Ципрофлоксацин антибиотик какого поколения: Ципрофлоксацин инструкция по применению: показания, противопоказания, побочное действие – описание Ciprofloxacin таб., покр. пленочной оболочкой, 500 мг: 10 или 5000 шт. (970)

Содержание

Ципрофлоксацин: инструкция, цена, аналоги | Компендиум — справочник лекарственных препаратов

Бактериальные инфекции представляют серьезную угрозу для здоровья человека во всем мире и являются причиной большинства внутрибольничных инфекций, что приводит к высокой смертности и повышению расходов на здравоохранение (Zhang, G.F. et al., 2018).

Ципрофлоксацин ― антибиотик группы фторхинолонов II поколения, структурно схожий с налидиксовой кислотой ― проявляет превосходную антимикробную активность в отношении широкого спектра патогенных бактерий. Ципрофлоксацин эффективен в отношении микроорганизмов, резистентных к ряду антибиотиков, а также к налидиксовой кислоте. Препарат применяется в клинической практике более 30 лет (Zhang G.F. еt al., 2018).

Антибактериальная активность

Одноименное действующее вещество, входящее в состав препарата Ципрофлоксацин, представляет собой фторхинолон, обладающий выраженной антибактериальной активностью in vitro в отношении широкого спектра бактерий.

Основной механизм действия данного антибиотика, как и других хинолонов, заключается в ингибировании бактериальной ДНК-гиразы (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Бактериальная резистентность к ципрофлоксацину развивается нечасто, как in vitro, так и клинически, за исключением случаев псевдомонадных инфекций дыхательных путей у пациентов с муковисцидозом (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

По-видимому, основной мишенью активности хинолонов является фермент бактериальной ДНК-гиразы, который относится к классу топоизомераз типа II. Бактерии не приобретают устойчивости к фторхинолонам через механизмы, опосредованные R-плазмидой (плазмида резистентности, R-фактор). Вероятно, бактериальная устойчивость к ципрофлоксацину возникает либо в результате хромосомной мутации в ферменте ДНК-гиразе-мишени, либо в результате мутаций, которые изменяют проницаемость мембраны бактериальной клетки для лекарственного средства (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Особенности применения

Ципрофлоксацина

C_max ципрофлоксацина в сыворотке крови достигается через 1–2 ч, минимальные ингибирующие концентрации отмечаются в большинстве тканей и жидкостей организма. Ципрофлоксацин практически не влияет на хемотаксис лейкоцитов (направленная миграция лейкоцитов в ткани хозяина в ответ на инфекцию и воспаление) и может усиливать фагоцитоз (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012). Одновременный прием пищи не вызывает клинически значимого нарушения всасывания препарата и может рекомендоваться для сведения к минимуму побочных реакций со стороны ЖКТ, вызванных приемом препарата. Существует линейная взаимосвязь между сывороточной концентрацией ципрофлоксацина и дозой, вводимой перорально или в/в. Абсолютная биодоступность ципрофлоксацина составляет около 70% (Vance-Bryan K. et al., 2012).

На внепочечный клиренс приходится около 33% выведенного ципрофлоксацина; на сегодня выявлено 4 метаболита. Внепочечная элиминация включает метаболическую деградацию, выделение с желчью и транслюминальную секрецию через слизистую оболочку кишечника. Клубочковая фильтрация и канальцевая секреция составляют около 66% общего клиренса (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Фармакокинетика ципрофлоксацина у лиц пожилого возраста значительно отличается от таковой у молодых: у пожилых пациентов снижается почечный клиренс, удлиняется Т_½. Некоторыми учеными было высказано предположение, что для лиц пожилого возраста интервал между приемом доз препарата не должен составлять менее 12 ч (Vance-Bryan K. et al., 2012). Согласно полученным данным некоторых исследований было установлено, что фармакокинетика препарата у больных с муковисцидозом существенно не отличается от таковой у здоровых добровольцев (контрольная группа), следовательно, у больных с муковисцидозом изменение режима дозирования не требуется (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Коррекция дозы ципрофлоксацина у лиц с нарушениями функции почек обычно не требуется, за исключением больных с тяжелой почечной недостаточностью (клиренс креатинина <20 мл/мин), у которых общая суточная доза препарата должна быть снижена на 50% (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Дисфункция печени также, по-видимому, оказывает незначительное влияние на фармакокинетику лекарственного средства, и коррекция дозы не требуется. Значительно снижает абсорбцию данного антибиотика сочетанное применение с препаратами, содержащими кальций, сукральфат, препаратами железа и поливитаминов, содержащими цинк (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Сочетанное применение ципрофлоксацина и теофиллина может вызвать повышение концентрации последнего в плазме крови и удлинение его Т

½. Если невозможно избежать сочетанного применения данных лекарственных средств, то следует контролировать концентрацию теофиллина в плазме крови и корректировать его дозу по мере необходимости (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Ципрофлоксацин снижает метаболизм теофиллина на 15–30%; поэтому рекомендуется соблюдать осторожность при сочетанном применении любого фторхинолона с ксантинами (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Антациды, содержащие гидроксид магния и/или алюминия, препятствуют всасыванию ципрофлоксацина, что приводит к субтерапевтическим концентрациям в сыворотке крови и моче (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Серьезные побочные эффекты, связанные с терапией ципрофлоксацином, отмечают редко (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012). Сообщалось, что общая частота побочных эффектов у пациентов, получавших препарат, составляла 5–10%, а терапию пришлось прекратить менее чем у 2% больных.

Нарушения со стороны ЖКТ, главным образом тошнота, рвота, боль в животе, диарея и анорексия регистрировались наиболее часто (до 10% пациентов, получающих более высокие пероральные дозы препарата). Возможно развитие следующих побочных реакций со стороны нервной системы: беспокойство, нервозность, бессонница, эйфория, тремор и, очень редко, судороги и галлюцинации (1–4%). В редких случаях возникают реакции гиперчувствительности, прежде всего крапивница (1%). Другие неблагоприятные эффекты, о которых сообщалось редко (частота менее 1%), включают нарушения зрения и боль в груди. Иногда наблюдались умеренные, кратковременные изменения лабораторных показателей (эозинофилия, повышенный уровень креатинина в сыворотке крови, повышение уровня азота мочевины в крови, АсАТ и АлАТ), хотя их клиническое значение неизвестно. В некоторых случаях, как и при применении других антибактериальных лекарственных средств широкого спектра действия, возможно развитие суперинфекции, вызванной грибами рода

Candida.

Сообщалось также об отдельных случаях гематурии, интерстициального нефрита и артропатии (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012). Вызванная фторхинолонами тендинопатия чаще всего поражает ахиллово сухожилие; однако было описано повреждение и нескольких других сухожилий. Связанная с применением ципрофлоксацина тендинопатия является серьезной побочной реакцией. Возможность ее развития должна рассматриваться у любого пациента с впервые возникшими жалобами со стороны опорно-двигательного аппарата, в анамнезе которого отмечен прием фторхинолона в течение предыдущих 6 мес (Shimatsu K. et al., 2014).

Опыт клинического применения

Благодаря широкому спектру антибактериальной активности и широкому распространению в большинстве тканей и биологических жидкостей как при пероральном, так и в/в применении,

Ципрофлоксацин широко применяется при многих инфекционных заболеваниях. В результате полученной информации о клинических исследованиях в Европе и США было установлено, что ципрофлоксацин (в большинстве случаев вводимый перорально в суточной дозе 500−1500 мг, разделенной на два приема с 12-часовым интервалом, в течение 7–14 дней) был клинически эффективен у более чем 88% пациентов с инфекциями мочевыводящих путей, органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки, костей или суставов, ЖКТ и женских половых органов.

Также было установлено, что лечение ципрофлоксацином устраняет носоглоточное носительство Neisseria meningitidis (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Хронический средний отит является частой причиной обращения к отоларингологам. В настоящее время широко распространено топическое применение ципрофлоксацина в форме ушных капель при данном заболевании. Было проведено изучение локальной ототоксичности ципрофлоксацина по сравнению с его пероральным приемом. Согласно полученным данным местное применение данного лекарственного средства более значительно повышает порог слышимости у больных с хроническим средним отитом по сравнению с пероральным приемом. Таким образом, ципрофлоксацин в форме ушных капель является эффективным средством при лечении рефрактерного хронического отита, вызванного различными микроорганизмами, в том числе

Рseudomonas aerogenusa и метициллинрезистентным стафилококком, и не оказывает при этом ототоксического воздействия (Samarei R., 2014).

В результате проведенных 3 двойных слепых рандомизированных исследований было установлено, что пероральный прием ципрофлоксацина при инфекциях кожи и мягких тканей в дозе 750 мг 2 р/сут статистически не отличается по клинической эффективности от в/в введения цефотаксима в дозе 2 г 3 р/сут. В 4-м же исследовании, включающем пациентов с инфекциями легкой и средней степени тяжести, сообщалось о значительно (p<0,05) большем количестве клинических неудач среди пациентов, получавших цефотаксим (21% против 3%) (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Был проведен систематический обзор и метаанализ 111 рандомизированных контролируемых исследований по эффективности и безопасности ципрофлоксацина при лечении острых или осложненных инфекций мочевыводящих путей у взрослых. Основными критериями оценки были бактериологическая эрадикация, клиническое излечение, бактериальная резистентность и частота побочных реакций. Согласно полученным данным препарат является относительно безопасным и эффективным антибактериальным лекарственным средством для лечения острых или осложненных инфекций мочевыводящих путей у взрослых (Gutiérrez-Castrellón P.

еt al., 2015).

В результате рандомизированного сравнительного исследования было установлено, что при лечении инфекционных обострений хронического бронхита и других хронических заболеваний легких пероральный ципрофлоксацин по клинической эффективности статистически значимо превосходит цефаклор (р<0,001) и ампициллин (р<0,05) (Campoli-Richards D.M. еt al., 2012).

Ученые Центра резистентности к противомикробным препаратам при Университете Калгари, Канада, основываясь на данных опубликованных клинических исследований, рекомендуют применять ципрофлоксацин для лечения инфекционных заболеваний, эффективность против которых была доказана как in vitro, так и в рандомизированных контролируемых исследованиях. Данный препарат рекомендуется как в виде пероральной замены других препаратов, применяемых парентерально, так и в виде ступенчатой терапии, когда вначале лечения назначается антибиотик в/в с дальнейшим переходом на прием его пероральных форм. Согласно этим рекомендациям ципрофлоксацин может рассматриваться как лечение первой линии для ряда инфекций, вызываемых грамотрицательными бактериями, включая инфекции мочевыводящих путей, бактериальный простатит, бактериальную диарею, отдельные инфекции костей и суставов, отит, бронхолегочные инфекции у пациентов с муковисцидозом и пневмонии (Louie T. J., 1994).

Заключение

Ципрофлоксацин проявляет активность против большинства грамотрицательных и многих грамположительных патогенных бактерий, в основном устойчивых к широкому спектру антибиотиков (Vance-Bryan K. et al., 2012).

Побочные реакции, связанные с введением данного антибактериального препарата, обычно легкой или умеренной степени выраженности и чаще всего не требуют прекращения терапии. В результате клинических исследований как перорального, так и в/в применения ципрофлоксацина было подтверждено его назначение при широком спектре инфекций, в том числе острых и хронических инфекций мочевыводящих путей (Vance-Bryan K. et al., 2012). Поскольку развитие у патогенных бактерий резистентности к противомикробным препаратам является проблемой во всем мире, (Frieri M., 2017) к назначению Ципрофлоксацина необходимо подходить взвешенно.

Препараты и лекарства с действующим веществом Левофлоксацин

Особые указания

Распространенность приобретенной резистентности высеваемых штаммов микроорганизмов может изменяться в зависимости от географического региона и с течением времени. В связи с этим требуется информация о резистентности к левофлоксацину в конкретной стране.До начала терапии следует провести соответствующие тесты для идентификации возбудителя заболевания и оценки чувствительности к левофлоксацину. Лечение левофлоксацином может быть начато до получения результатов этих тестов. После получения результатов тестов должна быть избрана соответствующая терапия. Проводимое периодически во время терапии левофлоксацином тестирование на культуре позволяет получить информацию о сохраняющейся чувствительности патогенного микроорганизма к левофлоксацину и о возможном появлении бактериальной резистентности.

Показания к применению

Левофлоксацин для приема внутрь и в/в введения показан для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний, вызванных чувствительными к левофлоксацину возбудителями, у взрослых, в т.ч.: внебольничная пневмония. неосложненные инфекции мочевыводящих путей. осложненные инфекции мочевыводящих путей (включая пиелонефрит). хронический бактериальный простатит. инфекции кожных покровов и мягких тканей. в составе комплексной терапии лекарственно-устойчивых форм туберкулеза. профилактика и лечение сибирской язвы при воздушно-капельном заражении. острый синусит (таблетки). обострение хронического бронхита (таблетки). госпитальная пневмония (для дозировки таблеток 750 мг).При применении левофлоксацина следует учитывать официальные национальные рекомендации по надлежащему применению антибактериальных средств, а также чувствительность патогенных микроорганизмов в конкретной стране (см. «Особые указания»).Левофлоксацин виде 0,5% глазных капель показан для лечения поверхностных бактериальных инфекций глаз, вызванных чувствительными микроорганизмами, у взрослых и детей старше 1 года. для профилактики осложнений после хирургических и лазерных операций на глазу.

Фармакологическое действие

бактерицидное, антибактериальное широкого спектраФармакодинамикаОбладает широким спектром действия. Ингибирует бактериальную топоизомеразу IV и ДНК-гиразу (топоизомеразы II типа) — ферменты, необходимые для репликации, транскрипции, репарации и рекомбинации бактериальной ДНК. В концентрациях, эквивалентных или несколько превышающих подавляющие концентрации, чаще всего оказывает бактерицидное действие. In vitro резистентность к левофлоксацину, возникающая в результате спонтанных мутаций, формируется редко (10-9-10-10). Несмотря на то что между левофлоксацином и другими фторхинолонами наблюдалась перекрестная резистентность, некоторые устойчивые к другим фторхинолонам микроорганизмы могут быть чувствительны к левофлоксацину.Установлена in vitro и подтверждена в клинических исследованиях эффективность в отношении грамположительных бактерий — Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus (метициллиночувствительные штаммы), Staphylococcus epidermidis(метициллиночувствительные штаммы), Staphylococcus saprophyticus, Streptococcus pneumoniae (в т.ч. мультирезистентные штаммы — MDRSP*), Streptococcus pyogenes. грамотрицательных бактерий — Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Haemophilus influenzae, Haemophilus parainfluenzae, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Moraxella catarrhalis, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens и других микроорганизмов — Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae.В отношении большинства (&ge.90%) штаммов следующих микроорганизмов in vitro установлены МПК левофлоксацина (2 мкг/мл и менее), однако эффективность и безопасность клинического применения левофлоксацина в терапии инфекций, вызванных этими возбудителями, не установлена в адекватных и хорошо контролируемых исследованиях: грамположительные бактерии — Staphylococcus haemolyticus, Streptococcus (группа C/F), Streptococcus (группа G), Streptococcus agalactiae, Streptococcus milleri, Streptococcus viridans, Bacillus anthracis. грамотрицательные бактерии — Acinetobacter lwoffii, Acinetobacter baumannii, Bordetella pertussis, Citrobacter (diversus) koseri, Citrobacter freundii, Enterobacter aerogenes, Enterobacter sakazakii, Klebsiella oxytoca, Morganella morganii, Pantoea (Enterobacter) agglomerans, Proteus vulgaris, Providencia rettgeri, Providencia stuartii, Pseudomonas fluorescens, Yersinia pestis. грамположительные анаэробы — Clostridium perfringens.Может быть эффективен в отношении микроорганизмов, устойчивых к аминогликозидам, макролидам и бета-лактамным антибиотикам (в т.ч. к пенициллину).* Штаммы с множественной резистентностью к антибиотикам (Multi-drug resistant Streptococcus pneumoniae — MDRSP) включают штаммы, резистентные к двум или более из следующих антибиотиков: пенициллин (при МПК &ge.2 мкг/мл), цефалоспорины II поколения (например цефуроксим), макролиды, тетрациклины и триметоприм/сульфаметоксазол.Клинические исследованияЭффективность левофлоксацина в лечении внебольничной бактериальной пневмонии (7–14-дневный режим дозирования) изучена в двух проспективных мультицентровых клинических исследованиях. В первом рандомизированном исследовании, включавшем 590 больных внебольничной бактериальной пневмонией, проведено сравнительное изучение эффективности применения левофлоксацина в дозе 500 мг один раз в сутки внутрь или в/в в течение 7–14 дней и цефалоспоринов с общей продолжительностью лечения 7–14 дней. в случае если предполагалось или было подтверждено наличие атипичного возбудителя пневмонии, пациенты группы сравнения дополнительно могли получать эритромицин или доксициклин. Клинический эффект (излечение или улучшение) на 5–7-й день после завершения терапии левофлоксацином составил 95% по сравнению с 83% в группе сравнения. Во втором исследовании, включавшем 264 пациента, получавших левофлоксацин в дозе 500 мг один раз в сутки внутрь или в/в в течение 7–14 дней, клинический эффект составил 93%. В обоих исследованиях эффективность левофлоксацина в лечении атипичной пневмонии, вызванной Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae и Legionella pneumoniae, составила соответственно 96, 96 и 70%. Степень микробиологической эрадикации в обоих исследованиях составила в зависимости от возбудителя: H.influenzae — 98%, S.pneumoniae — 95%, S.aureus — 88%, M.catarrhalis — 94%, H.parainfluenzae — 95%, K.pneumoniae — 100%.Левофлоксацин эффективен для лечения внебольничной пневмонии, вызванной штаммами Streptococcus pneumoniae с множественной лекарственной устойчивостью (MDRSP). После микробиологической оценки MDRSP-изолятов, выделенных у 40 пациентов, оказалось, что у 38 пациентов (95%) был достигнут клинический (выздоровление или улучшение) и бактериологический эффект после завершения терапии левофлоксацином. Степень бактериологической эрадикации составила для разных возбудителей:пенициллинорезистентные штаммы — 94,1%, штаммы, резистентные к цефалоспоринам 2-го поколения — 96,9%, штаммы, резистентные к макролидам — 96,6%, штаммы, резистентные к триметоприму/сульфаметоксазолу — 89,5%, штаммы, резистентные к тетрациклинам — 100%.Эффективность и безопасность левофлоксацина при внебольничной бактериальной пневмонии (5-дневный режим дозирования) были оценены в двойном слепом рандомизированном проспективном многоцентровом исследовании у 528 амбулаторных и госпитализированных взрослых пациентов с клинически и рентгенологически определяемой внебольничной пневмонией от легкой до тяжелой степени выраженности при сравнении приема левофлоксацинав дозе 750 мг (в/в или перорально каждый день в течение пяти дней) или в дозе 500 мг (в/в или перорально ежедневно в течение 10 дней). Клинический эффект (улучшение или выздоровление) составил 90,9% в группе, получавшей левофлоксацин в дозе 750 мг, и 91,1% в группе, получавшей левофлоксацин в дозе 500 мг. Микробиологическая эффективность (степень бактериологической эрадикации) 5-дневного режима дозирования в зависимости от возбудителя: S.pneumoniae — 95%, Haemophilus influenzae — 100%, Haemophilus раrainfluenzae — 100%, Mycoplasma pneumoniae — 96%, Chlamydophila pneumoniae — 87%.Эффективность и безопасность левофлоксацина при лечении острого бактериального синусита (5- и 10–14-дневный режимы дозирования), вызванного Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, была оценена в двойном слепом рандомизированном проспективном многоцентровом исследовании у 780 амбулаторных пациентов, которые принимали левофлоксацин перорально один раз в день в дозе 750 мг в течение 5 дней либо 500 мг в течение 10 дней. Клинический эффект левофлоксацина (полное или частичное разрешение симптомов острого бактериального синусита до такой степени, что дальнейшая антибактериальная терапия не была сочтена необходимой) в соответствии с микробиологической оценкой составил 91,4% в группе, получавшей левофлоксацин в дозе 750 мг и 88,6% в группе, получавшей 500 мг левофлоксацина. Эффективность левофлоксацина при лечении осложненных инфекций мочевыводящих путей и острого пиелонефрита (5-дневный режим дозирования) была оценена у 1109 пациентовв рандомизированном двойном слепом многоцентровом клиническом исследовании, в котором пациенты получали левофлоксацин в дозе 750 мг в/в или перорально один раз в день в течение 5 дней (546 пациентов) или ципрофлоксацин 400 мг в/в или 500 мг перорально два раза в день в течение 10 дней (563 пациента).Эффективность левофлоксацина была оценена через 10–14 дней по степени бактериологической эрадикации и составила, в зависимости от возбудителя: Escherichia coli — 90%, Klebsiella pneumoniae — 87%, Proteus mirabilis — 100%.Эффективность и безопасность левофлоксацина при лечении осложненных инфекций мочевыводящих путей и острого пиелонефрита (10-дневный режим дозирования) оценивали при проведении 10-дневного курса лечения левофлоксацином в дозе 250 мг перорально один раз в день у 285 пациентов с неосложненными инфекциями мочевыводящих путей, осложненными инфекциями мочевыводящих путей (от легкой до умеренной степени тяжести) и острым пиелонефритом (от легкой до умеренной степени тяжести) в рандомизированном двойном слепом многоцентровом клиническом исследовании. Микробиологическая эффективность, измеренная по бактериологической эрадикации микрорганизмов, составила примерно 93%.Эффективность левофлоксацина при инфекционных поражениях кожи и кожных структур изучена в открытом рандомизированном сравнительном исследовании, включавшем 399 пациентов, получавших левофлоксацин в дозе 750 мг/сут (в/в, затем внутрь) или препарат сравнения в течение (10±4,7) сут. Хирургические манипуляции при осложненных инфекциях (иссечение омертвевших тканей и дренаж) незадолго до начала или в процессе антибактериальной терапии (как составная часть комплексной терапии) проведены у 45% пациентов, получавших левофлоксацин, и 44% пациентов группы сравнения. Среди больных, находившихся под наблюдением в течение 2–5 сут по окончании лекарственной терапии, клинический эффект составил 116/138 (84,1%) в группе, получавшей левофлоксацин, и 106/132 (80,3%) в группе сравнения.Эффективность левофлоксацина продемонстрирована также в мультицентровом рандомизированном открытом исследовании при лечении нозокомиальной пневмонии и в мультицентровом рандомизированном двойном слепом исследовании при лечении хронического бактериального простатита. Капли глазныеКлинический эффект левофлоксацина в форме 0,5% глазных капель в рандомизированных двойных слепых мультицентровых контролируемых испытаниях при лечении бактериального конъюнктивита составил в конце лечения (6–10 день) 79%. Степень микробиологической эрадикации достигала 90%.ФармакокинетикаАбсорбция. После приема внутрь быстро и полностью всасывается из ЖКТ, абсолютная биодоступность таблеток 500 мг и 750 мг левофлоксацина составляет 99%. Cmax достигается через 1–2 ч. При одновременном приеме с пищей незначительно увеличивается время достижения Cmax (на 1 ч) и незначительно снижается Cmax (на 14%), таким образом, левофлоксацин можно назначать вне зависимости от приема пищи. После в/в однократного введения здоровым добровольцам в дозе 500 мг (инфузия в течение 60 мин) Сmax составляла (6,2±1) мкг/мл, при дозе 750 мг (инфузия в течение 90 мин) — (11,5±4) мкг/мл. Фармакокинетика левофлоксацина носит линейный характер и предсказуема при однократном и повторном введении внутрь и в/в. Постоянная концентрация в плазме достигается через 48 ч при приеме 500–750 мг 1 раз в сутки. При многократном введении здоровым добровольцам значения Cmax составляли: при пероральном введении 500 мг/сут — (5,7±1,4) мкг/мл, 750 мг/сут — (8,6±1,9) мкг/мл. при в/в введении 500 мг/сут — (6,4±0,8) мкг/мл, 750 мг/сут — (12,1±4,1) мкг/мл. Плазменный профиль концентраций левофлоксацина после в/в введения аналогичен таковому после приема внутрь в эквивалентной дозе.Распределение. Средний Vd составляет 74–112 л после однократного и повторных введений доз 500 и 750 мг. Широко распределяется в тканях организма, хорошо проникает в ткань легких (концентрация в легких в 2–5 раз выше концентрации в плазме). In vitro в диапазоне концентраций, соответствующих клиническим значениям (1–10 мкг/мл), связывание с белками плазмы (преимущественно с альбуминами) составляет 24–38% и не зависит от концентрации левофлоксацина.Метаболизм и выведение. Стереохимически стабилен в плазме и в моче, не превращается в свой энантиомер, D-офлоксацин. В организме практически не метаболизируется. Выводится преимущественно в неизменном виде с мочой (около 87% дозы в течение 48 ч), незначительные количества — с фекалиями (менее 4% за 72 ч). Менее 5% определяется в моче в виде метаболитов (десметил, оксид азота), обладающих незначительной специфической фармакологической активностью.Терминальный Т1/2 из плазмы составляет 6–8 ч после однократного или повторных введений внутрь или в/в. Общий Cl составляет 144–226 мл/мин, почечный Cl — 96–142 мл/мин, экскреция осуществляется путем клубочковой фильтрации и канальцевой секреции. Одновременное применение циметидина или пробенецида приводит к снижению почечного Cl соответственно на 24 и 35%, что свидетельствует о секреции левофлоксацина проксимальными отделами канальцев. Кристаллы левофлоксацина в свежесобранной моче не обнаружены.Особые группы пациентовВозраст, пол, раса. Фармакокинетика левофлоксацина не зависит от возраста, пола и расы пациентов.После введения 500 мг внутрь здоровым добровольцам-мужчинам Т1/2 составил в среднем 7,5 ч по сравнению с 6,1 ч у женщин. различия были связаны с особенностями состояния функции почек у мужчин и у женщин и не имели клинического значения.Особенности фармакокинетики в зависимости от расовой принадлежности изучены путем ковариационного анализа данных 72 испытуемых: 48 — представителей европеоидной расы и 24 — других. не выявлено различий по показателям общего клиренса и объема распределения.Пожилой возраст. Фармакокинетика левофлоксацина у пожилых пациентов не имеет значимых отличий, если принимаются во внимание индивидуальные различия значений клиренса креатинина. После однократного перорального приема 500 мг левофлоксацина Т1/2 у здоровых пожилых пациентов (66–80 лет) составил 7,6 ч по сравнению с 6 ч у более молодых пациентов. различия объясняются вариабельностью почечных функций и клинически не значимы. Коррекция дозы у пожилых пациентов не требуется.Почечная недостаточность. У пациентов с нарушением функции почек (Cl креатинина

