Яковлев В. П., Яковлев С. В. - Моксифлоксацин - новый антимикробный препарат из группы фторхинолонов

Моксифлоксацин проявлял концентрационнозависимый бактерицидный эффект в отношении S.aureus, который не носил бифазный характер, отмеченный при применении ранних фторхинолонов. Моксифлоксацин проявлял бактерицидный эффект в отношении резистентных к метициллину и ципрофлоксацину штаммов S.aureus с несколько сниженной чувствительностью к мок-сифлоксацину; бактерицидное действие проявлялось при концентрациях, в 2 раза превышающих МПК [43].

Моксифлоксацин показал выраженную кониентрационновременную кинетику гибели клеток S.aureus вне зависимости от их чувствительности или резистентности к метициллину; скорость гибели микробов при применении моксифлоксацина бьиавыше, чем при действии других препаратов (спарфлоксацина, пенициллина, ко-амоксиклава, цефуроксима и кларитромицина) [26]. Моксифлоксацин также показал концентрационно зависимую гибель клеток S.pneumoniae вне зависимости от их чувствительности или резистентности к пенициллину или макролидам: при 16 МПК log снижения бактериальных клеток составлял 4,77, при 8 МПК - 3,75, при4МПК-2,74, при 2 МПК-1,2, при 1 МПК-(-0,21) [80,81].

Моксифлоксацин оказывал более быстрый бактерицидный эффект, чем ципрофлоксацин, в отношении L.monocytogenes ; оба препарата обладали сравнимой бактерицидной активностью в отношении S.typhimurium. Моксифлоксацин превосходил ципрофлоксацин по бактерицидному действию на растущие внутриклеточно L.monocytogenes и S.typhimurium [103].

На системе, моделирующей in vitro динамику концентраций моксифлоксацина в крови людей после приема препарата внутрь, установлен дозозависимый (и концентрационнозависимый) эффект в отношении грамположительных (S.aureus и S.pneumoniae) и грамотрицательных (E.coli, продуцирующие и не продуцирующие бета-лактамазу штаммы) микробов в отличие от ципрофлоксацина, спарфлоксацина, офлоксацина и амоксициллина, которые оказывали независимый от дозы эффект на грамположительные микроорганизмы [24]. На динамической системе было показано , что моксифлоксацин вызывает снижение числа клеток S.pneumoniae, при этом бактерицидное действие в отношении чувствительных к пенициллину штаммов пневмококка проявлялось слабее, чем в отношении штаммов с промежуточной активностью и резистентных к пенициллину штаммов; бактерицидное действие моксифлоксацина было более выраженным, чем грепафлоксацина [150].

На фармакодинамической модели in vitro показан быстрый и длительный бактерицидный эффект моксифлоксацина в отношении S.aureus и S.epidem-midis; не выявлено появления резистентных мутантов (при применении левоф-локсацина через 8 ч отмечался повторный рост ряда штаммов и появление резистентных мутантов [87].

На динамической модели моксифлоксацин оказывал дозозависимое действие на B.fragilis: при AUC/МПК >10 начальный инокулят снижался на 99,9%, при AUC/МПК 5-10 наблюдался повторный рост клеток через 24 ч. При величине AUC/МПК менее 50 отмечалось увеличение МПК в 4 - 16 раз [69].

Другие авторы также отмечали высокую бактерицидную активность моксифлоксацина на динамических моделях in vitro [20, 90, 131, 147, 151, 155].

Механизм действия

Подобно другим фторхинолонам моксифлоксацин проявляет бактерицидную активность путем связывания и ингибирования бактериальных топоизомераз - топоизомеразы II (гиразы) и топоизомеразы IV. Ингибирование топоизомераз приводит к гибели клеток. Топоизомераза II является мишенью моксифлоксацина у грамотрицательных бактерий; у грамположительных бактерий препарат ингибирует обе топоизомеразы. Таким образом, действие моксифлоксацина на 2 мишени в грамположительных клетках отличает его от многих фторхинолонов, действующих только на одну мишень. Изучая механизм действия моксифлоксацина на S.pneumoniae, авторы [112] пришли к заключению, что высокая активность препарата в отношении пневмококков является результатом повышенной его активности в отношении ДНК-гиразы и топоизомеразы IV и сниженного эффлюкса из бактериальной клетки. Вместе с тем показано, что моксифлоксацин обладает одинаково высокой ингибируюшей активностью в отношении ДНК- гиразы и топоизомеразы IV, выделенной из E.coli [125]. В опытах с S.aureus было установлено, что в присутствии хлорамфеникола (ингибитора синтеза белка в бактериях) бактерицидная активность моксифлоксацина снижается, что свидетельствует о том, что препарат обладает более чем одним механизмами действия на стафилококки [43]. Наряду с этим показано, что топоизомераза IV необязательно является первичной мишенью моксифлоксацина в действии на S.aureus [44].

