Mestnye antimikrobnye preparaty: prichiny i mekhanizmy vysokoy antibakterial'noy aktivnosti fuzafungina

Abstract

Широкое применение в современной практике врача нашел фузафунгин, который является ингаляционным препаратом, обладающим антимикробными и противовоспалительными свойствами. Активным началом препарата является антибиотик фузафунгин, полученный из грибов, открытый французскими учеными Ж.М.Герийо, А.Ж.Гирийо-Вине, М.М.Л.Гийо и Ж.Монтегю более 40 лет назад. Продуцент фузафунгина - гриб Fusarium lateritium (штамм WR 437), который является родственником других известных продуцентов антибиотиков, в частности грибов пеницилла и аспергилла.Его ценность поддерживается высокой стабильностью спектра активности и отсутствием перекрестной резистентности к системным антибиотикам.

Full Text

Широкое применение в современной практике врача нашел фузафунгин, который является ингаляционным препаратом, обладающим антимикробными и противовоспалительными свойствами. Активным началом препарата является антибиотик фузафунгин, полученный из грибов, открытый французскими учеными Ж.М.Герийо, А.Ж.Гирийо-Вине, М.М.Л.Гийо и Ж.Монтегю более 40 лет назад. Продуцент фузафунгина - гриб Fusarium lateritium (штамм WR 437), который является родственником других известных продуцентов антибиотиков, в частности грибов пеницилла и аспергилла. Экспериментальные свидетельства высокой антибактериальной эффективности фузафунгина Фузафунгин представляет собой энниатное циклогексодепсипептидное соединение (рис. 1). Спектр активности фузафунгина оценивался неоднократно путем определения его минимальной концентрации, ингибирующей рост 90% штаммов. Показано, что для получения клинического эффекта концентрация препарата должна составлять около 40 мг/л. Минимальные ингибирующие концентрации фузафунгина, обладающие бактериостатическим эффектом в отношении различных патогенов в 1990 г., приведены в таблице. Фузафунгин оказывает бактериостатическое действие на грамположительные кокки, часто вызывающие инфекции дыхательных путей, такие как Streptococcus (в том числе S. pneumoniae) и Staphylococcus, включая метициллин-устойчивые штаммы. Штаммы, устойчивые к метициллину, составляют более 30% среди выделенных культур, полученных от больных в стационаре. Из 190 исследованных штаммов 60% были метициллин-устойчивыми и нечувствительными ко многим обычно применяемым антибактериальным препаратам. В то же время только 7% из исследованных культур были устойчивы к фузафунгину. Более того, в опытах in vitro фузафунгин не вызывал ни прямой, ни перекрестной резистентности микроорганизмов к системным препаратам [1]. Клинические подтверждения отсутствия резистентности к фузафунгину Это означает, что при повторяющейся терапии фузафунгином практически отсутствует риск селекции мультирезистентных штаммов. При этом данное лекарственное средство не снижает эффективности одновременно проводимой системной антибактериальной терапии. Результаты французских авторов совсем недавно нашли новое подтверждение в рамках открытого сравнительного многоцентрового исследования клинической эффективности и безопасности фузафунгина в комплексной терапии острых респираторных заболеваний (ОРЗ) у 2609 часто болеющих детей. Г.А.Самсыгиной и соавт. установлено, что при повторном применении фузафунгина для лечения ОРЗ у детей с высокой степенью достоверности отсутствовали различия в клинической эффективности препарата. Процент отличных и хороших результатов был одинаков как при первичном применении фузафунгина, так и при повторном. Более того, при повторном применении достоверно снижалось число случаев с низкой клинической эффективностью и полностью отсутствовали случаи плохой переносимости [2]. Вместе с тем факт очень редкой устойчивости микроорганизмов к фузафунгину на фоне его многолетнего применения в клинической практике заслуживает самого пристального внимания. Установлено, что из 106 штаммов S. aureus и 84 штаммов S. epidermidis к фузафунгину были устойчивы лишь 4 и 7% штаммов соответственно, в то время как к стрептограмину В - 61 и 50%, к линкомицину - 59 и 42%, к макролидам - 64 и 53%, к аминогликозидам - около 60-65 и 48-50%, к цефалоспоринам I-III поколения - 52-55 и 44-48%, наконец, к b-лактамам - 66-92 и 52-98% соответственно [3, 4 8]. Более того, проведенная совсем недавно R.Leclercq, M.Auzou (2004 г.) очередная оценка значений минимальных ингибирующих концентраций фузафунгина показала, что с момента регистрации препарата в 1961 г. его эффективность ничуть не изменилась; это пример потрясающего долгожительства препарата с антимикробными свойствами [5]. Представляется вероятным, что решение вопроса о причинах высокой антибактериальной эффективности фузафунгина связано с уникальной природой и структурой его молекулы. С одной стороны, молекула фузафунгина является пептидом и имеет кольцевую структуру, поэтому ее СООН- и NH2-концы защищены от атак многих ферментов-прокариотов, что повышает устойчивость