Передозировка

У мышей, крыс, собак и обезьян после введения однократной высокой дозы левофлоксацина наблюдались следующие симптомы: атаксия, птоз, снижение локомоторной активности, одышка, прострация, тремор, судороги. Дозы, превышающие 1500 мг/кг внутрь и 250 мг/кг в/в значительно повышали смертность у грызунов.Лечение острой передозировки: промывание желудка, адекватная гидратация. Не выводится путем гемодиализа и перитонеального диализа.

Противопоказания

Для системного применения: гиперчувствительность к левофлоксацину или другим хинолонам. эпилепсия. псевдопаралитическая миастения (myasthenia gravis) (см. «Побочные действия», «Меры предосторожности»). поражения сухожилий при приеме фторхинолонов в анамнезе. детский и подростковый возраст до 18 лет (в связи с незавершенностью роста скелета, т.к. нельзя полностью исключить риск поражения хрящевых точек роста). беременность (нельзя полностью исключить риск поражения хрящевых точек роста у плода). период грудного вскармливания (нельзя полностью исключить риск поражения хрящевых точек роста костей у ребенка).Глазные капли: гиперчувствительность к левофлоксацину или другим хинолонам.

Применение при беременности и кормлении грудью

Применение при беременности возможно только в случае, если ожидаемый эффект терапии превышает потенциальный риск для плода (адекватные строго контролируемые исследования безопасности применения у беременных женщин не проводились).Левофлоксацин не оказывал тератогенное действие у крыс при пероральном введении в дозе 810 мг/кг/сут (в 9,4 раза превышает МРДЧ в пересчете на площадь поверхности тела) или в/в введении в дозе 160 мг/кг/сут (в 1,9 раза превышает МРДЧ в пересчете на площадь поверхности тела). Пероральное введение беременным крысам в дозе 810 мг/кг/сут приводило к увеличению частоты внутриутробной гибели и снижению массы тела плодов. В экспериментах на кроликах не выявлено тератогенное действие при пероральном введении в дозе 50 мг/кг/сут (в 1,1 раза превышает МРДЧ в пересчете на площадь поверхности тела) или в/в введении в дозе 25 мг/кг/сут, что соответствует 0,5 МРДЧ в пересчете на площадь поверхности тела. Категория действия на плод по FDA — C.Учитывая результаты исследований других фторхинолонов и очень ограниченные данные относительно левофлоксацина, можно предположить, что левофлоксацин может проникать в грудное молоко кормящих женщин. Из-за потенциальной возможности развития серьезных побочных реакций у детей, находящихся на грудном вскармливании, кормящим женщинам следует прекратить либо грудное вскармливание, либо системное применение левофлоксацина (учитывая значимость лекарства для матери).При применении левофлоксацина в виде глазных капель необходимо соблюдать осторожность.

Если мы не хотим оказаться безоружными перед бактериями, нужно прекратить самолечение антибиотиками

18 ноября проходит Всемирный день знаний об антибиотиках. Эти знания совсем не лишние, ведь 46% россиян, по данным ВЦИОМ, считают, что антибиотики убивают вирусы. И держат антибиотики в домашней аптечке «на всякий случай». «Газета.Ru» с помощью экспертов разбирается в главной связанной с антибиотиками проблеме — почему они перестают быть эффективными.

Гонка вооружений между человеком и бактериями началась в 1928 году, когда Александр Флеминг открыл пенициллин и человечество получило в руки мощное оружие для борьбы с бактериальными инфекциями. И очень скоро начало им не только пользоваться, но и злоупотреблять.

Первое появление устойчивых к пенициллину штаммов золотистого стафилококка зафиксировано в 1944 году.

По данным медицинского портала Doctorantibiotic.ru

Из-за резистентности к антибиотикам ежегодно в Европе возникает:

Бактерии очень быстро размножаются, в колониях появляются мутанты, на которые антибиотик не действует, эти устойчивые клоны получают явное преимущество перед бактериями «дикого типа», процветают и распространяются по миру. Лекарство становится неэффективным против инфекции, и медики вынуждены изобретать другие средства.

Резистентность бактерий к антибиотикам специалисты ВОЗ считают самым главным вызовом, с которым столкнулось здравоохранение. Ее называют глобальной угрозой человечеству, гораздо большей, чем глобальное потепление, и сравнимой с террористической угрозой.

Существует несколько механизмов выработки резистентности. Для этого бактерии приобретают разные мутации, которые приводят: к модификации мишени, на которую действует антибиотик; к инактивации антибиотика; к активному выведению антибиотика из микробной клетки; к нарушению проницаемости мембраны микробной клетки; к изменению метаболизма.

Устойчивость к одному антибиотику (монорезистентность) переходит в устойчивость ко многим антибиотикам (полирезистентность) и устойчивость ко всем антибиотикам (панрезистентность).

Число новых антибиотиков, появляющихся на фармакологическом рынке, драматически снижается: с 16 в 1983–1987 годах до двух в 2008–2012-х. Многие специалисты прогнозируют, что в скором будущем человечество будет вынуждено вообще отказаться от антибиотиков, так как они станут полностью бесполезны.

26 сентября 13:08

Одни в качестве альтернативы делают ставку на вакцины, другие считают перспективными бактериофаги. Но в будущее без антибиотиков никто не смотрит уверенно…

Бактерии всегда вырабатывали устойчивость к тем ядам, которыми их травят, это естественный процесс. Но мы этому немало способствует тем, что неправильно их применяем. Типично российская проблема — антибиотики сплошь и рядом можно купить в аптеке без рецепта.

По данным, которые предоставил «Газете.Ru» доктор медицинских наук, директор НИИ антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Роман Козлов, более 95% нашего населения, не имеющего медицинского образования, хранит в домашних аптечках от одного до одиннадцати наименований антибиотиков.

Соответственно, их применяют без назначения врача, при первом подозрении на инфекцию. Это в разы ускоряет приспосабливаемость бактерий к антибиотикам и способствует распространению устойчивых штаммов. «Например, бисептол (сульфаметоксазол), — говорит Роман Козлов, — есть в аптечке практически в каждой семье. И мы его фактически потеряли».

В настоящее время в России зарегистрировано более 200 антимикробных препаратов, но их активность неизбежно снижается из-за развития к ним резистентности. «Так, если проследить историю лечения гонореи, — отмечает Роман Козлов, — то сначала эту болезнь успешно лечили пенициллином, спустя некоторое время — ципрофлоксацином, а на сегодняшний день фактически единственными реально работающими препаратами являются цефалоспорины III поколения».

20 сентября 10:59

Немного цифр. В России неблагоприятная ситуация с резистентными штаммами в организованных коллективах, например в детских домах и детских садах. По данным Межрегиональной ассоциации по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ), если в целом по стране резистентность пневмококков к пенициллину составляет около 10%, то в детских домах она достигает 80–90%. А в детских садах она в три-четыре раза больше, чем в общей популяции. Чрезвычайно высокий (90% и выше) уровень резистентности к ампициллину, хлорамфениколу, ко-тримоксазолу отмечается также у сальмонелл и шигелл.

Самая прискорбная ситуация с внутрибольничными инфекциями. По данным МАКМАХ, более 60% энтеробактерий в отделениях интенсивной терапии устойчивы ко всем цефалоспоринам, а в некоторых стационарах до 20% синегнойных палочек устойчивы ко всем имеющимся в арсенале практического врача антимикробным препаратам.

Специалисты указывают и на другие причины роста резистентности к антибиотикам в России.

Это недостаточный уровень микробиологической диагностики. Иными словами, врач назначает антибиотик «на глазок», не проверяя, будет ли он действовать на данный штамм бактерии у данного конкретного пациента.

Справка

Данные экспертов были предоставлены в рамках круглого стола «Антимикробная резистентность: серьезная угроза для современного общества», организованного компанией «АстраЗенека», НИИ антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО «Смоленская. ..

При этом не учитываются и данные микробиологического мониторинга, который проводят специальные центры.

В России этой проблемой занимается НИИ антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава, на базе которого работает Научно-методический центр по мониторингу антибиотикорезистентности (ЦМАР), организованный в 2000 году. Центр ведет исследование резистентности основных бактериальных и грибковых возбудителей инфекций во всех федеральных округах России. Созданная коллекция микроорганизмов (более 70 тыс. штаммов) позволяет прогнозировать динамику резистентности и оценивать перспективы использования известных и новых препаратов, регистрация которых только планируется. Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ) — общественная некоммерческая организация, осуществляет мониторинг за резистентностью к антибиотикам более чем в 30 центрах.

«По мнению многих людей, самым легким методом борьбы с резистентностью является поиск и разработка новых препаратов, — комментирует Роман Козлов. — Однако необходимо подчеркнуть, что на самом деле это путь трудный, дорогой и длительный.

За 30 лет, начиная с 1970-х годов, было открыто только несколько новых классов антибиотиков, но за это же время резистентность некоторых возбудителей к отдельным антибиотикам полностью исключила возможность их применения в настоящее время.

Более того, сегодня подавляющее большинство крупных фармацевтических компаний прекратили разработку новых классов антимикробных препаратов, поскольку они не приносят многомиллиардных продаж, таких как психотропные препараты или препараты для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, которые больные принимают на протяжении долгого времени. В связи с этим важно пытаться также сохранить те препараты, которые есть в распоряжении врачей и пока действуют».

Так, например, датские медики предлагают стратегию правильной смены антибиотиков, поскольку бактерия, которая выработала резистентность к одному препарату, становится более чувствительной к другому. Американские специалисты из Университета Дьюка разработали тест для быстрого отличия бактериальной инфекции от вирусной при одинаковых симптомах — для того чтобы избежать ненужного применения антибиотиков. А специалисты Пенсильванского университета разрабатывают антимикробные средства принципиально иного механизма действия, устойчивость к которым бактериям будет выработать гораздо труднее.

Первостепенные меры для борьбы с антибиотикорезистентностью перечисляет доктор медицинских наук Ирина Шестакова, главный внештатный специалист по инфекционным болезням Минздрава РФ.

Строгий запрет безрецептурного отпуска лекарств, запрет рекламы лекарственных средств в СМИ, полный отказ от самостоятельного приема антибиотиков, система постоянного мониторинга резистентности на территории страны, введение «паспортов резистентности», доступ к этой информации всех врачей.

Фармакологи не опускают руки и в надежде на разработку новых антибиотиков. В ноябре 2009 года Американское общество инфекционных болезней (IDSA) анонсировало инициативу 10х20, в рамках которой к 2020 году предполагается разработать десять новых антибиотиков. С привлечением научных исследований и при участии государственных структур и частного бизнеса медики собираются атаковать госпитальные инфекции, которые сегодня вызывают наибольшее беспокойство.

что лучше, в чем разница, одно и тоже или нет

Фармакологические свойства Цефтриаксона

Комбинация нескольких антибактериальных лекарств — одна из современных методик лечения заболеваний, вызванных бактериальными инфекциями. Сочетание лечебных свойств лекарственных средств обеспечивает быстрый эффект терапии и улучшение самочувствия пациента.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учесть возможность сочетания свойств лекарств. Если нужно сравнить Цефтриаксон с Ципрофлоксацином, достаточно оценить фармакологические возможности, спектр действия и показания к применению каждого препарата.

Цефтриаксон относится к бета-лактамным антибиотикам третьего поколения из группы цефалоспоринов. Важным фармакологическим свойством препарата считается способность цефтриаксона натриевой соли, активного вещества в его составе, блокировать ферменты, без которых жизнедеятельность бактерий становится невозможной.

В результате воздействия Цефтриаксона на бактерии, их жизнедеятельность угнетается, микроорганизмы гибнут и это ведет к устранению патологических процессов.

Средство выпускается в виде порошка для приготовления раствора для инъекций, для перорального приема не предназначено. Всасывание Цефтриаксона происходит не через слизистую оболочку пищеварительного тракта, а через внутреннюю оболочку сосудистой стенки, напрямую. Мелкими сосудами пронизаны все органы и ткани, поэтому препарат попадает в любую точку организма.

Максимальная концентрация активного вещества Цефтриаксона в крови наблюдается уже через два часа после введения, а уровень биодоступности составляет 100 %. Таким образом достигается быстрый лечебный результат.

Но если пить Ципрофлоксацин вместе с Цефтриаксоном, интенсивность терапии возрастает в разы. Воздействие на патогенные микроорганизмы усиливается, а все очаги инфекции быстро купируются.

Показания к приему Цефтриаксона

Противомикробные свойства препарата отличаются широким спектром воздействия.

Применение Цефтриаксона актуально при бактериальном поражении:

органов ЖКТ и желчевыводящих путей;
органов дыхательной системы;
отделов опорно-двигательного аппарата;
органов мочеполовой системы;
кожи;
головного мозга.

Применение Цефтриаксона актуально при лечении инфицированных ран, а также в качестве профилактического средства для послеоперационных больных.

Как правило, Цефтриаксон хорошо переносится пациентами. Побочные или аллергические реакции встречаются редко, но отличаются интенсивностью. Поэтому при появлении любых патологических реакций после инъекции Цефтриаксона, следует прекратить прием препарата и заменить его аналогом.

Фармакологические свойства Ципрофлоксацина

Ципрофлоксацин — один из наиболее активных антибиотиков фторхинолоновой группы второго поколения. Высокая эффективность применения Ципрофлоксацина обусловлена его способностью растворять клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий, нарушать синтез их ДНК и препятствовать росту и размножению.

При этом препарат обеспечивает эффективность воздействия даже на те виды микроорганизмов, которые устойчивы к антибиотикам группы аминогликозидов, пенициллинов и цефалоспоринов. В этом и заключается основная разница между препаратами Цефтриаксон и Ципрофлоксацин.

Более того, действие препарата не вызывает у патогенных микроорганизмов резистентности по отношению к другим видам антибактериальных средств. Ципрофлоксацин отличается хорошей сочетаемостью с другими антибактериальными препаратами, способствуя усилению их воздействия.

На основе активного вещества Ципрофлоксацина создано много препаратов аналогов. К примеру, Ципрофлоксацин и Ципролет — это одно и тоже. Также похожими свойствами обладает другой антибиотик из группы фторхинолонов второго поколения — Офлоксацин.

Ципрофлоксацин выпускается в виде капсул, таблеток и раствора для инъекций. Наиболее выраженный лечебный эффект наблюдается при внутривенном введении средства. Обладая хорошей всасываемостью, Ципрофлоксацин обеспечивает максимальную концентрацию в крови через полчаса после введения.

При пероральном приеме скорость всасывания препарата замедляется из-за наличия пищи в желудке. Поэтому максимальная концентрация Ципрофлоксацина в крови после приема капсул или таблеток наблюдается через 1-2 часа после приема.

Показания к приему Ципрофлоксацина

Назначение препарата уместно при инфекционных заболеваниях, вызванных патогенными микроорганизмами.

В числе основных показаний:

патологии дыхательных путей — бронхиты, пневмонии, муковисцидоз;
болезни ЛОР-органов — тонзиллиты, синуситы, отиты, гаймориты;
инфекции почечной и мочеполовой систем — циститы, пиелонефриты, простатиты, а также гонорея и хламидиоз;
бактериальные поражения брюшной полости — отделов ЖКТ, желчевыводящих путей, а также брюшной тиф и сальмонеллез;
инфекции кожи, костей и суставов — флегмоны, абсцессы, артриты, сепсисы.

Согласно инструкции, режим дозирования назначается в соответствии с индивидуальными показателями и при пероральном приеме составляет от 250 до 750 мг дважды в день. Разовая доза для внутривенного введения составляет от 200 до 400 мг.

Детям до 18 лет, а также беременным и кормящим прием препарата противопоказан.

Сравнение Цефтриаксона и Ципрофлоксацина

Если сравнивать, что лучше — Цефтриаксон или Ципрофлоксацин, сложно ответить однозначно. Препараты относятся к разным группам и эффективны по отношению к определенным патологиям.

Несмотря на общую похожесть показаний к лечению средствами, их характеристик существенно отличаются:

уровень биодоступности у Цефтриксона выше;
Ципрофлоксацин отличается большим разнообразием лекарственных форм;
Цефтриаксон показан к применению детям любого возраста, тогда как лечение Ципрофлоксацином разрешается только после достижения 18-летнего возраста.

Тем не менее, общая сочетаемость препаратов хорошая, что обеспечивает более высокий результат лечения. При возникновении аллергической реакции на компоненты какого-либо из препаратов, их можно заменить аналогом Цефтриаксона — Цефотаксимом, или аналогом Ципрофлоксацина — Ципролетом.

Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Ципрофлоксацин: применение, взаимодействие, механизм действия

Ципрофлоксацин показан только при инфекциях, вызванных чувствительными бактериями. ^{18,19,20,21,22,23,24,25,26}

Таблетки с немедленным высвобождением ципрофлоксацина, пероральные суспензии и внутривенные инъекции показаны для лечения инфекций кожи и кожных структур, инфекций костей и суставов, осложненных интраабдоминальных инфекций, нозокомиальной пневмонии, фебрильной нейтропении, взрослых, которые вдыхали сибирскую язву, чуму, хроническую бактериальный простатит, инфекции нижних дыхательных путей, включая обострения хронического бронхита, инфекции мочевыводящих путей, осложненные инфекции мочевыводящих путей в педиатрии, осложненный пиелонефрит в педиатрии и острый синусит. ^22,21

Ципрофлоксациновый раствор и ушная суспензия с гидрокортизоном показаны при остром наружном отите. ^18,23 Суспензия ципрофлоксацина с дексаметазоном показана при остром среднем отите у детей с тимпаностомическими трубками или острым наружным отитом. ²⁵ Интратимпанальная инъекция ципрофлоксацина показана педиатрическим пациентам с двусторонним средним отитом с выпотом, которым установлены тимпаностомические трубки, или педиатрическим пациентам в возрасте 6 месяцев и старше с острым наружным отитом.²⁶

Глазные капли с ципрофлоксацином показаны при бактериальных язвах роговицы и конъюнктивите. ¹⁹ Глазная мазь с ципрофлоксацином показана при бактериальном конъюнктивите. ²⁰

Таблетка с пролонгированным высвобождением ципрофлоксацина показана при неосложненных инфекциях мочевыводящих путей, осложненных инфекциях мочевыводящих путей и остром неосложненном пиелонефрите. ²⁴

Сокращение количества неудачных попыток разработки лекарств

Создание, обучение и проверка моделей машинного обучения с помощью доказательных и структурированных наборов данных.