Учитывая, что некоторые виды микобактерий, такие, как M.avium, обладают природной резистентностью к фторхинолонам, а в последние годы появились штаммы M.tuberculosis, резистентные к этим препаратам, важное клиническое значение представляет появление нового поколения фторхинолонов с антимикобактериальной активностью и изучение их механизма действия. В связи с этим было изучено действие моксифлоксацина на суперспирализацию очищенной ДНК-гиразы, выделенной из клеток M.avium и M.smegmatis., быстрорастущего вида микобактерий, использующегося в качестве заменителя M.tuberculosis. МПК моксифлоксацина в отношении M.avium (2 мг/л) и M.smegmatis (0,03 мг/л) были ниже, чем других фторхинолонов - офлоксаци-на (соответственно 32 и 1 мг/л), ципрофлоксацина (16 и 0,5 мг/л), левофлок-сацина (8 и 0,25 мг/л) и спарфлоксацина (4 и 0,125 мг/л). Однако активность моксифлоксацина и других фторхинолонов, ингибируюшая на 50% суперспирализацию ДНК-гиразы (ИK50) из M.avium, была такой же, как в отношении ДНК-гиразы из M.smegmatis (2 мг/л), что свидетельствует о том, что низкая антимикобактериальная активность фторхинолонов в отношении M.avium обусловлена скорее другими факторами, такими как низкая проницаемость клеточной оболочки, или выбросом из клетки, чем низкой антигиразной активностью. Кроме того, ИK50 моксифлоксацина в отношении двух видов микобактерий (2 мг/л) была в 3 раза ниже, чем офлоксацина (6 мг/л) и не отличалась от ципрофлоксацина (2 мг/л), левофлоксацина (2 мг/л) и спарфлоксацина (1 мг/л), что указывает на то, что высокая антимикобактериальная активность моксифлоксацина не только обусловлена высокой антигиразной активностью , но может быть связана главным образом с другими параметрами, например высокой степенью аккумуляции в микобактериях [57].

Факторы, влияющие на антимикробную активность

Не выявлено выраженного влияния на МПК моксифлоксацина различных питательных сред при определении активности препарата [61].

Увеличение инокулята с 104 до 106 КОЕ/мл не влияло на МПК моксифлоксацина для большинства исследованных бактерий; вместе с тем отмечено увеличение МПК в 2 - 4 раза для некоторых штаммов K.pneumoniae, P.mirabilis, S.marcescens [152]. По другим данным [61], увеличение иноку-лята с 104 до 105 КОЕ/мл не влияло на МПК моксифлоксацина в отношении E.coli, K.pneumoniae, E.faecalis и чувствительных и резистентных к метициллину штаммов S.aureus. Небольшое увеличение МПК препарата отмечено при повышении инокулята до 10б КОЕ/мл. Значительное увеличение МПК моксифлоксацина отмечалось при инокуляте 107 КОЕ/мл (рис. 5). Несколько другие изменения выявлены в опытах с микробами, являющимися основными возбудителями респираторных инфекций (рис. 6): повышение инокулята с 104 до 106 КОЕ/мл не оказало выраженного влияния на МПК моксифлоксацина в отношении S.pneumoniae, S.pyogenes, H.influenzae и M.catarrhalis; значительное увеличение МПК препарата отмечено для всех штаммов (особенно H.influenzae) при повышении посевной дозы микробов до 107 КОЕ/мл.

Рис. 5. Влияние величины инокулята на МПК моксифлоксацина в отношении E.coli, K.pneumoniae, E.faecalis, S.aureus [61]

Рис. 6. Влияние величины инокулята на МПК моксифлоксацина в отношении возбудителей респираторных инфекций [61]

При изучении влияния кислотности среды на активность моксифлоксацина было установлено, что наиболее высокие значения МПК препарата в отношении E.coli, K.pneumoniae, E.faecalis и S.aureus (чувствительного и резистентного к метициллину) наблюдаются при рН 5,6; они постепенно снижаются до низких значений при рН 8,4 (рис. 7). Иная картина отмечена в опытах с другими микроорганизмами (рис. 8): для двух видов (S.pneumoniae и S.pyogenes) наиболее высокие значения МПК наблюдаются при рН 8,4 , а при других величинах рН (5,6; 6,5 и 7,4) МПК были ниже и существенно не различались. В отношении H.influenzae и M.catarrhalis наиболее высокие значения МПК отмечены при рН 6,6; они постепенно снижались при увеличении рН (наиболее выраженное снижение МПК в отношении M.catarrhalis наблюдалось при рН 5,6, а при этом значении рН роста H.influenzae не было) [61].

