антибиотикорезистентность, тогда как спирамицин не является индуктором (рис. 5). Антибиотикорезистентность эритромицина обусловлена специфической посттранскрипционной модификацией 23S рибосомной РНК путем метилирования остатка аденина с образованием устойчивых рибосом. Регуляция этого типа резистентности связана с конформационными изменениями в контрольной области матричной РНК, кодирующей метилазу [45].

Спирамицин показал активность по отношению к различным штаммам Moraxella catarrhalis (грамотрицательная аэробная бактерия, вызывающая инфекции дыхательной системы, среднего уха, глаз, центральной нервной системы и суставов). Исследование in vitro чувствительности к спирамицину 103 штаммов Moraxella catarrhalis включало оценку констант MIC. Более 97% штаммов сохраняли чувствительность при MIC≤8 мг/л. Только для одного штамма MIC составила 16 мг/л. Значимых различий в чувствительности к спирамицину между штаммами, продуцирующими и не продуцирующими пенициллиназу, не выявлено [45].

Продемонстрирован синергизм спирамицина и метронидазола при лечении полимикробных инфекций. Эффективность метронидазола и спирамицина in vitro и in vivo (как по отдельности, так и в комбинации) была исследована при эрадикации инфекции, вызванной Bacteroides spp. (отдельно и в сочетании с Neisseria gonorrhoeae, S. aureus, S. pyogenes или S. Faecalis). Испытания in vitro включали определение MIC с добавлением или без добавления других антимикробных препаратов. Значения MIC метронидазола для B. melaninogenicus, B. fragilis и B. bivius значительно снижались при добавлении спирамицина в концентрации 0,125 мг/л. Эксперименты in vivo проводились на мышах и включали измерение влияния антимикробных препаратов на бактериальное содержимое абсцессов, вызванных подкожной инъекцией бактериальной суспензии. Комбинированная терапия смешанных инфекций показала дальнейшее значительное снижение количества Bacteroides spp. в 7 из 12 комбинаций, а также аэробных и факультативных бактерий в 4 из 12 комбинаций. Кроме того, снижение количества факультативных анаэробов было отмечено при смешанных инфекциях с Bacteroides spp., которые лечились только метронидазолом. Синергизм in vitro и in vivo между метронидазолом и спирамицином может иметь важные клинические последствия при лечении полимикробных аэробно-анаэробных инфекций [46].

Безопасность спирамицина в сравнении с другими антибиотиками

Как показано выше, спирамицин, несмотря на умеренную активность в экспериментах in vitro, весьма эффективен в экспериментах in vivo и в клинике (парадокс спирамицина). В моделях инфекций у животных он был более эффективным, чем эритромицин, вследствие таргетного накопления в определенных тканях. Например, его накопление в легких важно для эффективного лечения пневмонии и бронхита. Также спирамицин оказывает значительный постантибиотический эффект (продолжающееся подавление роста бактерий даже после того, как концентрация антибиотика в организме упала ниже минимального терапевтического уровня). Противовирусный эффект спирамицина важен для лечения сочетанной вирусно-бактериальной инфекции дыхательных путей [42].

В клинической практике спирамицин не показал сколько-нибудь выраженной токсичности. Именно вследствие благоприятного профиля безопасности он используется для лечения во время беременности токсоплазмоза и других инфекций [47]. Побочные действия спирамицина весьма умеренны и ограничены, как правило, тошнотой и болями в животе. Как и для любых других препаратов, у отдельных пациентов могут отмечаться аллергические реакции, обусловленные индивидуальной чувствительностью к препарату (преходящие кожные высыпания) [13]. В противоположность другим макролидам (например, эритромицину), при использовании спирамицина расстройства желудочно-кишечного тракта легкие и не включают заметных изменений его моторики. Не обнаружено достоверных признаков гепатита, вызванного спирамицином. В отличие от большинства других макролидов, отсутствие взаимодействия спирамицина с другими лекарствами продемонстрировано в биохимических, фармакокинетических и клинических исследованиях [48].

Следует отметить, что применение многих лекарственных препаратов может приводить к потере организмом магния, что вызывает формирование побочных эффектов и ухудшает течение основного заболевания. Оценка антимикронутриентного действия всех препаратов рубрикатора анатомо-терапевтическо-химической (АТХ) классификации методами хемореактомного скрининга показала, что только 4% препаратов из более чем 2700, представленных в рубрикаторе АТХ, не оказывали негативного воздействия на обмен 16 эссенциальных микронутриентов. Дефицит магния могут вызывать 1064 (42%) препарата с наибольшим негативным влиянием антибиотиков (J01), психотропных средств (N05, N06), противоопухолевых препаратов (L01), диуретиков (C03) и противовоспалительных средств (M01) [49].