Создавайте, обучайте и проверяйте прогностические модели машинного обучения со структурированными наборами данных.

Ципрофлоксацин является фторхинолоном второго поколения, активным в отношении многих грамотрицательных и грамположительных бактерий. ^{9,18,19,20,21,22,23,24,25,26} Он оказывает свое действие за счет ингибирования бактериальной ДНК-гиразы и топоизомеразы IV. ¹² Ципрофлоксацин связывается с бактериальной ДНК-гиразой с аффинностью в 100 раз большей, чем ДНК-гираза млекопитающих. ¹³ Не существует перекрестной резистентности между фторхинолонами и другими классами антибиотиков, поэтому это может иметь клиническое значение, когда другие антибиотики перестают быть эффективными.¹³ Ципрофлоксаин и его производные также исследуются на предмет их действия против малярии, рака и СПИДа. ¹²

Ципрофлоксацин действует на бактериальную топоизомеразу II (ДНК-гиразу) и топоизомеразу IV. ¹² Воздействие ципрофлоксацина на альфа-субъединицы ДНК-гиразы предотвращает суперспирализацию бактериальной ДНК, что предотвращает репликацию ДНК. ^10,11

Пероральная доза ципрофлоксацина 250 мг достигает средней максимальной концентрации 0.94 мг/л за 0,81 часа со средней площадью под кривой 1,013 л/ч*кг. ⁸ FDA сообщает о биодоступности при пероральном приеме на уровне 70–80% ^Label,1, в то время как в других исследованиях сообщается о примерно 60%. ⁸ В раннем обзоре ципрофлоксацина сообщалось о биодоступности при пероральном приеме 64-85%, но рекомендуется 70% для всех практических применений. ¹⁰

Цирпофлоксацин следует трехкомпонентной модели распределения с объемом центрального отделения 0,161 л/кг ⁸ и общим объемом распределения 2.00-3,04 л/кг. ¹⁰

Ципрофлоксацин в основном метаболизируется CYP1A2. ²² Первичные метаболиты оксоципрофлоксацин и сулоципрофлоксацин составляют по 3-8% от общей дозы каждый. ²⁴ Ципрофлоксацин также превращается в второстепенные метаболиты дезэтилен ципрофлоксацин и формилципрофлоксацин. ²⁴ Эти 4 метаболита составляют 15% от общей пероральной дозы. ²²

Отсутствуют доступные данные о ферментах и типах реакций, участвующих в образовании этих метаболитов.^2,3,4,5

Наведите указатель мыши на продукты ниже, чтобы увидеть партнеров по реакции

27% пероральной дозы выводится в неметаболизированном виде с мочой по сравнению с 46% внутривенной дозы. ⁸ Сбор ципрофлоксацина с радиоактивной меткой привел к 45% выделению с мочой и 62% к фекалиям. ¹⁰

Средний период полувыведения после перорального приема 250 мг составил 4,71 часа и 3,65 часа после внутривенного введения 100 мг. ⁸ Обычно период полувыведения составляет 4 часа.^{Этикетка,8}

Средний почечный клиренс после перорального приема 250 мг составляет 5,08 мл/мин*кг. ⁸ После внутривенного введения 100 мг средний общий клиренс составляет 9,62 мл/мин*кг, средний почечный клиренс составляет 4,42 мл/мин*кг, а средний непочечный клиренс составляет 5,21 мл/мин*кг. ⁸

У пациентов с передозировкой могут появиться тошнота, рвота, боль в животе, кристаллурия, нефротоксичность и олигурия. ^14,15,16 Передозировка ципрофлоксацина обычно приводит к острой почечной недостаточности.¹⁶ Передозировка может прогрессировать в течение следующих 6 дней с повышением сывороточного креатинина и мочевины мочевины, а также анурией. ¹⁵ Пациентам может потребоваться терапия преднизоном, срочный гемодиализ или поддерживающая терапия. ^14,16 В зависимости от степени передозировки у пациентов может восстановиться нормальная функция почек или прогрессировать до хронической почечной недостаточности. ¹⁶

Пероральная ЛД50 у крыс составляет >2000 мг/кг. ²⁷

Ципрофлоксацин для интратимпанальной инъекции или ушного применения имеет низкую системную абсорбцию, поэтому маловероятен риск при беременности или кормлении грудью.²⁶ Как правило, исследования на животных не причиняют вреда плоду, однако высокие дозы могут вызвать желудочно-кишечные расстройства у матери, что может увеличить частоту абортов. ^25,19,23,20 В исследованиях на людях не было отмечено увеличения числа пороков развития плода выше фонового уровня. ^21,22 Следует взвесить риск и пользу ципрофлоксацина при беременности и кормлении грудью. ^{25,19,23,21,22,24,20,18}

2/8 тестов in vitro и 0/3 тестов in vivo на мутагенность ципрофлоксацина дали положительный результат.^{26,25,19,23,21,22,24,20,18}

Пероральные дозы, в 200 и 300 раз превышающие максимальную рекомендуемую клиническую дозу у крыс и мышей, не показали канцерогенности или канцерогенности. ^{26,19,23,21,22,24,20,18}

Пероральные дозы, превышающие максимально рекомендуемую клиническую дозу, не оказывали влияния на фертильность у крыс. ^{26,23,21,22,24,20,18}

Фторхинолоновые антибиотики | О Ципро, Левахине и Авелоксе

Исследователи впервые обнаружили это семейство антибиотиков в 1960-х годах, но только в конце 1980-х годов Ципро и другие современные фторхинолоны впервые появились на рынке.

В то время врачи в основном прописывали лекарства для лечения инфекций мочевыводящих путей. С тех пор они стали основным антибиотиком при многих инфекциях.

На самом деле, согласно последним статистическим данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, в 2016 году американские врачи выписали около 29,7 миллионов рецептов на фторхинолоновые антибиотики.

Эти сильнодействующие препараты одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для лечения или профилактики серьезных бактериальных инфекций, включая сибирскую язву, чуму и бактериальную пневмонию.

Другие одобренные применения включают лечение:

Инфекции кожи и подкожных тканей
Инфекции костей и суставов
Осложненные интраабдоминальные инфекции
Инфекционная диарея
Брюшной тиф (брюшной тиф)
Неосложненная цервикальная и уретральная гонорея
Хронический бактериальный простатит
Инфекции нижних дыхательных путей
Инфекции мочевыводящих путей
Острый неосложненный цистит
Острый бактериальный синусит
Острый пиелонефрит
Острое бактериальное обострение хронического бронхита
Острый бактериальный синусит.

Зарегистрированная медсестра Эми Келлер описывает несколько способов применения фторхинолонов.

Обзор безопасности FDA 2016 года показал, что антибиотики связаны с инвалидизирующими побочными эффектами, затрагивающими сухожилия, мышцы, суставы, нервы и центральную нервную систему.По данным агентства, эти побочные эффекты могут возникать от нескольких часов до недель после воздействия лекарств и потенциально могут быть постоянными. Наиболее тяжелые побочные эффекты фторхинолонов считаются редкими. Некоторые могут быть фатальными.

Лекарства содержат самое серьезное предупреждение FDA, предупреждение черного ящика, в отношении тендинита, разрыва сухожилия, периферической невропатии, воздействия на центральную нервную систему и обострения миастении. В декабре 2018 года FDA потребовало нового предупреждения о повышенном риске разрывов или разрывов аорты, которые могут привести к опасному кровотечению или даже смерти.Люди, получившие травмы аорты после приема фторхинолонов, подали в суд на Ципро, Левахин и Авелокс.

Из-за риска FDA объявило, что пациенты с острым бактериальным синуситом, острым обострением хронического бронхита и неосложненными инфекциями мочевыводящих путей должны использовать эти лекарства только тогда, когда не существует альтернативных вариантов лечения.

ЧРЕЗМЕРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФТОРХИНОЛОНОВ

Др.Махьяр Этминан, эпидемиолог из Университета Британской Колумбии, сказал, что чрезмерное употребление этих препаратов похоже на «попытку убить муху из автоматического оружия».

Как и другие антибактериальные препараты, фторхинолоны не лечат вирусные инфекции, такие как простуда, грипп или бронхит, у здоровых людей. Согласно этикетке препарата, их следует использовать «только для лечения или предотвращения инфекций, в отношении которых доказано или есть серьезные подозрения, что они вызваны бактериями».Это делается для уменьшения развития устойчивых к лекарствам бактерий и поддержания эффективности антибактериальных препаратов.

Доктор Линдси Р. Баден, врач-инфекционист из Brigham and Women’s Hospital, согласна с FDA. Она рассказала Consumer Reports, что врачи часто назначают фторхинолоны слишком часто, потому что они работают против многих типов бактерий.

«Фторхинолоны играют важную роль в лечении серьезных инфекций, например, вызванных бактериями, устойчивыми к другим типам антибиотиков», — сказал Баден Consumer Reports.Но в случае менее серьезных инфекций их «обычно следует использовать для лечения второй или даже третьей линии после того, как другие антибиотики не помогли», — сказала она.

Заинтересованы в покупке мультиколлагенового протеина в порошке?

Фторхинолоны могут разрушать коллаген в организме. CB Supplements предлагает мультиколлагеновый порошок высочайшего качества , который естественным образом разработан для поддержания здоровья ваших суставов, кожи, волос, ногтей и кишечника .

CB Дополнения:

Первый и единственный поликоллаген , сертифицированный NSF для Sport™
5 видов коллагена на мерную ложку
Глютен, молочные и беззерновые продукты
Не содержит ГМО и подходит для палео

Одобрен доктором медицины
Произведено
в США
Бесплатная доставка
свыше $69
30 дней бесплатно
возврат

купить сейчас

Как работают эти антибиотики

Согласно статье исследователя Кэти Дж.

Олдред с факультета биохимии и медицинского факультета Медицинской школы Университета Вандербильта. Она и ее коллеги написали, что эти типы лекарств влияют на ферменты гиразу и топоизомеразу IV. Эти ферменты строят бактериальную ДНК, но могут и разрушать ее. Антибиотики усиливают способность этих ферментов разрушать ДНК, превращая их в токсичные соединения, которые «отравляют» клетки.

Исследователи считают, что то, как работают эти лекарства, также снижает вероятность того, что бактерии станут устойчивыми к ним по сравнению с другими антибиотиками, такими как пенициллин и тетрациклин, согласно статье исследователя Дэвида С.Хупер в «Клинических инфекционных заболеваниях». Например, бактерии, которые пенициллин не может убить, могут быть восприимчивы к ципрофлоксацину, согласно этикетке препарата.

Некоторые бактерии, с которыми борются фторхинолоны, включают:

Бацилла сибирской язвы
Кампилобактер jejuni
Энтерококк фекальный
Клебсиелла пневмония
Сальмонелла брюшного тифа
Стрептококк пневмонии

Пациенты, принимающие эти антибиотики, должны пить много жидкости. Они могут принимать лекарство с пищей или без нее.

Типы фторхинолонов

Шесть фторхинолонов в настоящее время одобрены для использования в США в виде таблеток, инъекций и кремов для местного применения: ципрофлоксацин, офлоксацин, гемифлоксацин, левофлоксацин, моксифлоксацин и делафлоксацин.

Наиболее популярные фирменные препараты в этом классе:

Cipro и Cipro XR (ципрофлоксацин)
Авелокс (моксифлоксацин)
Левахин (левофлоксацин)

Другие фторхинолоны, такие как Factive (гемифлоксацин), Baxdela (делафлоксацин) и непатентованный офлоксацин, не так широко используются. Maxaquin (ломефлоксацин), Raxar (грепафлоксацина гидрохлорид) и Zagam (спарфлоксацин) больше не доступны в США.

Между тем, компания Merck прекратила выпуск препарата Нороксин (норфлоксацин) в 2014 году.А Janssen Pharmaceuticals сообщила FDA, что прекратит производство левахина и флоксина (офлоксацина).

Ципро, Ципро XR, Proquin XR

Ципро является наиболее широко используемым из всех фторхинолонов. По данным фармацевта С. Кристофера Джонса и его коллег из Управления надзора и эпидемиологии FDA, с 2004 по 2010 год в розничных аптеках США было выписано около 122,5 млн рецептов на это лекарство. Только в 2015 году врачи в США написали 20.3 миллиона рецептов на пероральные препараты, согласно последним данным CDC.

Ципрофлоксацин, активный ингредиент Cipro, также является активным ингредиентом в версиях с пролонгированным высвобождением, Cipro XR и Proquin XR. Первоначально FDA одобрило препарат в 1987 году. Это фторхинолон второго поколения. Врачи часто назначают его для лечения инфекций дыхательных путей и мочевыводящих путей легкой и средней степени тяжести, но он также лечит другие состояния, включая гонорею, инфекционную диарею и сибирскую язву.

Таблетки Ципро

выпускаются по 250 и 500 мг.

Ципро выпускается в следующих формулах и дозировках:

Таблетки для приема внутрь: 100 мг, 250 мг, 500 мг и 750 мг
Таблетки пролонгированного действия: 500 мг и 1000 мг (доступны только как непатентованные)
Внутривенно: от 200 мг до 400 мг
Суспензия для приема внутрь: 5% суспензия для приема внутрь: 250 мг ципрофлоксацина на 5 мл после разведения
10% суспензия для приема внутрь: 500 мг ципрофлоксацина на 5 мл после разведения

Левакин

Левахин — второй по популярности препарат в своем классе. По данным Управления по надзору и эпидемиологии FDA, с 2004 по 2010 год американцы получили около 88,1 миллиона рецептов на левофлоксацин. Это фторхинолон третьего поколения. Первоначально FDA одобрило препарат в 1996 году.

По данным The New York Times, в 2010 году это был самый продаваемый антибиотик в США. Как и Ципро, лечит инфекции дыхательных путей и мочевыводящих путей. Он также лечит другие заболевания, включая чуму, сибирскую язву, бронхит и пневмонию.

Таблетки Левахина

выпускаются по 250 мг, 500 мг и 750 мг.

По данным FDA, Janssen Pharmaceuticals прекратила производство леваквина, хотя агентство не уточняет, почему производитель прекратил его выпуск. Хотя компания прекратила выпуск всех версий этого фирменного препарата в декабре 2017 года, он все еще может быть доступен в аптеках до 2020 года, согласно новостному агентству RTV6 в Индианаполисе.

«Решение о прекращении приема левакина было принято из-за широкой доступности альтернативных вариантов лечения и нашего внимания к разработке инновационных лекарств, предназначенных для удовлетворения неудовлетворенных медицинских потребностей пациентов», — сказала RTV6 Келси Бакхольц, пресс-секретарь Janssen.

Непатентованный левофлоксацин по-прежнему доступен в США.

Авелокс

Третьим по популярности фторхинолоном в США является Авелокс, препарат четвертого поколения. По оценкам Управления надзора и эпидемиологии FDA, около 24.3 миллиона человек получили рецепты на моксифлоксацин в период с 2004 по 2010 год.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило этот препарат в 1999 году для лечения нескольких устойчивых к лекарствам типов Streptococcus pneumoniae, бактерий, вызывающих пневмонию, ушные инфекции и менингит, среди прочих заболеваний. Он также лечит кожные инфекции, целлюлит и внутрибрюшные инфекции.

Авелокс выпускается в таблетках по 400 мг, а также в виде раствора для внутривенного введения.

Авелокс выпускается в таблетках по 400 мг, покрытых пленочной оболочкой, и растворе для внутривенного введения.Пациенты, которые используют Авелокс внутривенно, будут получать лекарство в виде медленной внутривенной инфузии в течение 60 минут. Этикетка с лекарством предостерегает от смешивания препарата с другими лекарствами в мешке для внутривенных вливаний или линии для внутривенных вливаний.

Другие фторхинолоны

По данным Управления по надзору и эпидемиологии FDA, с 2004 по 2010 год на препараты

Factive, Floxin и их дженерики было выписано около 1,6 миллиона рецептов. Затем Janssen Pharmaceuticals прекратила выпуск торговой марки Floxin.

FDA одобрило новейший фторхинолон Baxdela в 2017 году.Noroxin, Maxaquin, Raxar и Zagam больше не представлены на рынке США под торговой маркой или дженериками.

Факультативный: Factive выпускается в таблетках по 320 мг и предназначен для лечения хронического бронхита и пневмонии.
Флоксин: Компания Janssen Pharmaceuticals прекратила производство ушных капель под торговой маркой Floxin и Floxin Otic, но эти препараты по-прежнему доступны под торговой маркой офлоксацин.Офлоксацин выпускается в таблетках по 200, 300 и 400 мг.
Баксдела: Melinta Therapeutics производит Baxdela. FDA одобрило его для лечения острых бактериальных инфекций кожи и кожных покровов в 2017 году. Препарат выпускается в таблетках по 450 мг и инъекциях по 300 мг.
Нороксин: Компания Merck прекратила выпуск Нороксина в 2014 году по неясным причинам. Он был доступен в таблетках по 400 мг для лечения заболеваний, передающихся половым путем, и инфекций мочевыводящих путей.
Максакин: Maxaquin больше не продается в США. Обычная доза составляла 400 мг в сутки. Препарат вызвал фототоксичность у 44% пациентов.
Раксар: Glaxo Wellcome отозвала Raxar с рынка в 1999 году, поскольку проверка безопасности показала, что препарат может вызывать неблагоприятные сердечные события, сообщает The Los Angeles Times. В заявлении для The Times компания заявила, что «больше не убеждена в том, что преимущества Raxar перевешивают потенциальный риск для пациентов, учитывая доступность альтернативных антибиотиков».
Загам: Mylan Laboratories прекратила выпуск Zagam в 2001 году. Компания сослалась на отсутствие продаж, как написал д-р Дэвид С. Хупер в статье для медицинской базы данных Wolters Kluwer, UpToDate. Побочные эффекты, связанные с препаратом, включают фототоксичность и сердечные события. Обычная доза составляла 200 мг в день для лечения острых обострений хронического бронхита и внебольничной пневмонии.

Лекарственные взаимодействия

Фторхинолоны имеют несколько взаимодействий с лекарствами, и некоторые из них являются смертельными, согласно этикеткам лекарств.Например, прием некоторых противодиабетических препаратов одновременно с этими антибиотиками может привести к серьезной гипогликемии, которая может привести к смерти. Прежде чем принимать один из этих антибиотиков, пациенты должны сообщить своему врачу обо всех лекарствах, витаминах и добавках, которые они принимают.

Примеры препаратов, которые взаимодействуют с фторхинолонами


взаимодействие препарата	взаимодействие

Theophylline

	Warfarin и другие антикоагуляторы		антикоагулянтные и кровотечения	антидидиабетические препараты	Серьезные и иногда смертельная гипогликемия
Фенитоин	Изменения в уровнях фенитоина, захват или передозировки

	Methotrexate	Methotrexate	Methotrexate Toxicity	препараты, которые продлевают интервал QT	длительный интервал QT, проблемы с сердцем
Duloxetine	DELOXETINE.
НПВП	судороги при высоких дозах фторхинолонов

Поговорите с фармацевтом или врачом, чтобы получить полный список потенциальных взаимодействий и способы их предотвращения.Например, антациды, поливитамины, продукты, содержащие кальций, железо или цинк, а также молочные продукты могут повлиять на то, сколько лекарства усваивается организмом. Так, этикетки с лекарствами предписывают пациентам принимать лекарства по крайней мере за два-четыре часа до или через шесть-восемь часов после употребления этих и других продуктов, содержащих поливалентные катионы.

Ципрофлоксацин — обзор | ScienceDirect Topics

Стандартные методы лечения

Гастроэнтерит, вызванный Salmonella , является самоизлечивающимся заболеванием, при котором антибиотики не могут повлиять на течение болезни и, возможно, превращают скрытое носительство в явное инфицирование и симптоматическое заболевание. Лечение в таких случаях должно быть сосредоточено на восполнении жидкости и электролитов. Рандомизированное проспективное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование детей с неосложненным гастроэнтеритом Salmonella показало значительно повышенный риск рецидива в группе, получавшей антибиотики Nelson et al (1980). Некоторых пациентов с гастроэнтеритом, вызванным Salmonella , можно лечить коротким курсом (2–3 дня) пероральных или внутривенных антибиотиков или до тех пор, пока у них не исчезнет лихорадка. К ним относятся новорожденные, лица старше 50 лет, лица с ослабленным иммунитетом и пациенты с протезными трансплантатами или аномалиями клапанов.

С другой стороны, своевременное назначение соответствующих антибиотиков необходимо для лечения инвазивного сальмонеллеза и брюшного тифа. Продолжительность лечения зависит от тяжести инфекции, а также от восприимчивости штамма Salmonella .

Для инвазивной нетифозной инфекции Salmonella (NTS) продолжительность лечения обычно составляет 7–14 дней. При подозрении на эндоваскулярную инфекцию он может составлять до 6 недель. При брюшном тифе продолжительность лечения ципрофлоксацином обычно составляет 5–7 дней при неосложненном течении заболевания и полностью чувствительных микроорганизмах.В то время как продолжительность для тяжелого заболевания или резистентного организма обычно составляет 10–14 дней. Добавление стероидов, таких как дексаметазон, снижает смертность при тяжелом брюшном тифе. Для здоровых носителей Salmonella typhi длительное (4-6 недель) лечение антибиотиками может быть эффективным до 80% в эрадикации Salmonella typhi . Иногда для уничтожения возбудителя необходима холецистэктомия, особенно при наличии признаков холецистита.