Антибактериальная активность моксифлоксацина мало менялась при добавлении к среде 20-70% сыворотки крови человека [152].

Наличие убитых бактерий и гноя снижало кинетику гибели грамположи-тельных и грамотрицательных бактерий в присутствии моксифлоксацина, а наличие в среде альбумина и глобулина оказывало незначительный эффект; аналогичный, но более выраженный эффект получен в опытах с ципрофлок-сацином, офлоксацином, тровафлоксацином [120].

Рис. 7. Влияние рН на МПК моксифлок-сацина в отношении E.coli, K.pneumoniae, E.faecalis, S.aureus 161]

Рис. 8. Влияние рН на МПК моксифлок-сацина в отношении возбудителей респираторных инфекций [61]

Развитие резистентности

Частота спонтанных мутаций с резистентностью к моксифлоксацину у S.pneumoniae составляла >10-9, у E.coli и S.aureus - 10-8 –10-9 [32]. Частота спонтанных мутаций резистентности к моксифлоксацину у E.coli равнялась 2,8 x 10-8, у S.aureus и S.pneumoniae - менее 1 x 10-9; резистентность к ранним фторхинолонам у грамположительных бактерий развивалась в 100 раз чаще [27]. В другом исследовании [29] было установлено, что при 4 МПК моксифлоксацина частота спонтанных мутаций у S.pneumoniae равнялась 1,45 x 10-9, офлоксацина и грепафлоксацина - <10 -8, тровафлоксацина - 9,8 x 10 -8. В опытах с S.aureus было показано, что уровень чувствительности к моксифлоксацину не менялся для штаммов с МПК <0,12 мг/л и увеличивался для штаммов с МПК 2 - 8мг/л[122].

Отмечается, что моксифлоксацин в меньшей степени вызывает селекцию резистентных мутантов S.aureus, S.pneumoniae, чем ципрофлоксацин [113].

При инкубации моксифлоксацина в концентрации, в 8 раз превышающей МПК, развитие спонтанной резистентности у S.pyogenes, метициллинчувствительных и метициллинрезистентных штаммов S.aureus и M.catarrhalis наблюдалось с частотой соответственно <4 x 10-8; 5 x 10 -8; 7,5 x 10-8; 2,5 x 10-7 [130].

Среди 30 метициллинрезистентных штаммов S.aureus, чувствительных к ципрофлоксацину, развитие резистентности in vitro отмечалось существенно чаше к ципрофлоксацину, чем к моксифлоксацину, левофлоксацину, тровафлоксацину или ванкомицину [118]. В опытах in vitro резистентность S.aureus к ципрофлоксацину развивалась быстрее, чем к моксифлоксацину и тровафлоксацину вне зависимости от чувствительности или резистентности исходного штамма к метициллину [102].

Показано, что концентрации моксифлоксацина, предупреждающие мутации клинических штаммов S.pneumoniae (вне зависимости от их резистентности к пенициллину), были ниже, чем левофлоксацина и гатифлоксацина [17].

На динамической модели in vitro не выявлено развития резистентности к моксифлоксацину у исследованных штаммов S.pneumoniae, H.influenzae, M.catarrhalis [150].

В опытах in vivo на крысах с экспериментальной гранулемой, вызванной подкожным введением кретонового масла и суспензии S.aureus или S.pneumoniae, при лечении моксифлоксацином МПК препарата в конце лечения были такими же, как до начала лечения; отмечается, что резистентность грамположительных бактерий к моксифлоксацину развивается реже, чем к другим фторхинолонам [27, 29]. При лечении моксифлоксацином мышей с подкожным абсцессом, вызванным чувствительным к хинолонам штаммом S.aureus, и последующим последовательным пересевом микробов на средах с повышающимися концентрациями фторхинолона выявлен только 1 из 18 штаммов, в отношение которого значение МПК моксифлоксацина увеличилось в 20 раз [42].