Важным результатом хемомикробиомного и фармакоинформационного исследования спирамицина являлось подтверждение весьма слабого негативного воздействия спирамицина на обмен витаминов, макро- и микроэлементов. В работе [40] наиболее выраженным антимикронутриентным действием характеризовались моксифлоксацин и кларитромицин, которые могут стимулировать выведение лития, магния, цинка, железа, калия, витаминов группы В (В1, В2, В6), витаминов С, D и K. В то же время спирамицин характеризовался наилучшим профилем безопасности с точки зрения антимикронутриентных эффектов: его суммарный балл антимикронутриентного действия составил всего 1,56 (что соответствует увеличению риска выведения того или иного микронутриента всего на 7%) и был существенно выше для молекул сравнения (3,6–7,3 балла) [40].

Данный аспект действия спирамицина крайне важен с точки зрения безопасности антибиотикотерапии. Дело в том, что серьезные побочные эффекты многих антибиотиков связаны, в частности, с их крайне негативным воздействием на обмен микронутриентов [50]. Например, возникающий при приеме некоторых антибиотиков дефицит магния является известным фактором риска таких опасных для жизни пациента состояний, как удлинение интервала QT на электрокардиограмме и пароксизмальная желудочковая тахикардия. В клинических рекомендациях по желудочковым аритмиям у взрослых удлинение интервала QT связано с гипомагниемией и рекомендовано обследование на уровень магния в сыворотке крови [51]. По результатам фармакоинформационного исследования, спирамицин практически не увеличивает вероятность формирования дефицита магния (оценка вероятности – менее 5%), в то время как моксифлоксацин, джозамицин, азитромицин кларитромицин характеризовались оценками вероятности формирования дефицита магния более 80% [40].

Дополнительные эффекты спирамицина

Противовоспалительные эффекты

Показаны противовоспалительные эффекты спирамицина в макрофагах линии RAW 264.7, активированных бактериальными липополисахаридами (ЛПС). В ЛПС-стимулированных макрофагах в культуре, используемых в качестве модели воспаления, спирамицин значительно снижал уровень оксида азота (NO), ИЛ-1β и ИЛ-6. Он также ингибировал экспрессию NO-синтазы iNOS, что потенциально объясняет вызванное спирамицином снижение продукции NO. Кроме того, спирамицин ингибировал фосфорилирование митоген-активируемых протеинкиназ (англ. mitogen-activated protein kinase, МАРК), киназ, регулируемых внеклеточными сигналами (англ. extracellular signal-regulated kinase, ERK), и N-концевой киназы c-Jun (англ. c-Jun N-terminal kinase, JNK). Он вызывал инактивацию и тормозил ядерную транслокацию провоспалительного белкового ядерного фактора каппа В (рис. 6). Тесты на первичное раздражение кожи человека у добровольцев (n=31) показали, что спирамицин не вызывает никаких побочных эффектов при нанесении на кожу [52].

Противовоспалительное действие спирамицина может обусловливать возможность его использования в терапии послеродового мастита [53].

Противоопухолевые эффекты

Спирамицин может оказывать подавляющее действие на процессы деления различных типов клеток, не только бактериальных [54], что указывает на возможность существования противоопухолевого действия этого препарата. Противоопухолевые эффекты ацилированных производных спирамицина были исследованы на четырех линиях раковых клеток человека: HGC-27 (метастатический рак желудка), HT-29 (колоректальная аденокарцинома с эпителиальной морфологией), HCT-116 (рак прямой кишки) и HeLa (рак шейки матки). Производные спирамицина тормозили цикл клеточного деления, повышая уровень активных форм кислорода (АФК) и индуцируя апоптоз указанных линий опухолевых клеток посредством активации сигнального пути ERK/p38 MAPK [55].

Механизмы противоопухолевого действия спирамицина и его производных изучены посредством постгеномных исследований (в частности, с использованием транскриптомного и метаболомного анализа). Установлено, что спирамицин влияет на метаболизм липидов и метаболические пути биогенеза митохондрий (например, NR1D1) и биосинтеза АФК. Анализ изменений генного транскриптома опухолевых клеток под воздействием спирамицина показал, что уровень мРНК провоспалительных генов повышался и наряду с возрастанием АФК это способствовало апоптозу опухолевых клеток [56].

Противодействие ожирению

Противодействие спирамицина ожирению продемонстрировано in vitro и in vivo на модели ожирения, вызванного диетой с высоким содержанием жиров. Спирамицин значительно ингибировал дифференцировку преадипоцитов, ослабляя накопление внутриклеточных липидов, снижая экспрессию главных регуляторов адипогенности (белков PPAR, C/EBP и SREBP1c) и их целевых генов (FAS, aP2 и GLUT4) и увеличивая фосфорилирование 5’-аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы (англ. 5'-adenosine monophosphate activated protein kinase, AMPK). У мышей с моделью ожирения при введении спирамицина наблюдалось существенное снижение набора массы тела, уровня сывороточного лептина, массы жировой ткани и накопления липидов в печени. Уменьшение показателей аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы в сыворотке крови указывало на гепатопротекторные свойства спирамицина по отношению к исследованной модели ожирения (рис. 7) [57].