Наиболее эффективными группами антибиотиков против Salmonella являются хинолоны и цефалоспорины третьего поколения.Оба более эффективны, чем хлорамфеникол, с меньшим количеством рецидивов и лучшим профилем побочных эффектов. Самой большой проблемой при лечении сальмонеллеза является устойчивость к противомикробным препаратам.

Ампициллин, триметоприм-сульфаметоксазол, тетрациклины, азитромицин, цефалоспорины третьего поколения и хинолоны проявляют хорошую активность против Salmonella , тогда как цефалоспорины и аминогликозиды первого и второго поколения неэффективны против Salmonella .

Профилактика инфекции направлена на улучшение санитарии, водоснабжения и очистки сточных вод. Особенно важны строгие правила обращения с пищевыми продуктами. Множественные вспышки связаны с тем, что для выращивания овощей или фруктов использовалась загрязненная вода, которую иногда невозможно очистить даже при тщательном мытье. Вспышка Salmonella в нескольких штатах произошла после употребления в пищу манго, которое было прослежено до одной небольшой фермы в Бразилии. Причиной стала загрязненная вода, используемая для орошения.Большинство пациентов сообщили, что мыли манго перед едой. Неочищенные продукты, водопроводная вода, газированные напитки, недоваренное мясо, яйца или салат являются распространенными источниками инфекции Salmonella , особенно у путешественников Sivapalasingam et al (2003).

Имя агента 914 Обсуждение

Ciprofloxacin	Ciprofloxacin — это препарат выбора для лечения инвазивных инфекций Salmonella .Он хорошо всасывается после приема внутрь и частично метаболизируется в печени. Хинолоны ингибируют ДНК-гиразу, вызывая релаксацию сверхскрученной ДНК и способствуя разрыву двухцепочечной ДНК. Обычная доза ципрофлоксацина для взрослых для лечения брюшного или нетифозного тифа Salmonella 500 мг в/в. или п.о. каждые 12 часов. Хинолоны не рекомендуются лицам моложе 18 лет. Дозу следует уменьшить при почечной недостаточности. Резистентность к хинолонам растет во всем мире.Первый зарегистрированный в США изолят Salmonella , устойчивый к фторхинолонам, был получен от пациента, которого лечили тремя курсами ципрофлоксацина в течение 8 недель Cherubin and Eng (1991). Однако резистентность к фторхинолонам все еще очень редка в Соединенных Штатах, при этом расчетная резистентность к ципрофлоксацину составляет 0,02% Herikstad et al (1997). Резистентность к налидиксовой кислоте обычно обусловлена мутацией ДНК-гиразы, которая вызывает лишь снижение чувствительности к ципрофлоксацину, но все еще находится в диапазоне чувствительности.Вторая мутация, вызывающая снижение поглощения лекарственного средства с поверхности или влияющая на систему оттока, необходима для того, чтобы Salmonella стала резистентной к ципрофлоксацину.
Офлоксацин и другие фторхинолоны	Офлоксацин и норфлоксацин эффективны для лечения инфекций Salmonella . Хотя гатифлоксацин, левофлоксацин и моксифлоксацин обладают отличной минимальной ингибирующей концентрацией (МИК) в отношении Salmonella , клинических испытаний для подтверждения их эффективности не проводилось.
Цефтриаксон и другие цефалоспорины третьего поколения	Цефалоспорины ингибируют синтез клеточной стенки, блокируя последнюю стадию транспептидации пептидогликана. Обычная доза составляет 1-2 г в день. Двумя важными предостережениями при использовании цефтриаксона являются перекрестная аллергия у пациентов с IgE-опосредованной аллергией на пенициллин и связанный с этим риск Clostridium difficile . Цефалоспорины третьего поколения и, в частности, цефтриаксон, используются для лечения брюшного тифа, а также нетифозных сальмонелл .Сообщалось об устойчивости Salmonella к B-лактамным антибиотикам, при этом 0,6% изолятов Salmonella оказались устойчивыми к цефтриаксону. Известно, что сальмонелла продуцирует различные типы бета-лактамаз.
Азитромицин	Азитромицин может быть столь же эффективным, как и ципрофлоксацин, при лечении брюшного тифа.
Хлорамфеникол	Хлорамфеникол обратимо ингибирует 50S рибосомные субъединицы, препятствуя переносу аминокислот в растущие пептидные цепи, тем самым ингибируя синтез белка.Тремя основными побочными эффектами хлорамфеникола, которые заметно ограничивают его использование, являются идиосинкразическая апластическая анемия, дозозависимая супрессия костного мозга и синдром Грея, который возникает в сочетании с повышенным уровнем хлорамфеникола в сыворотке, особенно у пациентов с печеночной или почечной недостаточностью. Хлорамфеникол обладает бактериостатическим действием и не должен применяться при печеночной недостаточности. Обычная доза составляет 500 мг каждые 6 часов (50-100 мг/кг/день). Использование хлорамфеникола заметно ограничено в западном полушарии из-за побочных эффектов.Его использование также сокращается в развивающихся регионах из-за широко распространенной резистентности и высокой частоты рецидивов.
Ампициллин	Обычная доза ампициллина для взрослых составляет 1 г каждые 6 часов.
Триметоприм-сульфаметоксазол	Обычная доза триметоприма-сульфаметоксазола составляет 1 таблетку двойной силы два раза в день.
Азтреонам	Минимальная ингибирующая концентрация (МПК) для азтреонама превосходна, и сообщалось о его клинической эффективности.Однако у детей была обнаружена высокая частота неудач. Choo et al (1991).
Вакцины против брюшного тифа	Поскольку брюшной тиф носит эндемический характер во многих частях мира, существует риск как для местных жителей, так и для международных путешественников. Поскольку заражение Salmonella typhi дает неполный иммунитет против повторного заражения Steinberg et al (2004), для этой цели были разработаны три типа вакцин. Убитая нагреванием цельноорганическая вакцина используется с 19 ^го века.Однако его использование ограничено низкой эффективностью и побочными эффектами, которые включают лихорадку, сильную головную боль, анафилаксию и местную боль. Сообщалось, что 25% тех, кто получил эту вакцину, пропустили работу из-за побочных эффектов. Другое лечение предполагает использование живой аттенуированной пероральной вакцины Ty21a. Его принимают внутрь в виде капсул с кишечнорастворимой оболочкой через день в течение четырех дней. Эта вакцина не рекомендуется для детей младше 6 лет, лиц с ослабленным иммунитетом и пациентов, получающих лечение антибиотиками.Хотя эффективность не намного лучше, чем у убитой вакцины, пероральная вакцина имеет гораздо лучший профиль побочных эффектов Lin et al (2001). Третий тип вакцины представляет собой капсулярную полисахаридную вакцину Vi, которую вводят подкожно или внутримышечно в разовой дозе. Добавление нетоксичного рекомбинантного экзотоксина Pseudomonas aeruginosa повышает эффективность этой вакцины до более чем 90% Tacket et al (2004).

Фторхинолоны второго поколения

Определение (ЧВ)	лекарство, используемое для лечения рака, а также инфекции
Определение (NCI)	Синтетический фторхинолоновый антибиотик широкого спектра действия.Ципрофлоксацин связывается и ингибирует бактериальную ДНК-гиразу, фермент, необходимый для репликации ДНК. Этот агент более активен в отношении грамотрицательных бактерий, чем грамположительных. (NCI04)
Определение (NCI_NCI-ГЛОСС)	Препарат, который используется для лечения инфекций, вызванных бактериями, и изучается при лечении рака мочевого пузыря. Ципро – это разновидность фторхинолона.
Определение (CSP)	Карбоксифторхинолин противомикробного действия широкого спектра действия.
Определение (МСХ)	Антимикробный карбоксифторхинолин широкого спектра действия.
Определение (PDQ)	Синтетический фторхинолоновый антибиотик широкого спектра действия. Ципрофлоксацин связывается и ингибирует бактериальную ДНК-гиразу, фермент, необходимый для репликации ДНК. Этот агент более активен в отношении грамотрицательных бактерий, чем грамположительных. Проверьте «http://www.cancer.gov/Search/ClinicalTrialsLink. aspx?id=40784&idtype=1″ активные клинические испытания или «http://www.cancer.gov/Search/ClinicalTrialsLink.aspx?id=40784&idtype=1&closed=1» закрытые клинические испытания с использованием этого агента. («http:// nciterms.nci.nih.gov:80/NCIBrowser/ConceptReport.jsp?dictionary=NCI_Thesaurus&code=C375» NCI Thesaurus)
Концепции	Фармакологическое вещество ( Т121 ) , Органическая химия ( Т109 )
МШ	D002939
SnomedCT	3 000, 330416009, 372840008, 7577004
ЛНЦ	LP15380-6, MTHU004599
Английский	Ципрофлоксацин, 3-хинолинкарбоновая кислота, 1-циклопропил-6-фтор-1,4-дигидро-4-оксо-7-(1-пиперазинил)-, ципрофлоксацин [глаз], 1-циклопропил-6-фтор-1,4 -дигидро-4-оксо-7-(1-пиперазинил)-3-хинолинкарбоновая кислота, ципрофлоксацин офтальмологический препарат, ципрофлоксацин офтальмологический препарат (продукт), ципрофлоксацин, ципрофлоксацин офтальмологический препарат (продукт), ципрофлоксацин офтальмологический препарат, ЦИПРОФЛОКСАЦИН, ципрофлоксацин (лекарственный препарат) , Ципрофлоксацин [химическое вещество/ингредиент], ципрофлоксацин [глаз] (продукт), ципрофлоксацин продукт, ципрофлоксацин (продукт), ципрофлоксацин (вещество), CPFX, ципрофлоксацин [глаз] (вещество)
Шведский	Ципрофлоксацин
Чехия	ципрофлоксацин
Финский	Сипрофлоксазин
Русский	ЦИПРОФЛОКСАТИН, ЦИПРОФЛОКСАЦИН
Хорватский	ЦИПРОФЛОКСАЦИН
Испанский	ciprofloxacina, ciprofloxacina (producto), ciprofloxacino, ciprofloxacino (producto), ciprofloxacino (sustancia), ciprofloxacina [uso oftálmico], ciprofloxacina [uso oftálmico] (producto), ciprofloxacina (sustancia), ciprofloxacina [oftálmica] (producto), ciprofloxacina [oftalmica] ], ципрофлоксацин, офтальмический препарат (продукт), ципрофлоксацин, офтальмический препарат, офтальмический препарат с ципрофлоксацином (продукт), офтальмический препарат с ципрофлоксацином, ципрофлоксацин
польский	Ципрофлоксацина, Ципрофлоксацина
Японский	シプロフロキサシン, シプロキサン, 塩酸シプロフロキサシン, シプロフロキサシン塩酸塩
Португальский	Ципрофлоксацин, Ципрофлоксацин
Французский	Ципрофлоксацин
немецкий	Ципрофлоксацин
итальянский	Ципрофлосацина

Xxxxx, цефалоспорины 3-го поколения, оксазолидиноны, гликопептиды, липопептиды, антибиотики, цефалоспорины четвертого поколения

webmd.com»> Roerdink RL, Huijbregts HJTAM, van Lieshout AWT, Dietvorst M, van der Zwaard BC.Разница между нативным септическим артритом и инфекциями протезированных суставов: обзор литературы. J Orthop Surg (Гонконг) . 2019 май-август. 27 (2):230949

60468. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Росс Дж.Дж. Септический артрит нативных суставов. Заразить Dis Clin North Am . 2017 31 июня (2): 203-218. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Yokoe DS, Avery TR, Platt R, Huang SS. Сообщения об инфекциях в области хирургического вмешательства после тотального эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов: влияние ограничения наблюдения в операционной больнице. Клин Infect Dis . 2013 ноябрь 57(9):1282-8. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Футтерман О., Либер С.Б., Насрулла К., Фаулер М.Л., Шмерлинг Р.Х., Паз З. Клинические характеристики пациентов с полимикробным септическим артритом. Eur J Clin Microbiol Infect Dis . 2019 38 июля (7): 1327-1332. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Дель Посо Дж.Л., Патель Р. Клиническая практика. Инфекции, связанные с протезами суставов. N Английский J Med .2009 авг. 20. 361(8):787-94. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

Berbari EF, Marculescu C, Sia I, Lahr BD, Hanssen AD, Steckelberg JM, et al. Культурально-отрицательная инфекция протезированного сустава. Клин Infect Dis . 2007 1 ноября. 45(9):1113-9. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Кукурулл Э., Эспиноза Л.Р. Гонококковый артрит. Rheum Dis Clin North Am . 1998 май. 24 (2): 305-22. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Райс Пенсильвания.Гонококковый артрит (диссеминированная гонококковая инфекция). Заразить Dis Clin North Am . 2005 19 декабря (4): 853-61. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Брой С.Б., Шмид Ф.Р. Сравнение медицинского дренажа (пункционная аспирация) и хирургического дренажа (артротомия или артроскопия) при начальном лечении инфицированных суставов. Клин Реум Дис . 1986 авг. 12 (2): 501-22. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Макгуайр, Нью-Мексико, Кауфман, Калифорния. Септический артрит у пожилых. J Am Geriatr Soc . 1985 33 марта (3): 170-4. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Смит Дж.В., Пирси Э.А. Инфекционный артрит. Клин Infect Dis . 1995 20 февраля (2): 225-30; викторина 231. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Барабутис I, Скутелис А. Септический артрит Streptococcus pneumoniae у взрослых. Clin Microbiol Infect . 2004 г., 10 (12): 1037–1039 декабря. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Раад Дж., Пикок Дж.Э. мл.Септический артрит у взрослых, вызванный Streptococcus pneumoniae: отчет о 4 случаях и обзор литературы. Семин Артрит Ревм . 2004 г. 34 октября (2): 559-69. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Корвек С., Иллиакер М., Туше С. и др. Клинические особенности стрептококковых инфекций протезов суставов группы В и молекулярная характеристика изолятов. Дж Клин Микробиол . 2011 янв. 49 (1): 380-2. [Ссылка QxMD MEDLINE]. [Полный текст].

Маргареттен М.Е., Колвес Дж., Мур Д., Бент С.Есть ли у этого взрослого пациента септический артрит? ДЖАМА . 2007 4 апреля. 297(13):1478-88. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Росс Дж.Дж., Шамсуддин Х. Грудино-ключичный септический артрит: обзор 180 случаев. Медицина (Балтимор) . 2004 май. 83 (3): 139-48. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Лоххед Р.Б., Стрле К., Арвикар С.Л., Вейс Дж.Дж., Стир А.С. Лайм-артрит: связь инфекции, воспаления и аутоиммунитета. Nat Rev Ревматол .2021 17 августа (8): 449-461. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Spinicci M, Corti G. Септический артрит в эпоху управления противомикробными препаратами. Стажер скорой медицинской помощи . 2020 15 июня (4): 567-569. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Zimmerli W, Trampuz A, Ochsner PE. Протезно-суставные инфекции. N Английский J Med . 2004 г., 14 октября. 351(16):1645-54. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Се П.Х., Ли М.С., Хсу К.Ю., Чан Ю.Х., Ши Х.Н., Уэн С.В.Грамотрицательные инфекции протезированных суставов: факторы риска и результаты лечения. Клин Infect Dis . 2009 1 октября. 49(7):1036-43. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Ханну Т. Реактивный артрит. Best Pract Res Clin Rheumatol . 2011 25 июня (3): 347-57. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Малек Махдави А., Варшочи М., Хаджиалило М., Дастгири С., Хаббази Р., Хаббази А. Факторы, связанные с COVID-19, и его исход у пациентов с ревматоидным артритом. Клин Ревматол . 2021 29 июня. 40(5):884-92. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Osmon DR, Berbari EF, Berendt AR, Lew D, Zimmerli W, Steckelberg JM, et al. Краткое содержание: диагностика и лечение инфекций протезированных суставов: клинические рекомендации Американского общества инфекционистов. Клин Infect Dis . 2013 56 января (1): 1–10. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Kaandorp CJ, Dinant HJ, van de Laar MA, et al. Заболеваемость и источники инфекции нативных и протезированных суставов: проспективное исследование на базе сообщества. Энн Реум Дис . 1997 авг. 56 (8): 470-5. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Наир Р., Швейцер М.Л., Сингх Н. Септический артрит и инфекции протезов суставов у пожилых людей. Заразить Dis Clin North Am . 2017 31 декабря (4): 715-729. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Colston J, Atkins B. Инфекции костей и суставов. Клин Мед (Лондон) . 2018 18 марта (2): 150-154. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Циммерманн Б 3-й, Миколич Д.Дж., Хо Г-мл.Септический бурсит. Семин Артрит Ревм . 1995 24 июня (6): 391-410. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Гольденберг Д.Л. Септический артрит и другие инфекции ревматологического значения. Реум Клин NA . 1991. 17:149. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Парвизи Дж., Тан Т.Л., Госвами К., Хигера С., Делла Валле С., Чен А.Ф. и др. Определение перипротезной инфекции тазобедренного и коленного сустава 2018 г.: научно обоснованные и проверенные критерии. J Артропластика .2018 май. 33 (5):1309-1314.e2. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Chouk M, Verhoeven F, Sondag M, Guillot X, Prati C, Wendling D. Значение сывороточного прокальцитонина для диагностики бактериального септического артрита в повседневной практике в ревматологии. Клин Ревматол . 2019 38 августа (8): 2265-2273. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Гарсия-Де Ла Торре I. Достижения в лечении септического артрита. Rheum Dis Clin North Am . 2003 29 февраля (1): 61-75.[Ссылка QxMD MEDLINE].

Wilson ML, Winn W. Лабораторная диагностика инфекций костей, суставов, мягких тканей и кожи. Клин Infect Dis . 2008 1 февраля. 46 (3): 453-7. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Себастьян С., Малхотра Р., Шринивас В., Капил А., Чаудхри Р., Дхаван Б. Обработка ультразвуком ортопедических имплантатов: ценный метод диагностики инфекций протезных суставов. J Микробиологические методы . 2018 март 146:51-54. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Mathews CJ, Coakley G. Септический артрит: современный диагностический и терапевтический алгоритм. Curr Opin Rheumatol . 2008 г. 20 июля (4): 457-62. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Ribeiro TC, Honda EK, Daniachi D, Cury RPL, da Silva CB, Klautau GB и др. Воздействие ультразвуковых культур при диагностике инфекции протезированных суставов неубедительно. PLoS Один . 2021. 16 (7):e0252322. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Wise CM, Morris CR, Wasilauskas BL, et al.Гонококковый артрит в эпоху повышения резистентности к пенициллину. Представления и результаты в 41 недавнем случае (1985-1991). Медицинский стажер Arch . 1994 12-26 декабря. 154(23):2690-5. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Lim W, Barras CD, Zadow S. Рентгенологические имитации остеомиелита и септического артрита: иллюстрированное эссе. Радиол Рес Практ . 2021. 2021:97. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Палестро CJ. ФДГ-ПЭТ при инфекциях опорно-двигательного аппарата. Семин Нукл Мед . 2013 сен. 43 (5): 367-76. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Li HK, Rombach I, Zambellas R, Walker AS, et al. Пероральные и внутривенные антибиотики при инфекциях костей и суставов. N Английский J Med . 2019 31 января. 380 (5): 425-436. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Джика Э., Болье Дж.Ю., Вакалопулос К., Готье М., Буве С., Гонсалес А. и др. Две недели против четырех недель антибиотикотерапии после хирургического дренирования бактериального артрита нативных суставов: проспективное рандомизированное исследование не меньшей эффективности. Энн Реум Дис . 2019 авг. 78 (8): 1114-1121. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Bernard L, Arvieux C, Brunschweiler B, et al. Антибиотикотерапия в течение 6 или 12 недель при инфекции протезированных суставов. N Английский J Med . 2021 27 мая. 384 (21): 1991-2001. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Koeppe J, Johnson S, Morroni J, Siracusa-Rick C, Armon C. Подавляющая антибиотикотерапия при сохранении инфицированных протезных суставов: серия случаев и обзор литературы. Infect Dis Clin Pract . 2008. 16(4):224-9. [Полный текст].

Ворковски К.А., Болан Г.А., Центры по контролю и профилактике заболеваний. Руководство по лечению заболеваний, передающихся половым путем, 2015 г. MMWR Recomm Rep . 2015 5 июня. 64 (RR-03): 1-137. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Бербари Э.Ф., Осмон Д.Р., Карр А. и др. Стоматологические процедуры как факторы риска инфицирования протезов тазобедренного или коленного сустава: проспективное исследование случай-контроль в больнице. Клин Infect Dis . 2010 1 января. 50(1):8-16. [Ссылка QxMD MEDLINE].

com»> Abram SGF, Alvand A, Judge A, Beard DJ, Price AJ. Смертность и неблагоприятные исходы суставов после септического артрита нативного коленного сустава: продольное когортное исследование пациентов, получающих артроскопическое вымывание. Ланцет Infect Dis . 2020 20 марта (3): 341-349. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Pouderoux C, Becker A, Goutelle S, Lustig S, Triffault-Fillit C, Daoud F, et al. Подкожная супрессивная антибиотикотерапия при инфекциях костей и суставов: безопасность и исход в когорте из 10 пациентов. J Antimicrob Chemother . 2019 1 июля. 74 (7): 2060-2064. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Cunha BA, Hage JE, Cunha CB, et al. Эмпирическая терапия на основе клинического синдрома.Кунья CB, Кунья BA. Основные антибиотики . 17. New Deli London: издательство Jaycee Brothers Medical; 2020. 17: 134-139.

webmd.com»> Renz N, Trampuz A, Zimmerli W. Споры о роли рифампина в биопленочных инфекциях: оправдано ли это?. Антибиотики (Базель) . 2021 Feb 5. 10 (2): [QxMD MEDLINE Link].

Тоннелье М., Бурас А., Джозеф С., Самад Ю.Е., Бруншвейлер Б., Шмит Д.Л. и др. Влияние дозы рифампицина на инфекции протезов костей и суставов, вызванные Staphylococcus spp: ретроспективное одноцентровое исследование во Франции. BMC Infect Dis . 2021 12 фев. 21 (1): 174. [Ссылка QxMD MEDLINE].