При анализе чувствительности фторхинолонам 3799 штаммов S.pneumoniae, выделенных в Канаде в 1996 - 1999 гг., было отмечено низкое нарастание резистентности пневмококков к моксифлоксацину: число резистентных к препарату штаммов, выделенных в 1996, 1997, 1998 и 1999 гг. составляло соответственно 0; 0,5; 0,3 и 0,3%, по сравнению с пенициллином (13,4; 12,2; 15,2 и 13,5%) и ципрофлоксацином (0,3; 1,8; 2,3 и 1,7%) [139].

При анализе 2742 штаммов S.pyogenes, выделенных в 1999 г. у больных в 282 клиниках США, установлено сохранение высокой активности моксифлоксацина (МПК колебались от <0,008 до 0,5 мг/л, а МПК90 равнялась 0,25 мг/л) в отличие от азитромицина, к которому были резистентны (МПК 2 мг/л и выше) 6,2% штаммов. Активность моксифлоксацина была одинаковой в отношении чувствительных и резистентных к азитромицину штаммов S.pyogenes [139].

Наряду с этим отмечается [48] некоторое повышение устойчивости к моксифлоксацину штаммов S.pneumoniae, выделенных из аспирата синусов: МПК препарата в отношении штаммов, выделенных в 1998 -1999 гг. составляли <0,002 - 0,25 мг/л (МПК90 - 0,19 мг/л), а в отношении штаммов, выделенных в 2000 г. - <0,002 - 8 мг/л (МПК90- 0,25 мг/л); аналогичные результаты получены с гатифлоксацином, хотя оба препарата в клинике не применялись, в отличие от ципрофлоксацина, офлоксацина и левофлоксацина, которые широко использовались для лечения внебольничных респираторных инфекций и МПК9о которых в отношении пневмококков за этот период увеличились в 2 раза.

Постантибиотический эффект

Постантибиотический эффект (ПАЭ) - способность соединения продолжать оказывать бактерицидное действие на микробы даже после его удаления из среды - показан для моксифлоксацина в отношении различных микроорганизмов, включая респираторные патогены.

ПАЭ моксифлоксацина (более 1 ч) наблюдался в опытах с S.pneumoniae, S.pyogenes, E.coli, H.influenzae и S.aureus, при этом наблюдалось увеличение эффекта с повышением концентрации препарата: при 1 МПК он составлял в среднем 0,9 ч, а при 10 МПК удлинялся до 2,5 ч [18, 19]. ПАЭ моксифлоксацина и левофлоксацина в отношении S.pneumoniae при 4 МПК равнялся 2,3 и 1,9 ч, при 10 МПК - 3,3 и 2,9 часа; не установлено различий в ПАЭ для чувствительных и резистентных к пенициллину штаммов. В отношении H.influenzae ПАЭ препаратов при 4 и 10 МПК равнялся соответственно 2,8; 2,3 и 3,5; Зч, при этом не выявлено различий в опытах с продуцирующими и не продуцирующими бета-лактамазу штаммами микробов [33]. После инкубации в течение 1,5ч моксифлоксацина в концентрации 5 МПК ПАЭ для S. aureus составлял 1,91 ч, для S.pneumoniae - 1,44 ч, для K.pneumoniae - 1,03 ч [94].

ПАЭ моксифлоксацина в концентрации 16 мг/л в отношении L.monocy-togenes составлял 2 ч; ПАЭ ципрофлоксацина и ампициллина в более высоких концентрациях не превышал 1 ч [103].

ПАЭ моксифлоксацина (4 МПК) в отношении резистентных к эритромицину штаммов L.pneumophila и Legionella spp . равнялся соответственно 3,38 и 2,02 ч, а в отношении чувствительных к эритромицину штаммов - 3,59 и 1,18 ч. В отношении резистентных к эритромицину штаммов L.pneumophila ПАЭ моксифлоксацина уступал гемифлоксацину и грепафлоксацину (>4 ч) и превосходил ПАЭ тровафлоксацина, левофлоксацина, офлоксацина, ципрофлоксацина, азитромицина (<3 ч), кларитромицина (<2 ч), эритромицина и рифампицина (<1 ч); в отношении Legionella spp. длительность ПАЭ моксифлоксацина была ниже всех исследованных препаратов, кроме кларитромицина (<2 ч) и эритромицина (менее 1 ч). В отношении чувствительных к эритромицину штаммов L.pneumophila ПАЭ моксифлоксацина был сопоставим с гемифлоксацином, офлоксацином ципрофлоксацином (> 3 ч) и превосходил другие препараты (< 3 ч); в отношении Legionella spp. ПАЭ моксифлоксацина превосходил только кларитромицин (<1 ч), был сопоставим с тровафлоксацином и уступал другим препаратам [40].