Рекомендуемые области применения в клинической практике / Recommended uses of spiramycin in clinical practice

Таким образом, проведенная систематизация имеющегося массива публикаций позволила сформулировать систематический взгляд на экспериментальную и клиническую фармакологию спирамицина. Обобщение результатов представлено на рисунке 8.

В России зарегистрировано несколько препаратов спирамицина, в т.ч. Дорамитцин ВМ^® – действующее начало спирамицин, код АТХ J01FA02, производитель World Medicine (Турция), таблетки по 3 млн МЕ (630,84 мг).

В соответствии с результатами проведенного анализа Дорамитцин ВМ^® может применяться для лечения инфекций верхних и нижних дыхательных путей, острого и хронического фарингита, тонзиллофарингита, вызванного бета-гемолитическим стрептококком А, он является препаратом выбора для эрадикация Neisseria meningitidis из носоглотки. Препарат используют для лечения острого риносинусита, отита, острого бронхита (в т.ч. бронхита, развившегося после острой вирусной инфекции), внебольничной пневмонии, пневмонии, вызванной атипичными возбудителями (Chlamydia pneumoniae, Chlamydia trachomatis, Mycoplasma pneumoniae, Legionella). Спирамицин эффективен для лечения негонококкового уретрита, бактериального простатита, хламидиоза, токсоплазмоза (в т.ч. у беременных). Он рекомендован для лечения инфекций кожи и мягких тканей (пиодермия, рожа, фурункулы, импетиго, эктима, инфекционный дермогиподермит, вторичные инфицированные дерматозы, эритразма), стоматита, периодонтита, гингивита. Также спирамицин является препаратом выбора при аллергии к бета-лактамным антибиотикам (пенициллины, цефалоспорины, карбапенемы и монобактамы), в частности у пациентов с аллергией на бета-лактамные антибиотики его применяют для профилактики рецидивов ревматизма.

Необходимо отметить, что при употреблении спирамицина пациентами с инфекцией нижних дыхательных путей ни у одного из участников не было зарегистрировано нежелательных явлений (в т.ч. диспепсических, свойственных группе макролидов), которые могли бы потребовать отмены препарата [58].

В руководстве Европейского респираторного общества (англ. European Respiratory Society, ERS) по лечению инфекций нижних дыхательных путей у госпитализированных пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией эксперты рекомендуют использование макролидов, но не фторхинолонов при сочетанной терапии с бета-лактамными антибиотиками [59]. Несмотря на высокую антимикробиологическую активность фторхинолонов, их применение в настоящее время весьма ограничено ввиду неблагоприятного профиля безопасности (табл. 1) [60–62].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

В настоящей работе изучен массив всех имеющихся к настоящему времени публикаций по фундаментальным и клиническим исследованиям спирамицина, найденных в биомедицинской базе данных PubMed/MEDLINE. Кластерный анализ наиболее информативных терминов, описывающих фармакологические свойства спирамицина, показал, что препарат является уникальной разновидностью макролидов, характеризующейся таргетным накоплением в тканях и отличающейся гораздо более высокой безопасностью, чем другие макролиды. Спирамицин оказывает значительный постантибиотический эффект. Именно безопасность спирамицина обусловливает успешность его использования для терапии токсоплазмоза беременных и профилактики передачи паразита Toxoplasma gondii от матери к плоду. Спирамицин эффективен и в лечении других урогенитальных инфекций (хламидиоза, негонококкового уретрита).

Большой массив результатов экспериментальных и клинических исследований указывает на эффективность применения спирамицина против патогенов полости рта, вызывающих кариес, гингивит и пародонтит. Таргетное накопление препарата в легочной ткани позволяет использовать его против патогенов, поражающих дыхательную систему при хирургических операциях на легких, при пневмонии, фарингите, острой инфекции нижних дыхательных путей и т.д. Спектр антибактериального действия спирамицина весьма широк и включает грамположительные и грамотрицательные кокки, легионеллы, микоплазмы, хламидии, спирохеты, бактерии родов Neisseria, Bordetella, Campylobacter, Clostridium, Haemophilus, Cryptosporidium, Moraxella, Bacteroides. Спирамицин может быть эффективным по отношению к бактериальным штаммам, резистентным к другим антибиотикам.

Установлены противовоспалительные, противоопухолевые и другие дополнительные эффекты спирамицина, которые особенно значимы в случае антибактериальной терапии пациентов с соответствующими заболеваниями.

В клинической практике спирамицин не проявляет серьезной сопутствующей токсичности и не способствует усилению потерь магния, витаминов группы В, других микронутриентов. Последнее приводит к тому, что, в отличие от многих других антибиотиков, он не является фактором риска таких опасных для жизни пациента состояний, как удлинение интервала QT на электрокардиограмме и пароксизмальная желудочковая тахикардия. Спирамицин не стимулирует развитие резистентности у бактериальных патогенов. Эти фармакологические эффекты делают его еще более важным препаратом для ингибирования и эрадикации бактериальных штаммов, резистентных к другим антибиотикам.