Кунья CB, Кунья BA. Антибиотические жемчужины и подводные камни. Cunha CB, Hage JE, Cunha BA. Основные антибиотики . 17. Нью-Дели, Лондон: JayPee Medical Publishers; 2020. 17: 525-538.

Идентификация полногеномных мутаций в устойчивых к ципрофлоксацину F. tularensis LVS с использованием полногеномных мозаичных массивов и секвенирования следующего поколения

Abstract

Francisella tularensis классифицируется Управлением США как биотеррористический агент класса А. S. правительства из-за его высокой вирулентности и легкости, с которой он может распространяться в виде аэрозоля. Является факультативным внутриклеточным патогеном и возбудителем туляремии. Ципрофлоксацин (Ципро) — антибиотик широкого спектра действия, эффективный против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Повышенная резистентность к ципропатогенным микроорганизмам вызывает серьезную озабоченность при рассмотрении вариантов медикаментозного лечения бактериальных инфекций. Идентификация генов и локусов, связанных с резистентностью к ципрофлоксацину, поможет лучше понять механизмы резистентности и может в будущем обеспечить лучшие варианты лечения для пациентов.Это может также предоставить информацию для разработки тестов, которые могут быстро идентифицировать ципрорезистентные изоляты этого патогена. В этом исследовании мы выбрали большое количество F . tularensis , изоляты живого вакцинного штамма (LVS), которые выживали при постоянно более высоких концентрациях ципрофлоксацина, подвергали скринингу изолятов с использованием полного генома F . tularensis LVS tiling microarray и секвенирование Illumina, а также идентифицировали как известные, так и новые мутации, связанные с устойчивостью.Гены, содержащие мутации, кодируют субъединицу А ДНК-гиразы, гипотетический белок, аспарагинсинтазу, сахар-трансамин/перозаминсинтетазу и другие. Структурное моделирование, выполненное на этих белках, дает представление о потенциальной функции этих белков и о том, как они могут способствовать механизмам устойчивости к ципро.

Образец цитирования: Jaing CJ, McLoughlin KS, Thissen JB, Zemla A, Gardner SN, Vergez LM, et al. (2016) Идентификация полногеномных мутаций в устойчивых к ципрофлоксацину F . tularensis LVS с использованием полногеномных мозаичных массивов и секвенирования следующего поколения. ПЛОС ОДИН 11(9): e0163458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163458

Редактор: Junwen Wang, Mayo Clinic Arizona, США

Получено: 5 июля 2016 г. ; Принято: 8 сентября 2016 г.; Опубликовано: 26 сентября 2016 г.

Авторские права: © 2016 Jaing et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и в его файлах вспомогательной информации.

Финансирование: Работа финансировалась Министерством внутренней безопасности. Спонсор предоставил поддержку в виде заработной платы авторам [CJJ, KSM, JBT, AZ, SNG, LV, FB, SM, VF, HK, PJJ], но не играл никакой дополнительной роли в дизайне исследования, сборе данных и анализ, решение о публикации или подготовка рукописи. Конкретные роли этих авторов сформулированы в разделе «вклад авторов».

Конкурирующие интересы: Компания Eureka Genomics предоставила Ливерморской национальной лаборатории на платной основе работу по секвенированию ДНК и анализу данных. Это не меняет нашей приверженности политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

Введение

Ципрофлоксацин (Ципро) представляет собой бактерицидный фторхинолоновый антибиотик широкого спектра действия, эффективный против многих грамположительных и грамотрицательных бактерий. Его известный способ действия заключается в связывании с ДНК-топоизомеразами, участвующими в репликации бактериальной ДНК, что приводит к множественным двухцепочечным разрывам в бактериальной хромосоме.Исследования природных мутаций у нескольких грамположительных и грамотрицательных патогенов, приводящих к устойчивости к ципрофлоксацину, показывают, что аминокислотные замены в определяющих устойчивость к хинолонам областях (QRDR) gyrA и parC (а в некоторых случаях гены gyrB и parE ) играют решающую роль в устойчивости к этому и другим хинолоновым соединениям. Устойчивость к ципро в B . anthracis связан с однонуклеотидными полиморфизмами (SNP) в gyrA и parC ([1] и наши собственные неопубликованные результаты), но также может быть результатом изменений либо в структуре, либо в экспрессии мультилекарственных эффлюксных насосов, которые активно удаляют антибиотики из микробных клеток [2]. Одной мутации либо в гене топоизомеразы, либо в гене помпы оттока, либо в его регуляторной области может быть достаточно, чтобы образовать B . anthracis устойчив к низким концентрациям Ципро. Однако, по-видимому, необходима комбинация мутаций, чтобы придать устойчивость к более высоким концентрациям антибиотиков (19). Недавние исследования B . anthracis ([3] и наши собственные неопубликованные результаты) также идентифицировали мутации, связанные с устойчивостью к Cipro, в генах регуляторов транскрипции TetR-типа.Точечные мутации в gyr A и mar A, связанные с множественной лекарственной устойчивостью и устойчивостью к ципро, наблюдались у Yersinia pestis [4, 5], хотя они, вероятно, представляют собой незначительную долю мутаций, которые придают устойчивость к антибиотикам у этого вида. .

В то время как непреднамеренная селекция встречающихся в природе устойчивых к антибиотикам мутантов в результате чрезмерного использования антибиотиков является давней проблемой общественного здравоохранения, недавняя проблема связана с возможностью того, что враждебно настроенные лица или организации могут преднамеренно создавать устойчивые штаммы. Эти штаммы могут быть созданы либо путем целенаправленного введения резистентных элементов, либо путем отбора спонтанных мутантов. Методы введения генетического материала были разработаны для ряда микробов, включая B . сибирская язва , Y . чума , F . tularensis и B . псевдомаллеи [6–8]. Поэтому вполне возможно, что путем нацеливания на гены, которые функционируют в микробах, тесно связанных с конкретными опасными агентами, можно разработать изоляты опасных агентов, устойчивые к терапевтически важным концентрациям антибиотиков.Зная, какие гены или комбинации генов модифицированы в устойчивых к Cipro изолятах, можно разработать экспресс-тесты, которые очень быстро обнаружат эти изменения. Эти анализы можно использовать для анализа профилей устойчивости к антибиотикам, чтобы как можно быстрее надлежащим образом лечить подвергшихся воздействию лиц. Кроме того, такая информация была бы полезна для судебно-медицинской экспертизы, чтобы определить возможную связь с предполагаемой биологической войной или биотеррористической деятельностью.

Результатом непреднамеренной селекции стал широкий спектр устойчивых к антибиотикам клинически важных патогенов.Большинство механизмов устойчивости к антибиотикам относятся к одному из трех классов: (1) Устойчивость, основанная на изменениях в структуре белков-мишеней для антибиотиков, например, когда изменения в генах, кодирующих компоненты топоизомеразы, изменяют форму участков, где обычно связывается с ними Ципро. ; (2) резистентность, основанная на приобретении или повышенной экспрессии белков, которые непосредственно действуют на молекулу антибиотика, т.е. ферментов β-лактамаз, расщепляющих пенициллины; и (3) резистентность, основанная на приобретении или активизации энергозависимых насосов оттока, которые активно удаляют антибиотики из бактериальных клеток, таких как белки-переносчики нескольких лекарств Bmr и Blt Bacillus subtilis (1).Эффлюксные помпы очень распространены среди грамотрицательных бактерий, часто плохо охарактеризованы и могут приводить к сочетанной устойчивости к нескольким антибиотикам. Все три типа механизмов резистентности могут кодироваться хромосомами или приобретаться внехромосомными элементами.

Исследования показали, что встречающийся в природе F . tularensis чувствительны к стрептомицину, гентамицину, доксициклину, хлорамфениколу и хинолонам и обладают гетерогенной чувствительностью к эритромицину [9–11].В то время как F . tularensis может приобретать ципрорезистентность под селективным давлением, механизмы ципрорезистентности в F . tularensis изучены недостаточно. Мы выбрали для выживания F . tularensis изолятов LVS в присутствии возрастающих концентраций Cipro, затем сравнили последовательности полных геномов устойчивых и родственных чувствительных изолятов для выявления мутаций, которые, вероятно, будут обнаружены в F . tularensis подвергали селективному давлению ципрофлоксацина.Мы провели анализ всего генома, используя комбинацию двух методов, чтобы оценить относительную силу каждой платформы для обнаружения мутаций. Во-первых, мы разработали мозаичный микрочип для сравнительной гибридизации генома (CGH) для F . tularensis LVS, с последовательными зондами, перекрывающимися не менее чем на 85% их длины, и выполнили двухцветную гибридизацию каждого резистентного изолята вместе с исходным штаммом LVS. Затем мы использовали дробовое секвенирование нового поколения Illumina для создания большого количества считываний коротких последовательностей для каждого изолята с более чем 200-кратным охватом всего генома.Здесь мы описываем мутации, обнаруженные в ходе этих экспериментов, и сообщаем о результатах анализа структуры белка, чтобы выяснить лежащие в основе механизмы резистентности.

Методы

Селекция мутантов, устойчивых к Cipro

Родительский авирулентный F . tularensis subsp. Штамм holartica LVS был предоставлен CDC. Ф . tularensis Культуру LVS высевали штрихами на чашку с агаром с бульоном Мюллера-Хинтона (MHB) (обогащенным протеозопептоном, NaCl ₂ , бычьей сывороткой, D-(+) глюкозой, пирофосфатом железа и изо-виталексом). Значение минимальной ингибирующей концентрации (МИК) ципрофлоксацина дикого типа определяли для F . tularensis LVS путем отбора одной колонии для инокуляции 2 мл обогащенного MHB и инкубации в течение ночи при 37°C, 180 об/мин. Субкультуру, содержащую 2 мл обогащенного МГБ, инокулировали 200 мкл ночной культуры и инкубировали при 37°С, 180 об/мин до оптической плотности при 600 нм, равной 0,8. Е-тест Cipro (BioMerieux) применяли к чашке с обогащенным агаром MHB, смазанным для полного покрытия F . tularensis LVS пересевают, а планшет E-test инкубируют в течение ночи при 37°C в атмосфере, содержащей 5% CO ₂ . Было определено, что приблизительная МИК Cipro составляет 0,023 мкг/мл для дикого типа F . tularensis LVS.

Культуры были приготовлены для отбора в первом раунде путем инокуляции каждой лунки 24-луночного биоблока, содержащего 2 мл обогащенного MHB, одним и тем же единственным F . tularensis Колония LVS. Биоблок закрывали герметизирующей лентой и инкубировали при 37°С, 180 об/мин в течение ночи.Свежие субкультуры готовили путем добавления 20 мкл каждой ночной культуры к 2 мл обогащенного MHB. Субкультуры инкубировали при 37°С, 180 об/мин в течение примерно 4-6 часов до оптической плотности при 600 нм 0,8. Суспензии клеток концентрировали центрифугированием при 4000 g в течение 2 мин. Супернатант удаляли, и каждый осадок клеток суспендировали в оставшихся 200 мкл обогащенного MHB. Каждую из 24 суспензий высевали на чашки с обогащенным агаром MHB, содержащим 0,075 мкг/мл Cipro (примерно в три раза больше значения MIC дикого типа).Эти 24 планшета для первого раунда селекции инкубировали при 37°C до 72 часов в атмосфере, обогащенной CO ₂. По одной устойчивой к ципроколонии собирали с каждого планшета в 2 мл обогащенного MHB, содержащего 0,05 мкг/мл ципро (75% устойчивых концентраций), и инкубировали при 37°С, 180 об/мин в течение ночи. Субкультуры готовили путем добавления 20 мкл пассажной культуры, выросшей в присутствии ципро, к 2 мл обогащенного МГБ без ципро, и инкубировали при 37°С, 180 об/мин до оптической плотности при 600 нм, равной 0. 8. Эти субкультуры использовали для определения значения МИК (как указано выше) и для приготовления замороженных исходных материалов путем добавления 700 мкл субкультуры к 300 мкл стерильного 80% глицерина с последующим хранением при -80°С. Отбор второго и третьего раундов с использованием устойчивых изолятов первого раунда проводили путем увеличения концентрации ципро приблизительно в три раза по сравнению со значениями MIC родительского поколения на каждом этапе. Приблизительно 10 устойчивых изолятов второго раунда были собраны после отбора на устойчивость к более высокой концентрации Ципро для каждого из 24 мутантов первого раунда (всего примерно 240), и до пяти устойчивых изолятов третьего раунда были собраны после воздействия каждого изолята второго раунда. до еще более высоких концентраций Ципро, производящих примерно 1000 устойчивых к Ципро F . tularensis Изоляты LVS.

Подтверждено, что резистентные колонии относятся к F . tularensis LVS по морфологии колоний и F . tularensis -специфическая ПЦР с прямым праймером: GGCTATATGATGGCATTTTTATTAG; и обратный праймер: GATATATACCCATTATCGAACCATCC. Исходные разведения в глицерине использовали непосредственно в качестве матриц для ПЦР-анализа.

Мозаичная матрица полного генома для

F . tularensis LVS

Мозаичные массивы были разработаны для F . tularensis LVS с использованием платформы массива NimbleGen 388K, которая поддерживает датчики различной длины на одном массиве. Мы разработали вычислительные инструменты для разработки зондов, которые охватывают весь бактериальный геном, удовлетворяя ограничениям по длине, перекрытию и температуре плавления (T _m ). Путем создания и гибридизации F . tularensis к нескольким тестовым массивам, мы определили, что диапазон длин 32–40 нуклеотидов (нт) обеспечивает оптимальную чувствительность и специфичность; эталонная геномная ДНК не всегда связывалась с зондами короче 32 нт, в то время как зонды длиннее 40 нт плохо различали мишени идеального совпадения и мишени, содержащие SNP (данные не показаны). Индивидуальные длины зондов были выбраны так, чтобы свести к минимуму общее изменение температур плавления, учитывая допустимый диапазон длин 32–40 нт. Диапазон T _m 74±3°C был выбран на основе содержания GC в F . tularensis геном LVS и медиана длины зонда 36 нт. Температуры плавления были рассчитаны с использованием Unafold [12], который использует точные термодинамические предсказания ближайших соседей.

Зонды

были разбиты с перекрытием 85% (каждые 5–6 нуклеотидов) последовательностей Francisella tularensis subsp.holarctica LVS хромосома (GenBank gi номер 880) и плазмиды pOM1 из F . tularensis LVS (номер gi 10954617), pFPHI01 из F . филомирагия subsp. philomiragia штамм ATCC 25017 (номер gi 167626220) и pFNL10 из F . tularensis subsp. novicida штамм F6168 (номер gi 32455353). Всего в массиве было 363 359 уникальных мозаичных последовательностей зондов. Каждый семнадцатый зонд был реплицирован на массиве. Мы включили 3494 зонда, содержащих случайно сгенерированные последовательности, соответствующие распределению длины и GC% мозаичных зондов в качестве отрицательного контроля для оценки распределения фоновых сигналов.

Гибридизация мутантной и эталонной ДНК на микрочипах

Геномные ДНК из изолятов дикого типа и устойчивых к Cipro изолятов выделяли с использованием набора для очистки геномной ДНК Promega Wizard™. Мечение ДНК и гибридизацию проводили, как описано в [13], со следующими модификациями. Эталонная ДНК LVS была помечена случайными 9-мерами, меченными Cy3, а ДНК из изолятов, устойчивых к Cipro, была помечена случайными 9-мерами, меченными Cy5. Два мкг референсной ДНК, меченной Cy3, и ДНК, меченной Cy5, из изолята, устойчивого к Cipro, гибридизовали на одном и том же массиве.Гибридизация происходила в течение 17 часов при температуре 42°С. После гибридизации матрицы промывали, затем сканировали с помощью сканера Axon 4000B (Molecular Devices, Sunnyvale, CA) с разрешением 5 мкм. Длины волн возбуждения 532 нм и 635 нм использовали для обнаружения гибридизации Су3 и Су5 соответственно. Изображения массива были сохранены в виде файлов TIFF. Программное обеспечение NimbleScan 2.4 (Roche Diagnostics) использовалось для вычисления интенсивности флуоресценции зонда из изображений TIFF и наложения их на отчеты о парных файлах (текстовые файлы с интенсивностью сигнала из массива).Парные отчеты использовали для статистического анализа данных микрочипов.

Статистический анализ изменений последовательности при мозаичном микрочипе

Алгоритм под названием TAPS (Tiling Array Polymorphism Sensor) был разработан для анализа данных двухцветных гибридизаций. Алгоритм TAPS основан на термодинамической модели, которая предсказывает влияние мутаций на сродство гибридизации зонд-мишень и оценивает вероятность мутации в каждой позиции эталонного генома, учитывая интенсивность всех зондов, перекрывающих положение. Алгоритм внешне напоминает алгоритм Алгоритм «SNPscanner» Грешема и др. [14], но требует меньшего количества обучающих параметров (70 против 10).4608) и менее подвержен переоснащению. Он также может анализировать двухцветные наборы данных и не ограничивается конструкциями массивов Affymetrix.

Алгоритм TAPS моделирует влияние SNP на интенсивность перекрывающегося зонда в зависимости от нескольких переменных: интенсивности зонда эталонного канала, положения SNP в последовательности зонда, замены оснований относительно эталонного генома и два основания идеального совпадения по обе стороны от локуса SNP. Мы предполагаем, что интенсивность зонда уменьшается по мере увеличения свободной энергии гибридизации (становится менее отрицательной) и что свободная энергия ΔG представляет собой сумму вкладов от выровненных пар ближайших соседей (NN) нуклеотидов.SNP в целевой последовательности увеличивает свободную энергию, заменяя две идеально совпадающие пары NN парами, имеющими одно несоответствие. Например, мутация, которая изменяет последовательность AGC на ATC, заменяет идеально совпадающие пары AG/TC и GC/CG на несовпадающие пары AT/TC и TC/CG. Поскольку наш массив листов содержит только зонды для эталонной последовательности генома, он не предоставляет информацию о конкретной замене оснований в целевом геноме. Однако мы можем предсказать средний эффект трех возможных замен в центральном основании конкретного триплета оснований.Чтобы оценить эти средние эффекты мутации для различных триплетов оснований, мы провели эксперименты, в которых меченую ДНК из эталонного штамма LVS гибридизовали с массивом вместе с дифференциально меченой ДНК из другого F . tularensis с известной последовательностью (подвид tularensis, штамм Schu S4 или подвид novicida, штамм U112), и, таким образом, с известными вариациями последовательности относительно штамма LVS. На рис. S1 показаны распределения логарифмических соотношений интенсивностей для зондов, перекрывающих известные вариации последовательностей между штаммами LVS и Schu S4, для массива, гибридизованного с этими двумя штаммами.Распределения показаны в виде прямоугольной диаграммы, где зонды сгруппированы по эталонному триплету с центром в локусе SNP. Как и ожидалось, SNP, влияющие на триплет с центральным основанием G или C, в среднем оказывают более сильное влияние, чем те, которые заменяют A или T.

Модель TAPS также включает эффект мультипликативного положения, при котором SNP, выровненные около середины зонда, вызывают большее падение интенсивности, чем SNP, выровненные ближе к концам, особенно в 3′-области, ближайшей к поверхности матрицы. Мы ожидали увидеть этот позиционный эффект, основываясь на нашей более ранней работе с массивами генов вирулентности [13].На рис. S2 показан типичный профиль изменения интенсивности в зависимости от положения SNP для того же массива Schu S4 и LVS, который использовался на рис. S1. Каждый столбец на этом графике представляет распределение логарифмических отношений интенсивностей между Cy3 (LVS) и Cy5 (Schu S4) каналы для зондов, перекрывающих вариацию Schu S4 в данной позиции зонда; центральная полоса представляет диапазон от 25 до 75 процентилей. Мы видим, что в среднем падение интенсивности почти двукратно, когда SNP влияет на связывание нуклеотидов вблизи середины зонда, но сводится к нулю на обоих концах.

Даже при отсутствии эффектов SNP интенсивность зондирования будет различаться между двумя каналами из-за эффектов окрашивания, смещения сканера и шума. Чтобы скорректировать эти эффекты, каждая пара интенсивностей ( y _ref, y _mut) была преобразована в логарифмическое отношение (M) и логарифмическое среднее геометрическое (A): Полупараметрическая регрессионная модель была подобрана с использованием данных M и A для всех датчиков: в которой член ошибки (A) имеет среднее значение 0 и дисперсию ² (A) , а μ(A) и σ ^{2 являются гладкими средними и функции дисперсии.Функции μ(A) и σ ² (A) были подобраны к значениям M и A для всех датчиков на каждой матрице с использованием регрессии на кубических сплайнах2 μ47 для подбора 90 (A)} и сглаживающий сплайн на квадратных остатках, собранных в бины, чтобы соответствовать σ ² (A) . Поскольку SNP влияют только на небольшую часть зондов в массиве, подогнанный мк(A) близко аппроксимирует среднюю функцию для зондов с идеальным соответствием (те, которые не перекрывают вариации между эталонным и целевым штаммами).