соединения. Кольцевая структура молекулы, естественно, не может защитить препарат от атак всех бактериальных пептидаз, особенно многочисленных на поверхности слизистой оболочки верхних дыхательных путей, поэтому требуется регулярное (через 4 ч) повторное введение препарата. Однако устойчивость молекулы фузафунгина еще не проясняет его механизм действия и высокой эффективности. Ключом к этой проблеме, по-видимому, являются ее физико-химические свойства. Дело в том, что энниатины, встраиваясь в мембрану клетки-мишени и изменяя свою конформацию, способны формировать в ней нерегулируемые ионные каналы, нарушая в клетке работу К+/Na+-АТФазы, а также АТФ-синтетазного комплекса, который у прокариотов, как известно, связан с плазматической мембраной [6]. В результате воздействия этих соединений в мембране формируется нерегулируемая пора и в микробную клетку начинает поступать вода. С одной стороны, пора в мембране и поступление воды в клетку заставляют микроорганизм тратить большое количество АТФ как раз на откачивание воды из цитоплазмы. С другой стороны, отверстие в плазматической мембране и свободный обмен ионами с окружающей средой существенно снижают мембранную разность потенциалов в бактериальной клетке и уменьшают способность бактерии к пополнению запасов АТФ. Следовательно, способность бактерии к синтезу АТФ резко снижается, а имеющиеся запасы АТФ микроорганизм тратит на откачивание воды из цитоплазмы. Именно на этом механизме и может быть основан бактериостатический эффект, когда микроорганизм не гибнет, но не способен к пролиферации, миграции и синтезу бактериальных экзотоксинов. Бактериостатический эффект и был показан для фузафунгина [7]. Рис. 1. Структурная формула фузафунгина. Основные микроорганизмы, вызывающие инфекции верхних дыхательных путей, и их чувствительность к фузафунгину, определенная in vitro по минимальной ингибирующей концентрации, подавляющей рост 90% штаммов (МПК90) Микроорганизм МПК90, мг/л Заболевания Streptococcus pneumoniae 16 Фарингит, средний отит, синусит, острый бронхит, пневмония Streptococcus pyogenes A 32 Фарингит, средний отит Streptococcus agalactiae B 32 Гинекологические инфекции Staphylococcus aureus 32 Отит, фарингит, синусит, бронхит, пневмония Staphylococcus epidermidis 16 (Эндокардит) Mycoplasma pneumoniae 18 Пневмония, фарингит, трахеобронхит Legionella pneumophila 4 Пневмония, болезнь легионеров, лихорадка Понтиака Candida albicans 26 Кандидоз рта и глотки, при снижении иммунитета вызывает тяжелые острые бронхиты, первичную пневмонию Рис. 2. Пространственные структуры некоторых дефенсинов. Рис. 3. Встраивание молекул дефенсинов в мембрану и формирование нерегулируемой поры. Подобный механизм действия природных антибиотиков характерен для очень многих антибиотиков животного происхождения - дефенсинов [8]. Дефенсины также имеют белковую природу и обычно состоят из 6-40 аминокислотных остатков (рис. 2). В организме человека они синтезируются нейтрофильными гранулоцитами, клетками Панета кишечника, клетками кожи и т.д. В случае нейтрофилов, обладающих множеством антибактериальных механизмов, дефенсины входят в состав важнейшей группы лизосомально-катионных белков, обеспечивающих очень высокую эффективность в отношении подавляющего большинства прокариотов. Дефенсины встраиваются в мембрану и формируют нерегулируемый ионный канал. При этом против дефенсинов также не развивается бактериальной резистентности, так как основой эффективности их действия является гидрофобность клеточной мембраны и уникальный состав бактериальных фосфолипидов, который в отличие от многих других мишеней антибактериальной терапии не может быть изменен самими бактериями (рис. 3). При анализе механизмов бактериостатического действия фузафунгина необходимо учитывать и его происхождение. Как известно, грибы составляют самостоятельное царство живых организмов, занимающее промежуточное положение между растениями и животными. Метаболизм клеток грибов гораздо ближе к метаболизму животных, а не растительных клеток. Не исключено, что такой характер метаболизма распространяется и на свойства антибактериальных факторов, синтезируемых грибами, в частности на фузафунгин. Высокая клиническая эффективность фузафунгина не ограничивается только рассмотренным механизмом действия. Установлено его свойство ингибировать способность бактерий к адгезии [9]. Он также снижает синтез провоспалительных цитокинов (например, IL-1b, TNFa) в пораженном участке, что снимает симптомы воспаления без использования дополнительных противовоспалительных препаратов. Такая антибактериальная активность, по словам проф. М.Жерман-Фатталь, делает фузафунгин хорошо адаптированным антибактериальным препаратом для местного применения, с выраженной терапевтической эффективностью при лечении инфекций верхних дыхательных путей. Его ценность поддерживается высокой стабильностью спектра активности и отсутствием перекрестной резистентности к системным антибиотикам.