Аналогичные результаты получены другими авторами [5, 93, 100].

Влияние на кишечную микрофлору

Учитывая, что препараты (особенно широкого антимикробного спектра), находящиеся в кишечнике, могут оказывать влияние на кишечную микрофлору, в двойном слепом рандомизированном исследовании оценивали влияние моксифлоксацина при 7-дневном применении (по 400 мг 1 раз в сутки) на кишечную микрофлору у здоровых молодых людей. Установлено, что в процессе применения моксифлоксацина отмечалось существенное снижение в фекалиях числа энтерококков, E.coli и Klebsiella spp. Моксифлоксацин не влиял на содержание в фекалиях анаэробной микрофлоры и Candida spp. [62].

Взаимодействие с другими антимикробными препаратами

Имеются отдельные работы по взаимодействию моксифлоксацина с другими антимикробными препаратами. Показано, что моксифлоксацин с ванкомицином или тейкопланином могут оказывать более выраженное бактерицидное действие, чем при раздельном применении, в отношении S.aureus [137]. Моксифлоксацин в комбинации с цефтриаксоном оказывал аддитивный или синергидный эффект в отношении 9 из 20 чувствительных к пенициллину штаммов S.pneumoniae, в комбинации с ванкомицином - в отношении 5 штаммов. В отношении резистентных к пенициллину штаммов S.pneumoniae (20 штаммов) аддитивный или синергидный эффект комбинации моксифлоксацина с цефтриаксоном или ванкомицином наблюдался соответственно для 15 и 3 штаммов. В отношении остальных штаммов пневмококков отмечалось индифферентное действие обеих, комбинаций; антагонизма не наблюдали [109]. По другим данным [95, 97], взаимодействие моксифлоксацина с ванкомицином, гентамицином, ко-тримоксазолом, рифампицином или кларитромицином при действии на резистентный к метициллину S.aureus в большинстве случаев носит индифферентный характер. Моксифлоксацин с гентамицином или ампициллином оказывает аддитивный эффект на резистентные к ванкомицину энтерококки, а комбинация моксифлоксацина с рифампицином проявляет антагонизм.

Изучение кинетики гибели 6 штаммов S.aureus, резистентных к метициллину (3 штамма были резистентны к ципрофлоксацину) показало, что при комбинации моксифлоксацина с ванкомицином, ко-тимоксазолом, рифампицином или кларитромицином гибель клеток к 6-му часу была такой же, как при применении одного моксифлоксацина; при комбинации моксифлоксацина с гентамицином отмечался несколько более выраженный бактерицидный эффект. При комбинации моксифлоксацина с другими препаратами антагонизма не было установлено [96].

В опытах in vitro этамбутол потенцировал бактерицидное действие моксифлоксацина на клинические штаммы комплекса M.avium, выделенные от ВИЧ-инфицированных больных; аналогичые результаты получены in vivo [153].

Активность in vivo

На различных экспериментальных моделях показана эффективность моксифлоксацина при лечении инфекций у животных. В ряде работ [92, 135] приводятся обобщенные данные по эффективности моксифлоксацина при некоторых экспериментальных инфекциях у животных.

ЭД50 моксифлоксацина для мышей с системной инфекцией, вызванной S.aureus Smith, составила 0,65 мг/кг; препарат был более активен, чем ципрофлоксацин (5,5 мг/кг) и левофлоксацин (1,45 мг/кг) и сравним со спар-флоксацином [107].

При интратрахеальном заражении мышей двумя штаммами S.pneumoniae (6303 и 2259, в отношении которых МПК моксифлоксацина равнялась 0,12 и 0,25 мг/л ) подкожное введение моксифлоксацина в дозе 50 мг/кг через 48 и 72 ч после инфицирования приводило к выживанию 75 и 67% животных [7].

В опытах на мышах с экспериментальной пневмонией, вызванной интра-трахеальным введением резистентного к пенициллину S.pneumoniae, исследовали эффективность моксифлоксацина в сравнении с ципрофлоксацином, левофлоксацином и спарфлоксацином (МПК в отношении пневмококков равнялись 0,125; 2,0; 0,5 и 0,25 мг/л соответственно) при введении внутрь 4 доз с интервалом в 6 ч; ципрофлоксацин и моксифлоксацин вводили в дозе 100 мг/кг, другие фторхинолоны - в дозе 50 мг/кг. Моксифлоксацин был существенно эффективнее (легкие были стерильны у 11 из 15 мышей), чем другие фторхинолоны (р<0,05) [117].