Чтобы смоделировать эффект изменения свободной энергии ΔΔG = ΔG _mut − ΔG _ref на логарифмическом соотношении интенсивностей, в одном из трех состояний: несвязанный, связанный с ДНК-мишенью из мутантного штамма или связанный с ДНК-мишенью из эталона. При термодинамическом равновесии при температуре T доля олигомеров, связанных с мутантной ДНК, определяется уравнением Больцмана: где R — газовая постоянная; аналогичное уравнение верно для доли олигомеров, связанных с эталонной ДНК, θ _ref .Это следует из того

Поскольку интенсивность зонда для каждого красителя при концентрациях значительно выше фона и ниже насыщения зависит от доли олигомеров, связанных с мишенью, меченной этим красителем, мы ожидаем, что влияние SNP на отношение логарифмической интенсивности будет пропорционально ΔΔG . Поэтому для зондов, перекрывающих SNP, наша полупараметрическая регрессионная модель модифицируется, чтобы включить термин для эффекта SNP: где w — константа пропорциональности (обычно < 0), а шумовой член ( A ) считается гауссовским со средним значением 0 и той же дисперсией ² (A) , которая была оценена для идеального соответствия зонды.Эффект свободной энергии w ΔΔG моделируется как произведение триплетного и позиционного эффектов: где τ индексирует триплет, а x представляет собой положение SNP внутри зонда в долях длины зонда. Эффект положения ч ( x ) аппроксимируется полиномиальной функцией степени 5:

Предполагается, что триплетные эффекты эквивалентны для обратного дополнения, поэтому имеется 32 параметра β _{_τ и шесть параметров α _j, которые должны соответствовать.Обратите внимание, что константа пропорциональности w была поглощена триплетными эффектами. Параметры модели соответствовали данным описанных выше экспериментов, в которых матрицы гибридизовали с ДНК из F . tularensis с известной последовательностью генома и, следовательно, с SNP в известных позициях относительно эталонного генома LVS. Чтобы сделать параметры идентифицируемыми, мы масштабировали коэффициенты α _j так, чтобы h (0.5) = 1.}

Чтобы применить модель к данным целевых штаммов с неизвестной последовательностью, мы вычислили логарифмическую статистику теста отношения правдоподобия для каждой позиции z в эталонном геноме. Пусть P ( Z ) быть набором зондов, перекрывающихся позиций Z , и пусть м _I и A _I BE Коэффициент интенсивности журнала и среднее значение для зонда . Модель полупараметрической регрессии, приведенная выше, приводит к следующему выражению для логарифмической вероятности: При нулевой гипотезе об отсутствии SNP в позиции z , тогда ΔΔG _i = 0 для всех зондов в P ( z ), а логарифмическая вероятность определяется как: Согласно альтернативной гипотезе о том, что в положении z имеется SNP, для каждого зонда было вычислено ΔΔG _i с использованием подобранных параметров модели, что привело к другому значению логарифмической вероятности log L _alt (z ).Статистика теста логарифмического отношения правдоподобия выглядит просто:

Чтобы идентифицировать локусы-кандидаты SNP, мы вычислили log LR(z) для каждой позиции z в эталонном геноме и сравнили его с пороговым значением, которое мы выбрали путем анализа данных тестовых массивов, гибридизованных с ДНК из F . tularensis с SNP в известных позициях относительно штамма LVS, и выбор порога, который дает наилучший компромисс между частотой ложноположительных и ложноотрицательных ошибок.Этот порог был 20 для F . массива tularensis . Обычно SNP характеризовались непрерывным рядом значений позиции с log LR баллами выше порогового значения. Наиболее вероятное расположение SNP в серии определялось по позиции с максимальным баллом. В качестве примера на рис. 1 представлены статистические значения теста для короткой области гена ДНК-гиразы А в одном из ципрорезистентных штаммов F . tularensis Изоляты LVS. Логарифмическое отношение правдоподобия имеет очевидный пик в этой области.

Рис. 1. Статистические значения теста для короткой области гена ДНК-гиразы А в одном из ципрорезистентных F . tularensis изолятов.

Логарифмическое отношение правдоподобия имеет явный пик в этой области. Возможные позиции SNP были идентифицированы путем поиска областей генома, где логарифмическое отношение правдоподобия превышает фиксированный порог.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163458.g001

Генерация данных секвенирования Illumina и контроль качества

Парные концевые библиотеки Illumina были приготовлены из 1 мкг геномной ДНК из каждого из одиннадцати устойчивых к Cipro изолятов третьего раунда с целью одноконцевого секвенирования на Genome Analyzer IIx.Вкратце, гДНК была фрагментирована, репарированы концы, помечены A’, лигированы с адаптерами, отобраны по размеру и обогащены с помощью 13 циклов ПЦР. Каждой библиотеке была назначена одна дорожка проточной кюветы для кластерной амплификации и секвенирования на анализаторе генома IIx, и было создано 36 циклов данных односторонней последовательности. Для F была сгенерирована одна дорожка парных данных последовательности конца 51 цикла. tularensis LVS Ципрорезистентный изолят 1:1:5. Полученные результаты секвенирования были отфильтрованы с использованием параметров конвейера Illumina QC по умолчанию (Bustard + Gerald).

В качестве дополнительного этапа контроля качества все чтения были проанализированы с использованием пайплайна PIQA [15]. Этот конвейер исследует геномные чтения, произведенные машинами Illumina, и обеспечивает графическое представление плитки за плиткой и цикла за циклом плотности кластеров, показателей качества и частот нуклеотидов. Этот метод позволяет легко идентифицировать дефектные плитки, ошибки в подготовке образцов/библиотек и аномалии в частоте появления секвенированных геномных прочтений. Было определено, что все риды имеют достаточное качество, чтобы приступить к последующему анализу.Количество данных о последовательности, сгенерированных для каждого образца, указано в таблице 1.

Картирование и идентификация мутаций-кандидатов

Прочтения последовательности из каждого из образцов были сопоставлены с не более чем 1 несовпадением со ссылкой F . tularensis геном LVS (номер доступа RefSeq NC_007880). Чтобы избежать неопределенности, связанной с идентификацией мутаций в повторяющихся частях эталонного генома, для каждой позиции в эталонной последовательности был определен показатель уникальности на основе подпоследовательностей, охватывающих этот нуклеотид.В частности, сначала рассчитывали количество копий каждой подпоследовательности размером 36 (длина прочтений, используемых при секвенировании), присутствующей в эталонном геноме; показатель уникальности каждой позиции в эталонном геноме затем определяли как общее количество подпоследовательностей (с учетом количества копий), которые охватывают эту позицию. Например, в этой метрике оценка 36 появится только в том случае, если каждая подпоследовательность, охватывающая данный нуклеотид, уникальна в эталоне; более высокие баллы указывают на то, что одна или несколько подпоследовательностей присутствуют в эталоне в нескольких копиях.94,11% (1 784 242 основания) F . Эталонный геном tularensis LVS (NC_007880) имеет показатель уникальности 36. Мутации в этих положениях могут быть обнаружены без неоднозначности, вызванной наличием повторяющихся областей.

Прогнозируется, что данная позиция будет содержать мутацию, если: (1) количество считываний, подтверждающих наличие мутации в каждой цепи, превышает минимальное пороговое значение для подсчета — гарантирует, что учитываются только позиции, которые достигают минимально необходимого покрытия, и (2) доля прочтений, подтверждающих мутацию, из всех прочтений, охватывающих данную позицию, превышает порог отношения –, гарантируя, что будут идентифицированы только мутации, которые имеют минимально необходимую поддержку.В качестве компромисса между чувствительностью обнаружения мутаций и частотой ложных открытий минимальный порог подсчета был установлен на уровне 10% от медианы покрытия нуклеотид за нуклеотидом для каждого образца, а порог отношения был установлен на уровне 30% общее покрытие на основе нуклеотида. В настоящем анализе мутации, подтвержденные на обеих цепях (если количество прочтений, подтверждающих мутацию, превышает минимальный порог счета , равный на каждой из цепей в отдельности), отличаются от мутаций, для которых такое условие было выполнено только на одной цепи.В случае вставок процесс картирования приводит к ассоциации как полных совпадений (PM), так и вставок в одно и то же место в эталонном геноме. Таким образом, для обнаружения различных типов мутаций в данной позиции генома используются различные критерии порога отношения . Критерием обнаружения замены базы B на эталонную базу является: Критерием обнаружения удаления является: Критерий обнаружения вставки основания B на плюсовой цепи:

в числителях вышеуказанных формул, Subb ^+/-, DEL ^+/- и insb ^+/- Стенд для числа читаемых, подтверждающих замена, делеция или вставка, соответственно, сопоставление с цепью генома, обозначенной верхним индексом.Для замен и вставок SubB ^— и InsB ^— указывают количество прочтений, сопоставленных с минус-цепью, в которой основание, комплементарное B , замещено или вставлено. В знаменателях переменные PM , SubACTG и InsACTG соответственно указывают количество прочтений, подтверждающих идеальное совпадение (PM), замену любого основания или вставку любого основания в положение генома интерес.

При создании парных конечных данных считывания были разделены, и для каждого из наборов данных последовательности была выполнена сборка считывания с одного конца (с использованием собственных алгоритмов). Эти контиги короче по длине, чем контиги, полученные с парными конечными данными, но в целом содержат меньше ошибок. Было подтверждено, что каждая мутация, идентифицированная в каждом образце, присутствует в контигах, собранных для этого образца. Мутации (в том числе вставки, делеции и замены), которые превышают оба порога и проявляются на обеих цепях, с меньшей вероятностью будут артефактами секвенирования, генерации чтения или картирования.Мутации, которые появляются только на одной цепи и не могут быть проверены на противоположной цепи (что-то, что не является обычным явлением при достаточном охвате), такие как вставки, отличные от «G» после «G», «C» после «C», « «А» после «А» и «Т» после «Т», вероятно, являются артефактами секвенирования/картирования (ложноположительные результаты) или позициями в геноме, которые не имеют достаточного охвата для проверки обеих цепей.

Подтверждение ПЦР и секвенирования по Сэнгеру ципрорезистентных мутантов

Для подтверждения мутаций, идентифицированных с помощью тайлингового микрочипа и секвенирования Illumina, были разработаны олигонуклеотидные праймеры для ПЦР с использованием Primer3™ [16] для амплификации F . tularensis Специфичные для генома LVS последовательности, окружающие локус, в котором были идентифицированы мутации. В дополнение к ципрорезистентным изолятам 3-го раунда ПЦР и реакции секвенирования также были проведены на изолятах 1-го и 2-го раундов, чтобы определить этап отбора, на котором произошла каждая мутация. ПЦР проводили с использованием реагентов Promega для ПЦР. Секвенирование по Сэнгеру проводили с использованием анализаторов ДНК ABI3730 в Объединенном институте генома Министерства энергетики США в Уолнат-Крик, Калифорния, или в компании Elim Biopharmaceuticals, Inc (Хейворд, Калифорния).

Анализ влияния мутаций на структуру и функцию белка

Автоматизированная система моделирования гомологии AS2TS [17] использовалась с другими вычислительными инструментами (http://proteinmodel.org) для построения и анализа структурных моделей для всех F . tularensis Белки LVS (перечислены в Таблице 2 и Таблице S4). Созданные структурные модели были проанализированы для оценки возможности конформационных изменений, обусловленных наблюдаемыми мутациями, и для оценки уровня возможной изменчивости последовательностей в идентифицированных структурно-консервативных областях.Выравнивание структур рассчитывали с использованием программы LGA (Local Global Alignment) [18], а оценку обнаруженных структурных сходств между белками LVS и родственными структурами из банка данных белков (PDB) выполняли с помощью системы оценки изменчивости последовательностей/структур StralSV [19]. StralSV идентифицирует все структурно сходные фрагменты белковой структуры в PDB для любого заданного структурного мотива, оценивает рассчитанное выравнивание на основе структуры между запрашиваемым мотивом и фрагментами и количественно определяет наблюдаемую изменчивость последовательности в каждом положении остатка.Выходные данные системы позволяют быстро идентифицировать инвариантные остатки (часто необходимые для функции белка) и необычные варианты, а также прогнозировать естественные или искусственные мутации, которые еще не обнаружены в текущих базах данных последовательностей. Результаты анализа StralSV позволили нам охарактеризовать наблюдаемые точки мутаций, определив их расположение на белке (например, спрятанные, экспонированные, в пределах активного сайта), а также идентифицировать другие белки (иногда из более отдаленных организмов), в которых сходный структурный мотив с данная замена была обнаружена и охарактеризована.

Таблица 2. Гены устойчивости к ципро F . tularensis Изоляты LVS, содержащие мутации, идентифицированные как с помощью секвенирования Illumina, так и с помощью микрочипа SNP.

Эталонный геном F . tularensis NC_007880 использовали для определения эталонного положения в геноме. В столбце «Аминокислотные изменения» приведены списки выявленных аминокислотных вариаций в заданных точках мутаций, наблюдаемых в соответствующих позициях в гомологичных белках.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163458.t002

Тестирование устойчивости к множественным препаратам

F . tularensis LVS Ципрорезистентные мутанты
Всего 148 3-й раунд F . tularensis Ципрорезистентные изоляты LVS подвергали скринингу на устойчивость к другим антибиотикам, включая амоксициллин с клавулановой кислотой, ампициллин, карбенициллин, доксициклин, эритромицин, гентамицин, налидиксовую кислоту, рифампицин и стрептомицин.Клетки высевали на чашки с обогащенным агаром с бульоном Мюллера-Хинтона и на поверхность наносили диски Sensi (BD, Franklin Lakes, NJ), пропитанные вышеупомянутыми антибиотиками. Планшеты инкубировали при 37°C с 5% CO ₂ в течение двух дней. Изоляты считались устойчивыми, если зона ингибирования была не менее чем на 1 мм меньше, чем зона ингибирования дикого типа. Значения МИК для амоксициллина с клавулановой кислотой и ампициллина определяли с помощью Е-тест-полоски амоксициллина с клавулановой кислотой (XL) или Е-тест-полоски ампициллина (АМ) (BioMerieux).
Результаты
Минимальные ингибирующие концентрации Ципро для
F . tularensis Ципрорезистентные изоляты LVS
После трех раундов селекции путем воздействия увеличивающихся концентраций Ципро, 289 Устойчивость к Ципро F . Было собрано и охарактеризовано tularensis изолятов LVS. Это включало 28 изолятов первого раунда, 94 изолята второго раунда и 148 изолятов третьего раунда. Значение MIC для исходного Cipro-чувствительного штамма LVS равнялось 0.023 мкг/мл. Значения MIC варьировались от 0,25 до 1 мкг/мл для устойчивых изолятов первого раунда, от 0,5 до 16 мкг/мл для изолятов второго раунда и от 6 до более чем 32 мкг/мл (предел Е-теста на ципрофлоксацин) для изолятов, собранных после третьего тура отбора. Изоляты, устойчивые к Ципро, росли намного медленнее, чем изоляты, чувствительные к Ципро. Полный набор измерений МИК приведен в таблице S1. Каждый изолят идентифицируется одно-, двух- или трехзначным кодом, указывающим его происхождение; например, изолят раунда 3 15:6:5 был получен из изолята раунда 2 15:6, который был получен из изолята раунда 1 15.
Анализ данных микрочипов для
F . tularensis Ципрорезистентные изоляты LVS
Мы протестировали штамм LVS дикого типа и штамм F , устойчивый к ципрокомплексу третьего раунда . tularensis LVS изолируется с использованием F . tularensis Мозаичный массив LVS. В двух или более из 11 изолятов, устойчивых к Ципро, было идентифицировано 48 различных мутаций из 15 участков генов. Список мутаций, идентифицированных с помощью микрочипа из двух или более клонов, показан в таблице S2.
Изолят с наибольшим количеством мутаций, идентифицированных микрочипом, был изолятом 15:6:5 с 21 мутацией-кандидатом. Мутации в шести идентичных положениях были обнаружены у двух или более из 11 протестированных изолятов, устойчивых к Ципро. Есть одна мутация в положении 514,141 в F . tularensis Геном LVS в gyrA , встречающийся в четырех изолятах, плюс пять других мутаций, каждая из которых встречается в двух изолятах. Зонды массива укладываются через каждые 5-6 оснований вдоль генома LVS.Следовательно, фактическое положение каждой мутации может быть где угодно в пределах 5 оснований от местоположения, имеющего пиковое логарифмическое отношение правдоподобия. Следовательно, идентифицированные мутации в разных изолятах, предполагаемые положения которых различаются на 10 или менее оснований, потенциально могли быть результатом SNP в одном и том же положении.
Делеция из шести оснований в клоне 18:5:2 в гене FTL 0598 (мембранный белок/белок О-антиген) была идентифицирована микрочипом, но пропущена при секвенировании Illumina. Анализ мутаций, используемый в анализе последовательности, был нацелен на одиночные мутации, а не на множественные делеции, что могло привести к неправильному обнаружению при секвенировании.Мутации, идентифицированные с помощью микрочипа, которые также были обнаружены с помощью секвенирования Illumina, перечислены в таблице 2.
Анализ данных секвенирования Illumina для
F . tularensis Ципрорезистентные изоляты LVS
Мы проанализировали ДНК дикого типа и 11 штаммов, устойчивых к ципрогруппе третьего раунда F . tularensis Изоляты LVS с использованием секвенирования Illumina. Мутации идентифицировали путем сравнения с опубликованной эталонной последовательностью LVS. Три мутации в положениях 152 924 (C->A), 717 695 (T->G) и 1 713 576 (G->T) были идентифицированы во всех устойчивых к Cipro изолятах и исходном изоляте дикого типа.Скорее всего, это связано либо с ошибками в опубликованной эталонной последовательности, либо с мутациями, появившимися при пассировании исходной культуры LVS до отбора на устойчивость к Ципро.
В общей сложности 30 уникальных мутаций из 20 генов, одна инсерция 7 T и одна инсерция T были идентифицированы в 11 образцах, устойчивых к Cipro третьего раунда, с помощью секвенирования Illumina. Расположение SNP, описание гена, местоположение гена, количество прочтений и процент прочтений, содержащих SNP, показаны в таблице S3.Количество прочтений, в которых были идентифицированы мутации, варьировалось от 80 прочтений в изоляте 23:2:4 в положении 851 357 до 842 прочтений в положении 514 141 для изолята 1:1:5. Двадцать шесть SNP были обнаружены в > 90% всех прочтений в этой позиции. 4 SNP, которые были обнаружены при <90% прочтений в этой позиции: 406 467 (выделение 15:6:5, 198 прочтений, 60,2% прочтений выявили SNP), 436 130 (выделение 5:8:3, 334 прочтений, 51,5% с SNP), 466 243 (изолировать 14:6:5, 202 прочтения, 65,6% с SNP), 1 683 798 (изолировать 1:1:5, 559 прочтений, 64.1% с SNP). В изоляте 23:2:4 в положениях с 578 478 по 578 484 была вставка 7 Т, все они были обнаружены при 100% прочтений. Одна Т-вставка была идентифицирована в положении 1 706 353 во всех 11 изолятах. Поскольку количество прочтений, содержащих эту вставку, невелико (от 6 до 40) и эта вставка была обнаружена во всех протестированных изолятах, возможно, это ошибка секвенирования. Эта вставка не вошла в итоговую таблицу SNP.
Два SNP, подтвержденные на одной цепи, были идентифицированы в положении 533 839 (G->T) в клоне 5:8:3 и в положении 850 695 (A->C) в клоне 12:3:4 (не включены в таблицу S3).SNP в положении 533 839, вероятно, реален, поскольку эта мутация также была идентифицирована с помощью микрочипов. Эта мутация включена в таблицу 2. SNP в положении 850 695, вероятно, является неправильным прочтением, поскольку оно не подтверждено в контиге и обнаруживается только в последовательностях на краю прочтений, содержащих SNP. Ципрорезистентный образец 15:6:5 содержал наибольшее количество SNP — 11.
Мутации
, которые были идентифицированы с помощью секвенирования Illumina, а также подтверждены микрочипом SNP, показаны в таблице 2.Всего существует 23 мутации из 15 генов, которые совпадают между двумя технологиями. Мутации, которые были идентифицированы Illumina и не подтверждены микрочипом, перечислены в таблице S4.
Структурное моделирование белков для анализа эффектов мутаций
Мутации FTL_0439, гипотетического белка.
В генетическом локусе FTL_0439 в F идентифицированы четыре SNP. tularensis Изоляты LVS, устойчивые к Cipro. Семь из 11 протестированных изолятов, устойчивых к Ципро, имеют по крайней мере один SNP в этом гене, причем SNP в положении 407 700 является наиболее распространенным.Триплет, включающий нуклеотид 407 700 в F . Геном tularensis кодирует Asp в положении аминокислоты 417 в этом гипотетическом белке. Мутации, обнаруженные в изолятах, устойчивых к Cipro, изменили бы это на Tyr. Ни один из устойчивых изолятов первого раунда не имеет мутации в этом гене. Только один изолят второго раунда имеет мутацию в положении 407 700, что позволяет предположить, что эта мутация не произошла в первом раунде селекции и, вероятно, произошла в изолятах до третьего раунда селекции.
Было идентифицировано
SNP в двух дополнительных позициях в FTL_0439. Мутация в положении 406,467 привела бы к замене белка с Lys в положении 6 на укороченный белок в результате присутствия стоп-кодона в этом положении; Нуклеотид, обычно присутствующий в положении 407039, кодирует Tyr в положении аминокислоты 196 в этом белке и также заменяется стоп-кодоном, когда присутствует наблюдаемая мутация.
Результаты гомологического моделирования позволяют предположить, что FTL_0439 может быть белком внешней мембраны, участвующим в переносе ионов.Однако, поскольку уровень идентичности последовательностей между FTL_0439 и идентифицированными структурными шаблонами из PDB очень низок, около 15%, подробный структурный анализ созданных моделей не может быть проведен с достаточной уверенностью.
Мутации в ДНК-гиразе FTL_0533.
Два SNP в гене gyrA (позиции генома 514,141 и 514,152) были обнаружены во всех устойчивых к Cipro изолятах третьего раунда, подвергнутых анализу на микрочипах и Illumina. Дополнительное секвенирование по Сэнгеру подтвердило, что все проанализированные изоляты, устойчивые к Ципро в третьем раунде, имеют один или оба этих SNP в gyr A.Все изоляты первого раунда, проанализированные секвенированием по Сэнгеру, содержат SNP либо в 514 141, либо в 514 152, но ни один из изолятов первого раунда не имеет SNP в обоих местах. Как и ожидалось, все протестированные изоляты второго раунда также имеют SNP в любом положении 514 141 или 514 152, и примерно одна треть протестированных изолятов второго раунда содержит SNP в обоих местах. Это говорит о том, что один SNP возникает в начале процесса отбора, а второй SNP возникает во время второго или третьего раунда отбора. Любая мутация приведет к изменению аминокислоты в ДНК-гиразе, кодируемой FTL_0533.Обычно ген дикого типа кодирует Thr, но обнаруженные SNP в положении 514,141 заменяют его на Lys или Ile. Последовательность ДНК, которая включает положение 514,152, обычно кодирует Asp в положении 87 гена ДНК-гиразы. Обнаруженные SNP вызвали изменение в этом месте на Asn или Tyr.
Структурная модель белка FTL_0533 была сконструирована для выявления потенциальных структурных и функциональных эффектов двух мутаций в положениях 83 и 87. N-концевой домен GyrA из E . coli (цепь PDB: 2wl2_B) использовали для построения модели гомологии. Процент идентичности аминокислотных последовательностей между FTL_0533 и 2wl2_B составляет 65%. Структурный анализ созданных моделей показал, что мутации Thr83 и Asp87 расположены на фрагменте 83–90, представляющем собой короткую спиральную область в непосредственной близости от остатков активного сайта Arg121 и Tyr122 (рис. 2). Недавнее исследование кристаллической структуры gyrA из E . coli показали, что замены в области с 81 по 84 и в положении 87 в F . turlarensis , вероятно, повлияет на связывание лекарств [20].
Рис. 2. Структурная модель открытой димерной конформации ДНК-связывающего/расщепляющего домена Gyr A из FTL_0533.
Левый график: остатки активного сайта, необходимые для расщепления ДНК Arg121 и Tyr122, показаны желтыми палочками. На правом графике крупным планом области, обведенной прямоугольником со скругленными углами, показано расположение мутантных положений Thr83 и Asp87.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163458.g002
Мутации в FTL_0600, кодирующем аспарагинсинтазу.
Две мутации были идентифицированы в FTL_0600 в положениях нуклеотидов 588,296 и 588,909 из двух из 11 изолятов, 15:6:5 и 11:4:2. Триплет, включающий нуклеотид 588 296, обычно кодирует Lys в положении аминокислоты 398 в этом белке. Наблюдаемая мутация приводит к изменению Asn. Триплет, который включает нуклеотид 588,909, обычно кодирует Glu в положении 603 в белке, и наблюдаемая мутация приводит к Lys в этом положении.Структурная модель FTL_0600 была построена на основе предсказанного сходства с кристаллической структурой аспарагинсинтазы B из E . coli (цепочка PDB: 1ct9_A). Уровень идентичности последовательностей между белком, кодируемым FTL_0600, и ближайшими структурными шаблонами из PDB составляет 22%, поэтому подробный структурный анализ созданных моделей не может быть проведен с достаточной достоверностью.
Мутации в FTL_0601, кодирующем сахар трансамин/перозаминсинтетазу.
Всего в этом гене было идентифицировано две мутации из двух изолятов. Мутация в положении 589 311 (аминокислота в положении 110) является синонимичной мутацией, тогда как мутация в положении 589 187 является несинонимичной мутацией. Триплет дикого типа кодирует Ala в положении 69 соответствующего белка. Найденная мутация приводит к Glu в этом положении. Одним из наиболее близких структурных шаблонов для моделирования FTL_0601 является кристаллическая структура DesI из Streptomyces venezuelae (цепочка PDB: 2po3_A).Уровень идентичности последовательностей между FTL_0601 и 2po3_A составляет 29%. Другим идентифицированным структурным шаблоном с аналогичным уровнем идентичности последовательности является GDP-перозаминсинтаза из Caulobacter crescentus (цепь PDB: 3dr4_C). Обе матрицы принадлежат к одному и тому же суперсемейству аспартатаминотрансфераз. Функциональные единицы ферментов этой группы обычно формируются в виде гомодимеров с обширным интерфейсом субъединица/субъединица [21]. Построение структурной модели FTL_0601 и сравнительный анализ с этими двумя белками позволяют предположить, что соответствующий интерфейс в FTL_0601 образован следующими сегментами: Lys8-Asn32, N58-Arg68, F83-Asn93, Ile188-E189, F207-Ile212 и Ile218. -F230.На рис. 3 показаны примеры критических остатков (окрашенных в виде желтых палочек), обнаруженных внутри этих сегментов: взаимодействующие остатки Arg68 и Ser92, а также высококонсервативные остатки Thr60 и Asn224, которые участвуют в стабилизации взаимодействия между лигандом и белком [22]. Обнаруженная мутация, связанная с устойчивостью к ципро, локализована в Ala69; в непосредственной близости от этих критических остатков (рис. 3). Недавно опубликованные исследования [23, 24] по структурному анализу активных центров различных аминотрансфераз предполагают, что наблюдаемые различия в остатках в непосредственной близости от функционально важных остатков могут иметь решающее значение для функции фермента, связывания субстрата и специфичности.Результаты анализа StralSV показывают, что положение Ala69 может абсорбировать замены с различными типами аминокислот без значительного конформационного изменения структуры остова (концевая часть α-спирали). Список наблюдаемого разнообразия аминокислот в соответствующем положении в гомологичных белках представлен в таблице 2.
Рис. 3. Структурная модель FTL_0601 с двумя помеченными положениями мутаций Ala69 и Asp110.
Левый график: ленточное изображение двух субъединиц, образующих гомодимер с положениями мутаций Ala69 и Asp110, показанными в виде сфер, окрашенных в красный и синий цвет соответственно (звездочка указывает на остаток второй субъединицы димера).Asp110 располагается на поверхности белка в пределах консервативной спиральной области вне области интерфейса. Правый график: крупный план области, показывающей Ala69, расположенную на конце спирального сегмента Asn58-Ala69, который является частью интерфейса между субъединицами. Примеры трех положений остатков в этой спиральной области показаны в виде желтых палочек, и их функциональное значение можно описать на основе аннотации соответствующих положений в других гомологичных аминотрансферазах. В частности: два остатка Asn58 и Arg68 с обоих концов спирали способствуют образованию интерфейса, взаимодействуя с Asn224* и Ser92* соответственно, остатки Thr60 и Asn224* оба высококонсервативны и участвуют в стабилизации взаимодействия между лигандом и белком. 21–24].Ala69 располагается на краю интерфейса в непосредственной близости от этих остатков.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0163458.g003
Мутации в FTL_1547, кодирующем ДНК-гиразу B.
FTL_1547 представляет собой фермент ДНК-топоизомеразу типа II, который катализирует топологическую перестройку двухцепочечной ДНК путем образования временного двухцепочечного разрыва в одном ДНК-дуплексе (G-сегмент или сегмент ворот) и пропускание другого дуплекса («Т» или транспортируемого сегмента) через разрыв перед его повторным запечатыванием.Это известная мишень для резистентности к ципро. SNP в местоположении 1 477 418 был идентифицирован с помощью микрочипового анализа и секвенирования Illumina. Только один изолят 18:5:2 из 11 устойчивых к Ципро изолятов содержал эту мутацию. Результаты секвенирования по Сэнгеру показали, что ни один из протестированных изолятов первого раунда не содержал этой мутации, но большинство изолятов, устойчивых к Ципро второго раунда, имели эту мутацию. Это свидетельствует о том, что мутация произошла во время второго раунда селекции при более высоких концентрациях ципро.Мутация приводит к замене аминокислоты с Ser на Tyr и расположена рядом с позициями 463, 460, 453 и 456. Эти позиции соответствуют позициям 471, 468, 464 и 461 на рентгеновской структуре топоизомеразы из Streptococcus pneumoniae (цепь PDB: 4i3h_A) и описаны в [25] как критические функциональные позиции, расположенные в спиральной области С-ворот, способствующие высвобождению ДНК (Т-сегмента) (рис. 4). Вторая мутация была идентифицирована секвенированием Illumina в положении 1 477 419, но эта мутация не была обнаружена при анализе данных микрочипа.
Рис. 4. Структурная модель FTL_1547 в его димерной конформации (цепи А и В) в комплексе с ДНК.
Положение мутации Ser465 окрашено в красный цвет. Ser465 расположен рядом с позициями 463, 460, 453 и 456 (выделены оранжевым цветом), которые соответствуют позициям 471, 468, 464 и 461 рентгеновской структуры (цепь PDB 4i3h_A), описанным в [32] как критические функциональные позиции, расположенные в спиральная область С-ворот, способствующая высвобождению ДНК (Т-сегмент).
https://дои.org/10.1371/journal.pone.0163458.g004
Анализ множественной лекарственной устойчивости мутантов FT LVS, устойчивых к Ципро
Ф . tularensis Изоляты, устойчивые к ципрофлоксацину, были устойчивы к нескольким антибиотикам, в то время как штамм дикого типа был устойчив только к эритромицину. Было обнаружено, что почти все из 148 протестированных мутантов третьего раунда растут при повышенных концентрациях ампициллина, эритромицина, налидиксовой кислоты и ванкомицина по сравнению с чувствительным изолятом, из которого они были получены.В этой группе тестировались только конкретные значения МИК для ампициллина. Штамм дикого типа имел МИК 3 мкг/мл, в то время как тестируемые мутанты имели диапазон от 1,5 мкг/мл до > 256 мкг/мл. Тридцать один из 148 изолятов был устойчив к амоксициллину с МИК от 1,5 мкг/мл до > 256 мкг/мл, дикий тип был устойчив к 2 мкг/мл. Шестьдесят семь мутантов также показали некоторый уровень устойчивости к карбенициллину. Значения MIC для 11 изолятов, подвергнутых микрочиповому анализу и секвенированию Illumina, перечислены в таблице 3.Результаты чувствительности или резистентности к лекарственным средствам для всех антибиотиков, протестированных на всех мутантах третьего раунда, показаны в таблице S5.
Обсуждение
В этом исследовании мы провели первое известное полногеномное исследование для выявления мутаций, связанных с устойчивостью к ципро в F . tularensis LVS. Было отобрано более 200 мутантов первого, второго и третьего раундов на устойчивость к ципро. Для идентификации и подтверждения мутаций в этих изолятах использовалась комбинация тайлового микрочипа высокой плотности, секвенирования Illumina и Sanger.Структурное моделирование белков, кодируемых генами, содержащими эти мутации, было выполнено для анализа структурных последствий этих мутаций.
Штамм LVS (тип B) был выбран для исследований устойчивости к Ципро, поскольку он является полностью аттенуированным и поэтому может безопасно использоваться для таких исследований. Анализ небольшого числа полностью вирулентных штаммов, которые уже продемонстрировали устойчивость к Ципро, скорее всего, покажет только наиболее вероятные одноэтапные мутации, придающие устойчивость к клинически значимым концентрациям этого антибиотика.Проведя обширный многоэтапный отбор, можно было выявить более широкий спектр одиночных мутаций, которые могли бы придать устойчивость к этому препарату. Более того, использование многоступенчатого процесса позволит отобрать комбинации мутаций, которые вместе придают устойчивость к более высоким дозам лекарств. Маловероятно, что эти комбинации возникнут естественным путем в отсутствие продолжающегося селективного давления за счет воздействия повышенных концентраций ципро, и могут быть потенциальными признаками программы преднамеренного отбора.
Известный механизм действия фторхинолонов заключается в ингибировании некоторых ферментов бактериальной топоизомеразы, ДНК-гиразы и топоизомеразы IV. Альтернация ферментов-мишеней, по-видимому, является наиболее доминирующим фактором проявления устойчивости к хинолонам [26]. Предыдущие исследования показали, что виды, имеющие в природе остаток серина в положении 83 gyrA, обычно чувствительны к фторхинолонам, тогда как наличие аланина в этом критическом положении соответствует естественной устойчивости к этим антибиотикам [9, 27].Недавно сообщалось об изменении аминокислоты с аспарагиновой кислоты на аспарагин в положении 87 gyrA в ципрорезистентном штамме B . штамм bacilliformis [9, 28]. Недавнее исследование Sutera et al . также наблюдали мутации в gyrA-83 и gyrA-87 в резистентном к Cipro F . tularensis мутантов LVS [29]. Мутации в генах топоизомеразы также были идентифицированы в некоторых вирулентных штаммах F . tularensis . Мутация в gyr A (C524->T) была идентифицирована в ципрорезистентном клиническом изоляте вирулентного F . tularensis holarctica штамма URFT1 методом пиросеквенирования [30]. В другом исследовании пиросеквенирование генов gyrA , parC , gyrB и parE ципрорезистентного изолята F . tularensis Schu S4 идентифицировал две мутации в gyrA , G248->T и G259->T, а также делецию 5 п.н. в parE [31]. Мутации gyrA G248->T и G259->T также наблюдались у некоторых ципрорезистентных изолятов LVS в нашем собственном исследовании, что указывает на то, что аналогичные механизмы устойчивости могут применяться к штаммам типа A, таким как Schu S4, и штамму типа B. штаммы, такие как LVS.Четыре гена топоизомеразы имеют 99% идентичность последовательности между геномами LVS и Schu S4 и на 100% идентичны в областях, где мы наблюдали мутации в резистентных изолятах LVS.
Наше исследование показало, что мутации gyrA в положениях 83 и 87 AA могут встречаться в одном и том же ципро-устойчивом F . tularensis изолят LVS, и что сочетание двух мутаций приводит к устойчивости к более высокой концентрации ципро, чем любая из мутаций по отдельности.Кроме того, две мутации присутствовали почти у всех мутантов первого и второго раунда, в дополнение к мутантам третьего раунда. Мы также идентифицировали мутации в gyrB (1394G->T; S464Y), который кодирует субъединицу B ДНК-гиразы и субъединицу A ДНК-топоизомеразы IV, обе известные мишени Cipro. Эти мутации также были идентифицированы в недавнем исследовании [29].
В дополнение к известным и новым мутациям в gyrA и gyrB , мы идентифицировали варианты в ряде других генов, о которых ранее не сообщалось, что они участвуют в резистентности к Cipro у этого вида.К ним относятся мутации в гипотетическом белке (FTL_0439), аспарагинсинтазе (FTL_0600), трансамин/перозаминсинтетазе сахара (FTL_0601) и некоторых других.
Множественные SNP были идентифицированы в FTL_0439, который кодирует гипотетический белок. О таких мутациях ранее не сообщалось. Сообщалось, что FTL_0439 является остатком двух ORF, которые были слиты в геноме LVS посредством делеции 1,5 т.п.н. [32]. Компоненты ORF гомологичны локусам Schu S4 FTT_0918 и FTT_0919, функция которых также неизвестна.Эта делеция и слияние генов уникальны для генома LVS, что позволяет предположить, что они частично ответственны за аттенуированную вирулентность этого штамма. Удаление локуса FTT_0918 из F . tularensis Schu S4 геном продуцирует штамм со сниженной вирулентностью у мышей [33]; это дает дополнительные доказательства роли слияния FTL_0439 в ослаблении LVS. Поскольку белковый продукт уникален для LVS и его функция неизвестна, неясно, будут ли мутации, гомологичные тем, которые мы наблюдали в ципрорезистентных изолятах LVS, иметь аналогичные эффекты в других штаммах F . tularensis . Исследования структурной гомологии предполагают, что FTL_0439 кодирует белок наружной мембраны, который может быть вовлечен в транспорт ионов или, возможно, в транспорт Cipro в клетку или из нее; однако этот белок имеет только 15% гомологии с любыми известными структурными матрицами, поэтому наши предположения о его функции остаются в высшей степени спекулятивными. По той же причине неясно, существует ли связь между ролью FTL_0439 в снижении патогенности ЛВС и влиянием мутаций этого гена на чувствительность к Ципро.
Наши исследования показали, что как микрочипы высокой плотности, так и секвенирование Illumina способны выявлять редкие мутации и могут использоваться для сравнения геномных различий между различными бактериальными изолятами одного и того же вида, а также между чувствительными и устойчивыми к антибиотикам изолятами. Важно, чтобы по крайней мере 85% перекрытия плиточных зондов необходимы в дизайне массива для выявления незначительных геномных различий. Предыдущий дизайн для другой бактерии с использованием 50% перекрытия не обеспечивал высокой достоверности определения SNP (неопубликованные данные).Использование алгоритма чувствительного анализа также было необходимо для прогнозирования геномных различий между эталонным штаммом и изолятом, устойчивым к антибиотикам, полученным из одного и того же штамма.
Сравнение данных микрочипа и секвенирования Illumina для различных изолятов показало, что 23 мутации были идентифицированы как с помощью матричного секвенирования, так и с помощью секвенирования Illumina, а 8 мутаций были идентифицированы только с помощью секвенирования Illumina. Анализ микрочипов выявил больше очевидных мутаций, чем было выявлено с помощью секвенирования Illumina.Эти предполагаемые ложные срабатывания могут быть связаны с ошибками, вызванными эффективностью гибридизации. Также возможно, что перекрытие плиток >85% все еще недостаточно чувствительно для точного обнаружения всех мутаций.
Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения роли выявленных мутаций. Один из таких подходов состоит в том, чтобы вернуть мутацию, которая, как считается, придает устойчивость к ципро, обратно к дикому типу, а затем измерить изменения в устойчивости. Мы провели такие исследования с B . anthracis Sterne и показали, что замена мутантного гена gyrA на ген gyrA дикого типа снижает МИК Cipro до уровня, обнаруживаемого у чувствительного к Cipro изолята (неопубликованные данные).Этот подход можно использовать для проверки генов, обеспечивающих механизмы устойчивости у F . tularensis путем создания делеционных мутантов с использованием методов, разработанных Horzempa et al . [34] и LoVullo et al. [35].
Это исследование дает представление о возможных молекулярных механизмах устойчивости к антибиотикам, обычно используемым для лечения инфекций, вызванных F . tularensis и другие родственные грамотрицательные бактерии. Как только будет показано, что эти предполагаемые механизмы способствуют устойчивости к антибиотикам, такая информация может быть использована для разработки тестов, которые могут быстро обнаруживать эти молекулярные сигнатуры без роста микроба.Они также должны дать представление о ранее неизвестных механизмах устойчивости к антибиотикам и о том, как их можно победить терапевтически.
Неудивительно, что отбор на устойчивость к ципро приводит к корезистентности к налидиксовой кислоте, другому хинолону, нацеленному на те же белки, что и ципрофлоксацин. Однако труднее понять, почему отбор на устойчивость к ципро может привести к изолятам с мутациями в генах, нацеленных на неродственные антибиотики. Амоксициллин, ампициллин и карбенициллин относятся к группе бета-лактамных антибиотиков пенициллинового ряда.Клавулановая кислота является ингибитором бета-лактамаз. Резистентность к амоксициллину/клавулановой кислоте была связана с увеличением экспрессии бета-лактамаз или устойчивых к ингибиторам ферментов ТЕМ [36, 37]. Резистентность к ампициллину связана с бета-лактамазой TEM 1 у энтеробактерий [38, 39] или с мутациями в пенициллинсвязывающем белке 4 [39, 40]. Вместо ампициллина можно использовать карбенициллин. Исследования на Staphylococcus aureus показали, что воздействие сублетальных концентраций ципрофлоксацина приводит к геномным изменениям, связанным с устойчивостью к рифампицину [41].Возможно, рост популяций, устойчивых к Ципро первого и второго раунда, при более высоких концентрациях Ципро приводит к введению таких мутаций с более высокой частотой в тех изолятах, которые демонстрируют характер мутаций, который обеспечивает быстрый рост концентрации Ципро, используемой для селекции.
Вспомогательная информация
S1 Рис. Распределения логарифмических соотношений интенсивностей для зондов, перекрывающих известные вариации последовательностей между эталонным штаммом LVS и штаммом SchuS4, гибридизованным с типичной матрицей.
Зонды сгруппированы по эталонному триплету с центром в локусе SNP. Как и ожидалось, SNP, влияющие на триплет с центральным основанием G или C, в среднем оказывают более сильное влияние, чем те, которые заменяют A или T.
10.1371/journal.pone.0163458.s001
(PDF)
S2 Рис. Типичный профиль изменения интенсивности в зависимости от положения SNP для того же SchuS4 в сравнении с массивом LVS.
Каждый столбец на этом графике представляет распределение логарифмических соотношений интенсивностей между каналами Cy3 (LVS) и Cy5 (SchuS4) для зондов, перекрывающих вариант SchuS4 в заданном положении в зонде; центральная полоса представляет диапазон от 25 до 75 процентилей.
10.1371/journal.pone.0163458.s002
(PDF)
S3 Таблица. SNP, идентифицированные из
F . tularensis Ципрорезистентные клоны на обеих цепях.
Включены расположение SNP, количество прочтений и процент прочтений, содержащих SNP.
10.1371/journal.pone.0163458.s005
(XLSX)
S4 Таблица. SNP, которые были обнаружены в
F . tularensis Клоны, устойчивые к ципро, путем секвенирования, но не с помощью микрочипа.
В столбце «Аминокислотные изменения» приведены списки выявленных аминокислотных вариаций в заданных точках мутаций, наблюдаемых в соответствующих позициях в гомологичных белках.
10.1371/journal.pone.0163458.s006
(DOCX)
S5 Таблица.
Ф . tularensis LVS Ципрорезистентный изолят Результаты тестирования множественной лекарственной устойчивости.
Показаны результаты всех мутантов третьего раунда, протестированных против различных антибиотиков.
10.1371/journal.pone.0163458.s007
(DOCX)
Вклад авторов
Концептуализация: CJJ PJJ.
Контроль данных: CJJ KSM AZ PJJ.
Формальный анализ: КСМ АЗ ВФ.
Финансирование приобретения: CJJ PJJ.
Расследование: CJJ KSM JBT AZ SNG LV FB SM VF HK PJJ.
Методология: CJJ KSM JBT AZ SNG LV FB SM VF HK PJJ.
Администрация проекта: CJJ HK PJJ.
Ресурсы: CJJ PJJ.
Программное обеспечение: KSM AZ SNG VF HK.
Надзор: CJJ PJJ.
Валидация: CJJ KSM JBT AZ SNG LV FB SM VF HK PJJ.
Визуализация: CJJ KSM JBT AZ SNG LV FB SM VF HK PJJ.
Письмо – первоначальный проект: CJJ KSM JBT AZ SNG LV FB SM VF HK PJJ.
Написание – рецензирование и редактирование: CJJ KSM JBT AZ VF HK PJJ.
Каталожные номера

1. Прайс Л.Б., Фоглер А., Пирсон Т., Буш Дж.Д., Шупп Дж.М., Кейм П. Отбор in vitro и характеристика мутантов Bacillus anthracis с высоким уровнем устойчивости к ципрофлоксацину. Противомикробные агенты Chemother 2000;47:2362–5.
2. Ахмед М., Лясс Л., Маркхэм П.Н., Тейлор С.С., Васкес-Ласлоп Н., Нейфах А.А. Два очень похожих переносчика нескольких лекарств Bacillus subtilis, экспрессия которых регулируется по-разному. J Bacteriol 1995;177:3904–10.пмид:7608059
3. Серизава М., Секидзука Т., Окутани А., Банно С., Сата Т., Иноуэ С. и др. Полногеномный скрининг новых генетических вариаций, связанных с устойчивостью к ципрофлоксацину у Bacillus anthracis. Противомикробные агенты Chemother. 2010;54(7):2787–92. пмид:20385868
4. Линдлер Л.Е., Фан В. Разработка 5′-нуклеазного анализа для выявления устойчивых к ципрофлоксацину изолятов боевого биологического агента Yersinia pestis. Молекулярные зонды. 2003; 17:41–7. пмид:12628593
5.Удани Р.А., Леви С.Б. MarA-подобный регулятор множественной лекарственной устойчивости Yersinia pestis. Противомикробные агенты Chemother. 2006;50:2971–5. пмид:16940090
6. Джейнс Б.К., Стибиц С. Обычная безмаркерная замена гена у Bacillus anthracis. Инфекция и иммунитет. 2006; 74: 1949–53. пмид:16495572
7. López C, Rholl D, Trunck L, Schweizer H. Универсальная система двойной технологии для безмаркерной замены аллелей у Burkholderia pseudomallei. Appl Environ Microbiol.2009; 75: 6496–503. пмид:19700544
8. Horzempaa J, Shanksa RMQ, Matthew J. Brown, Russo Brian C., O’Dee DM, Nau GJ. Использование нестабильной плазмиды и эндонуклеазы I-SceI для создания обычных безмаркерных делеционных мутантов у Francisella tularensis. J Микробиологические методы. 2010;80:106–8. пмид:19879904
9. Бисвас С., Рауль Д., Ролен Ж-М. Биоинформатический подход к пониманию устойчивости внутриклеточных бактерий к антибиотикам посредством анализа всего генома.Противомикробные агенты Inter J. 2008; 32: 207–20.
10. Ikäheimo I, Syrjälä H, Karhukorpi J, Schildt R, Koskela M. Чувствительность к антибиотикам in vitro Francisella tularensis, выделенной от людей и животных. J Антимикробная химиотерапия. 2000; 46: 287–90. пмид:10933655
11. Куделина Р., Олсуфьев Н. Чувствительность к макролидным антибиотикам и линкомицину у Francisella tularensis holarctica. J Hyg Epidemiol Microbiol Immunol 1980; 24:84–91. пмид:71
12.Маркхэм Н.Р., Цукер М. Веб-сервер DNAMelt для предсказания плавления нуклеиновых кислот. Нуклеиновые Кислоты Res. 2005;33:W577–W81. пмид:15980540
13. Джаинг С., Гарднер С.Н., Маклафлин К., Мулаккен Н., Алегрия-Хартман М., Банда П. и др. Функциональный массив генов для обнаружения элементов бактериальной вирулентности. ПЛОС ОДИН. 2008;3(5):e2163. пмид:18478124
14. Грешам Д., Рудерфер Д., Пратт С., Шачерер Дж., Данхэм М., Ботстайн Д. и др. Полногеномное обнаружение полиморфизмов с разрешением нуклеотидов с помощью одного ДНК-микрочипа Наука.2006; 311:1932. пмид:16527929
15. Мартинес-Алькантара А., Баллестерос Э., Фенг С., Рохас М., Кошинский Х., Фофанов В.Ю. и соавт. PIQA: конвейер для оценки качества данных анализатора генома Illumina G1. Биоинформатика. 2009;5(25):2438–9.
16. Розен С., Скалецкий Х. Primer3 в Интернете для обычных пользователей и программистов-биологов. В: Кравец С., Мизенер С., редакторы. Методы и протоколы биоинформатики: методы молекулярной биологии Тотова, Нью-Джерси: Humana Press; 2000.п. 365–86.
17. Земля А., Экале Чжоу С., Слезак Т., Кучмарски Т., Рама Д., Торрес С. и др. Система AS2TS для моделирования и анализа структуры белков. Исследование нуклеиновых кислот. 2005;33:111–5.
18. Земля А. LGA — метод поиска трехмерных сходств в белковых структурах. Исследование нуклеиновых кислот. 2003; 31:3370–4. пмид:12824330
19. Земля А., Ланг Д.М., Костова Т., Андино Р., Экале Чжоу С. StralSV: оценка изменчивости последовательности в сходных трехмерных структурах и применение к полиомиелитной РНК-зависимой РНК-полимеразе.Биоинформатика BMC (представлена).
20. Эдвардс М.Дж., Флэтман Р.Х., Митченалл Л.А., Стивенсон С.Э.М., Ле Т.Б.К., Кларк Т.А. и др. Кристаллическая структура бифункционального антибиотика симоциклинона D8, связанного с ДНК-гиразой. Наука. 2009;326(5958):1415–8. пмид:19965760
21. Берги Э.С., Холден Х.М. Молекулярная архитектура DesI: ключевой фермент в биосинтезе дезозамина. Биохимия. 2007;46(31):8999–9006. пмид:17630700
22. Кук PD, Holden HM.GDP-перозаминсинтаза: структурный анализ и производство нового тридезоксисахара. Биохимия. 2008;47(9):2833–40. пмид:18247575
23. Ларкин А., Оливье Н.Б., Империали Б. Структурный анализ WbpE из Pseudomonas aeruginosa PAO1: нуклеотидная сахарная аминотрансфераза, участвующая в сборке O-антигена. Биохимия. 2010;49(33):7227–37. пмид:20604544
24. Захман-Брокмейер Т.Р., Тоден Дж.Б., Холден Х.М. Структуры KdnB и KdnA из Shewanella oneidensis: ключевые ферменты в образовании 8-амино-3,8-дидезокси-D-маннооктулозоновой кислоты.Биохимия. 2016.
25. Лапоногов И., Веселков Д.А., Кревель И.М.-Т, Пан Х-С, Фишер Л.М., Сандерсон М.Р. Структура «открытого» комплекса топоизомераза-ДНК типа II зажима обеспечивает механизм захвата и транспорта ДНК. Исследование нуклеиновых кислот. 2013;41(21):9911–23. пмид:23965305
26. Хупер Д. Механизмы устойчивости к фторхинолонам. Обновление устойчивости к наркотикам. 1999; 2:38–55. пмид:11504468
27. Йошида Х., Кодзима Т., Ямагиши Дж., Накамура С.Хинолонрезистентные мутации гена gyrA кишечной палочки. Мол Ген Жене. 1988; 211:1–7. пмид:2830458
28. Musso D, Drancourt M, Osscini S, Raoult D. Последовательность определяющей устойчивость к хинолонам области гена gyrA для клинических изолятов и для выделенного in vitro устойчивого к хинолонам штамма Coxiella burnetii. Противомикробные агенты Chemother. 1996; 40:870–3. пмид:8849242
29. Сутера В., Леверт М., Бурмейстер В.П., Шнайдер Д., Маурин М. Эволюция в сторону устойчивости к фторхинолонам высокого уровня у видов Francisella.Журнал антимикробной химиотерапии. 2014;69(1):101–10. пмид:23963236
30. Ла Скола Б., Элькаркури К., Ли В., Вахаб Т., Фурнус Г., Ролен Дж.-М. и др. Экспресс-сравнительный геномный анализ для клинической микробиологии: парадигма Francisella tularensis. Геномные исследования. 2008;18(5):742–50. пмид:PMC2336804.
31. Лавлесс Б., Ермакова А., Кристенсен Д., Кондиг Дж., Хайне Хр., Васиелоски Л. и др. Идентификация устойчивости к ципрофлоксацину с помощью SimpleProbe, анализа нуклеиновых кислот высокого разрешения и пиросеквенирования в биоугрозах: Bacillus anthracis, Yersinia pestis и Francisella tularensis.Молекулярные зонды. 2010;24(3):154–60. пмид:20100564
32. Ромер Л., Бриттнахер М., Свенссон К., Бакли Д., Хауген Э., Чжоу Ю и др. Потенциальный источник аттенуации штамма живой вакцины Francisella tularensis, определенный путем сравнения геномов. Инфекция и иммунитет. 2006;74(12):6895–906. пмид:PMC1698093.
33. Шпагат С., Быстрём М., Чен В., Форсман М., Головлев И., Йоханссон А. и др. Мутант Francisella tularensis штамма SCHU S4, лишенный способности экспрессировать белок массой 58 килодальтон, аттенуирован для обеспечения вирулентности и представляет собой эффективную живую вакцину.Инфекция и иммунитет. 2005;73(12):8345–52. пмид:PMC1307091.
34. Horzempa J, Shanks RMQ, Brown MJ, Russo BC, O’Dee DM, Nau GJ. Использование нестабильной плазмиды и эндонуклеазы I-SceI для создания обычных безмаркерных делеционных мутантов у Francisella tularensis. Журнал микробиологических методов. 2010;80(1):106–8. пмид:PMC3034693.
35. ЛоВулло ЭД, Шерил Л.А., Перес Л.Л., Павелка М.С. Генетические инструменты для высокопатогенных Francisella tularensis subsp.туляремия. Микробиология. 2006;152(11):3425–35.

36. Лефлон-Гибу В., Спелдорен В., Хейм Б., Николя-Шанойн М.-Х. Эпидемиологическое исследование устойчивости к амоксициллину-клавуланату и соответствующих молекулярных механизмов у изолятов Escherichia coli во Франции: новые генетические особенности генов blaTEM. Противомикробные агенты Chemother. 2000;44(10):2709–14. пмид:109
37. Stapleton P, Wu P, King A, Shannon K, French G, Phillips I. Заболеваемость и механизмы устойчивости к комбинации амоксициллина и клавулановой кислоты у Escherichia coli.Противомикробные агенты Chemother 1995;39(11):2478–83. пмид:8585729
38. Джесудасон С., Эмис С. Механизм устойчивости к ампициллину у энтеробактерий, выделенных в Веллоре. Индиан Дж. Патол Микробиол. 2000;43(1):51–3. пмид:12583420
39. Рейд А.Дж., Симпсон И.Н., Харпер П.Б., Эмис С.Г.Б. Устойчивость к ампициллину у Haemophilus influenzae: выявление механизмов устойчивости. J Antimicro Chemother 1987;20(5):645–56.
40. Оно С, Муратани Т, Мацумото Т.Механизмы резистентности к имипенему и ампициллину у Enterococcus faecalis. Противомикробные агенты Chemother. 2005;49(7):2954–8. пмид:15980374
41. Didier J-P, Villet R, Huggler E, Lew DP, Hooper DC, Kelley WL, et al. Влияние воздействия ципрофлоксацина на геномные изменения Staphylococcus aureus, связанные с появлением устойчивости к рифампицину. Противомикробные агенты Chemother. 2011;55:1946–52. пмид:21357297

Использование, распространенные торговые марки и информация о безопасности

Ципрофлоксацин, левофлоксацин и офлоксацин являются примерами хинолоновых антибиотиков, которые лечат серьезные, осложненные инфекции

При возникновении инфекции может потребоваться антибиотик для быстрого и эффективного лечения инфекции.Но иногда определенные инфекции могут быть необычайно сложными для лечения. В этом случае лучшим выбором могут быть антибиотики класса хинолонов. Существует несколько различных типов антибиотиков, которые можно использовать для лечения различных инфекций, но хинолоны (также известные как фторхинолоны) представляют собой тип лекарств от инфекционных заболеваний, которые используются в первую очередь, когда есть опасения по поводу множественной лекарственной устойчивости к другим антибиотикам. В приведенной ниже таблице представлена информация о распространенных хинолоновых антибиотиках, купонах на эти лекарства и информация об их безопасности для ознакомления.

Другие хинолоны

Авелокс (моксифлоксацин)
Ципро IV (ципрофлоксацин)
Cipro XR (ципрофлоксацин)
Пенетрекс (эноксацин)
Фактив (гемифлоксацин)
Максакин (ломефлоксацин)
Proquin XR (ципрофлоксацин)
Трован (тровафлоксацин)

Что такое хинолоны?

Хинолоны — это тип антибиотиков, используемых для борьбы с различными бактериями. Из-за ингибирования нескольких различных типов микроорганизмов они считаются антибиотиками широкого спектра действия.Они оказались весьма эффективными против грамотрицательных бактерий, особенно Escherichia coli (E. coli) и Pseudomonas aeruginosa.

Существует довольно много побочных эффектов, связанных с этими антибиотиками, поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) предоставило рекомендации относительно их использования. Из-за их потенциальных побочных эффектов они не рекомендуются для большинства распространенных инфекций, поскольку менее токсичные антибиотики могут быть более подходящими. Поэтому их обычно откладывают при более серьезных и сложных инфекциях, против которых традиционные антибиотики оказались бессильны.Они также являются отличной альтернативой, когда может быть аллергия на традиционные противомикробные средства, такие как пенициллин или макролиды, особенно в случаях пневмонии.

Как и в случае с большинством антибиотиков, популярность этих препаратов сделала резистентность к хинолонам серьезной проблемой и угрожает их клинической эффективности. E. coli является одним из наиболее распространенных патогенов с внутрибольничной бактериальной резистентностью.

Теория устойчивости к хинолонам или фторхинолонам объясняется рядом причин.Один из примеров связан с изменением ДНК-гиразы, обнаруженной в бактериях, на которые обычно нацелен хинолоновый антибиотик. Это изменение в ДНК делает антибиотик менее эффективным против бактерий, способных вносить такие коррективы.

Другая теория заключается в том, что некоторые бактерии смогли уменьшить проницаемость своей внешней мембраны, из-за чего антибиотик не смог должным образом разрушить или ингибировать клеточную стенку этих бактерий, поскольку антибиотик не может проникать через стенку так же эффективно, как раньше.Наконец, некоторые бактерии обладают способностью развивать эффлюксные насосы. Эти помпы позволяют бактериям выживать в присутствии антибиотиков, что делает некоторые виды антибиотиков неэффективными.

К счастью, большинство E. coli резистентных к противомикробным препаратам безвредны, но при назначении хинолонов всегда следует проявлять повышенное внимание. Возможно, следует рассмотреть альтернативные формы, такие как цефалоспорины, которые имеют меньшую вероятность для этого типа резистентности.

Как действуют хинолоны?

Известно, что

хинолоновые антибиотики действуют против различных бактерий, останавливая их способность расти и заражать клетки организма.Это происходит за счет работы против двух разных ферментов, обнаруженных в бактериях. Ферменты — топоизомераза IV и ДНК-гираза. Оба мешают синтезу репликации ДНК. Хинолоновые антибиотики, действующие против топоизомеразы IV, более эффективны против грамположительных микроорганизмов. Принимая во внимание, что антимикробные агенты хинолонового ряда, которые действуют против ДНК-гиразы, более эффективны против грамотрицательных бактерий. Фторхинолоновые антибиотики являются более новыми производными хинолонов и обладают антибактериальной активностью одновременно против топоизомеразы IV и ДНК-гиразы.Более новые фторхинолоны также отличаются по способу их всасывания, метаболизма и выведения из организма по сравнению с традиционными хинолонами.

Для чего используются хинолоны?

Существует целый ряд заболеваний, против которых эффективны хинолоны. В том числе:

Типы хинолонов

Хинолоны первого поколения

Хинолоновые антибактериальные средства первого поколения являются одними из первых в своем классе, но в настоящее время используются редко. Эти антибактериальные агенты являются ингибиторами грамотрицательных бактерий, за исключением того, что они не чувствительны к видам Pseudomonas .

Неосложненные инфекции мочевыводящих путей чаще всего лечат этим типом антибиотиков. К сожалению, они склонны к резистентности многих бактерий к антибиотикам, и их следует избегать людям с плохой функцией почек.

Примеры хинолоновых антибиотиков первого поколения: Negram, Cinobac

Хинолоны второго поколения

Хинолоновые антибиотики второго поколения также эффективны против грамотрицательных бактерий, как и антибиотики первого поколения.Они также обладают чувствительностью к видам Pseudomonas . Кроме того, они содержат некоторые грамположительные бактерии, такие как Staphylococcus aureus — , но не Streptococcus pneumoniae.

Эти антибиотики также полезны при лечении неосложненных и осложненных инфекций мочевыводящих путей, пиелонефрита, заболеваний, передающихся половым путем, простатита, инфекций костей и инфекций кожи/мягких тканей.

Примеры хинолоновых антибиотиков второго поколения: Ципро, Флоксин, Максакин

Хинолоны третьего поколения

Антибиотики третьего поколения обладают еще более широким спектром действия против бактерий, чем первые два поколения.Они имеют такой же охват, как и хинолоны второго поколения, но также обладают большей чувствительностью к грамположительным микроорганизмам, таким как чувствительный к пенициллину S . pneumoniae или устойчивый к пенициллину S . пневмонии . Также наблюдается расширенная активность в отношении атипичных возбудителей ( Mycoplasma pneumoniae и Chlamydia pneumoniae) .

Более новые версии также позволяют ежедневно или дважды в день дозировать, уменьшая частоту приема лекарства.Эти более современные формы хинолонов также обладают фармакокинетикой для лечения инфекций нижних дыхательных путей, чего не было в предыдущих вариантах. Можно лечить различные типы инфекций, включая все предыдущие состояния, упомянутые ранее, а также хронический бронхит и внебольничную пневмонию.

Примеры хинолоновых антибиотиков третьего поколения: Авелокс, Левахин, Текин

Хинолоны четвертого поколения

Хинолоны четвертого поколения имеют наибольшую защиту от различных бактерий из всех поколений хинолонов, поскольку они лучше проникают в ткани. Streptococcus pneumoniae и Pseudomonas включены в этот класс, но они также обладают способностью бороться с анаэробными бактериями.

К сожалению, они также имеют самые серьезные потенциальные осложнения и побочные эффекты при их использовании. В связи с этим их обычно ограничивают в применении при инфекциях, угрожающих жизни и конечностям. Также ограничено или рекомендуется принимать его не более 14 дней.

Он имеет широкое покрытие против многих заболеваний, включая все болезни первых трех поколений, а также внутрибрюшные инфекции, нозокомиальную пневмонию и тазовые инфекции.Они неэффективны при лечении осложненных инфекций мочевыводящих путей или пиелонефрита.

Примеры хинолоновых антибиотиков четвертого поколения: Trovan

Кто может принимать хинолоны?

В целом хинолоны считаются безопасными средствами для лечения различных типов патогенов как у мужчин, так и у женщин.

Беременность и кормление грудью

Хинолоновые антибиотики никогда не должны быть препаратами первой линии лечения, поскольку существуют другие менее токсичные варианты, особенно для беременных или кормящих грудью.Хинолоны можно использовать при необходимости во время беременности, но ваш лечащий врач должен тщательно изучить преимущества и риски. Имеются некоторые данные, свидетельствующие об опасениях по поводу самопроизвольного аборта или повреждения костей или хрящей у нерожденного ребенка при применении антибиотиков хинолонового ряда. Кроме того, хинолоны не рекомендуются при грудном вскармливании, поскольку существует опасность развития желудочно-кишечных осложнений у младенцев.

Дети

Хинолоны не рекомендуются детям до 18 лет, за исключением случаев, когда речь идет о серьезных резистентных штаммах патогенов, при лечении которых антибиотики первого ряда оказались неэффективными.Считается, что дети более восприимчивы к развитию побочных эффектов, связанных с антибиотиками хинолонового ряда. Обычно они включают желудочно-кишечные осложнения, но есть и более серьезные опасения по поводу повреждения опорных суставов.

Другие ограничения

Пожилые люди, пациенты, длительно принимающие стероиды, или пациенты, перенесшие трансплантацию органов, могут отказаться от хинолонов, поскольку у них повышен риск развития разрывов сухожилий, периферической невропатии или поражения центральной нервной системы.

При назначении этих препаратов лицензированному медицинскому работнику необходимо знать о нескольких известных осложнениях и различных лекарственных взаимодействиях, связанных с этими противомикробными агентами, для безопасного назначения.

Безопасны ли хинолоны?

Отзыв

Ограничения на прием хинолоновых антибиотиков

Не используйте хинолоны, если у вас есть:

Повышенная чувствительность к лекарствам
Заболевания сердца в анамнезе, особенно проблемы с интервалом QT
История высокого кровяного давления
Синдром Марфана
Миастения гравис
Синдром Элерса-Данлоса
60 лет и старше
Риск или наличие в анамнезе аневризмы аорты
Неисправности с электролитами

Являются ли хинолоновые антибиотики контролируемыми веществами?

Антибиотики хинолонового ряда не являются контролируемыми веществами, поскольку при использовании этих препаратов отсутствует риск возникновения зависимости.

Распространенные побочные эффекты хинолонов

При использовании хинолонов наблюдается множество распространенных побочных эффектов. Некоторые осложнения, на которые следует обратить внимание, включают:

Тошнота
Диарея
Рвота
Боль в животе
Головная боль
Несварение желудка
Головокружение
Беспокойство
Головокружение
Вагинит
Бессонница
Реакция на солнце
Зуд
Сыпь
Беспокойство
Агитация
Путаница
Тендинит
Боль в суставах
Повышенный уровень ферментов печени
Боль в мышцах
Дезориентация
Проблемы с фокусировкой
Нервозность
Нарушение памяти
Бред
Паранойя
Галлюцинации
Кошмары
Тремор
Низкий уровень сахара в крови

Более серьезные побочные эффекты включают:

Реакция гиперчувствительности
Острая тяжелая аллергическая реакция
Тяжелая кожная реакция
Васкулит
Воспаление легких
Сывороточная болезнь
Фототоксичность
С.difficile-ассоциированная диарея
Суперинфекция
Приступы
Повышенное внутричерепное давление
Токсический психоз
Депрессия
Самоубийство
Удлинение интервала QT в сердце
Torsades de Pointes
Почечная токсичность
Кристаллы в моче
Токсичность печени
Снижение костного мозга
Болезнь крови
Периферическая невропатия
Разрыв сухожилия
Обострение миастении
Аневризма аорты
Расслоение аорты

СВЯЗАННЫЕ: Побочные эффекты ципрофлоксацина и как их избежать

Сколько стоят хинолоны?

Хотя антибактериальные хинолоны не являются антибиотиками первой линии для лечения многих бактерий, эти антибиотики довольно часто назначаются поставщиками медицинских услуг.