Prospects for the use of new generation of anti-tuberculosis drugs in treatment of drug-resistant tuberculosis (experimental and clinical study)

Mariia V. Pavlova; Павлова Мария Васильевна; Tatiana I. Vinogradova; Виноградова Татьяна Ивановна; Natalia V. Zabolotnykh; Заболотных Наталья Вячеславовна; Elena S. Ershova; Ершова Елена Сергеевна; Nadezhda V. Sapozhnikova; Сапожникова Надежда Валентиновна; Irina V. Chernokhaeva; Чернохаева Ирина Владиславовна; Liudmila I. Archakova; Арчакова Людмила Ивановна; Mariia L. Vitovskaya; Витовская Мария Львовна; Marine Y. Dogonadze; Догонадзе Марине Зауриевна; Anna A. Starshinova; Старшинова Анна Андреевна; Alevtina N. Grishko; Гришко Алевтина Николаевна; Petr K. Yablonsky; Яблонский Петр Казимирович

doi:10.17816/RCF16433-40

Перспективы использования противотуберкулезных препаратов нового поколения в терапии туберкулеза с лекарственной устойчивостью возбудителя(экспериментально-клиническое исследование)

Авторы: Павлова М.В.¹, Виноградова Т.И.¹, Заболотных Н.В.¹, Ершова Е.С.¹, Сапожникова Н.В.¹, Чернохаева И.В.¹, Арчакова Л.И.¹, Витовская М.Л.¹, Догонадзе М.З.¹, Старшинова А.А.¹, Гришко А.Н.¹, Яблонский П.К.¹
Учреждения:
1. ФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Минздрава России
Выпуск: Том 16, № 4 (2018)
Страницы: 33-40
Раздел: Статьи
Статья получена: 16.02.2019
Статья опубликована: 15.12.2018
URL: https://journals.eco-vector.com/RCF/article/view/11085
DOI: https://doi.org/10.17816/RCF16433-40
ID: 11085

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Статистика

Аннотация

Цель настоящей работы — экспериментально-клиническое исследование возможности повышения эффективности терапии туберкулеза легких с лекарственной устойчивостью возбудителя за счет включения в схемы лечения сочетания противотуберкулезных препаратов нового поколения: бедаквилина (Bq) и тиоуреидоиминометилпиридиния перхлората (перхлозон, Tpp). Представленные результаты получены: в эксперименте — в модели туберкулезной инфекции у 103 мышей-самцов линии C57black/6, воспроизведенной путем введения в латеральную вену хвоста суспензии клинических штаммов Mycobacterium tuberculosis с множественной лекарственной устойчивостью и с различными сочетаниями мутаций в генах; в клинике — на основе обследования и лечения 148 пациентов с мультирезистентным туберкулезом органов дыхания. Показано, что применение схем терапии туберкулеза с множественной и широкой лекарственной устойчивостью возбудителя, содержащих Bq и Tpp, в комплексе с препаратами, подобранными с учетом лекарственной чувствительности микобактерий, позволяет существенно сократить сроки купирования симптомов интоксикации, регрессии воспалительных изменений, абациллирования и достижения положительной рентгенологической динамики. Нежелательные явления на фоне сочетанного назначения препаратов нового поколения, как правило, соответствовали легкой и средней тяжести, по частоте развития и выраженности не отличались от контрольных групп наблюдения.

Ключевые слова

туберкулез, лекарственная устойчивость возбудителя, лечение, бедаквилин, тиоуреидоиминометилпиридиния перхлорат, доклиническая оценка, клиническая эффективность, нежелательные явления

Полный текст

Введение

Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) представляет собой серь езную проблему общественного здравоохранения. Тенденции к росту МЛУ-ТБ характерны как для Российской Федерации, так и для всего мира. По оценкам экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), только лишь в европейском регионе из 323 000 новых случаев туберкулеза, зарегистрированных в 2015 г., каждый пятый — c МЛУ-ТБ [5]. В Российской Федерации на фоне достигнутой стабилизации эпидемической ситуации по туберкулезу с тенденцией к улучшению отмечается ежегодный прирост доли МЛУ-ТБ среди пациентов с туберкулезом органов дыхания, выделяющих микобактерии (МБТ), с 51,4 % в 2016 г. до 54 % в 2017 г. [7]. Эффективность лечения данного контингента пациентов вызывает особые трудности во всем мире и не превышает 54 % для туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) возбудителя и 30 % для туберкулеза с широкой лекарственной устойчивостью [14]. Поэтому поиск путей повышения эффективности лечения МЛУ-ТБ с использованием возможностей новых противотуберкулезных препаратов является одним из важнейших и прио ритетных направлений современной фтизиатрии.

К препаратам последнего поколения, зарегистрированным в РФ в период 2012–2014 гг., включенным в Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулеза органов дыхания с множественной и широкой лекарственной устойчивостью возбудителя [4] и Национальные клинические рекомендации по фтизиатрии [12], относятся бедаквилин (Bq) и тиоуреидоиминометилпиридиния перхлорат (перхлозон, Tpp). Бедаквилин — препарат из группы диарилхинолинов, оказывает бактерицидный эффект за счет ингибирования протонной помпы аденозинтрифосфат-синтазы микобактерий, разобщая процессы клеточного дыхания. Тиоуреидоиминометилпиридиния перхлорат относится к группе тиосемикарбазонов, является пролекарством, трансформируется в активную форму с помощью фермента монооксигеназы, проявляет бактерио статическое действие в отношении Mycobacterium tuberculosis, нарушая биосинтез клеточной стенки, механизм антимикобактериального воздействия не изучен полностью.

Появились отечественные исследования по обоснованию применения бедаквилина [3, 5, 8, 9] или тиоуреидоиминометилпиридиния перхлората [1, 2, 8, 13] в качестве препаратов выбора при лечении лекарственно устойчивого туберкулеза органов дыхания.

Целью исследования явилось экспериментальное клиническое изучение возможности повышения эффективности терапии туберкулеза легких с лекарственной устойчивостью возбудителя за счет включения в схемы лечения сочетания противотуберкулезных препаратов нового поколения — Bq и Tpp.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования выполнены в двух сериях опытов на 103 мышах-самцах линии C57black/6 массой 16–18 г, полученных из питомника «Андреевка» филиала ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий» ФАНО. Животных содержали в условиях вивария при свободном доступе к воде и пище и естественной смене светового режима. В обеих сериях экспериментальный туберкулез моделировали путем инокуляции в латеральную хвостовую вену суспензии, содержащей 10⁶КОЕ (колониеобразующих единиц/мышь) трехнедельных клинических штаммов Mycobacterium tuberculosis (из коллекции ФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» (СПб НИИФ) Минздрава России) с МЛУ и с различными сочетаниями мутаций в генах. В первой серии опытов использован штамм № 9660 с устойчивостью к изониазиду, рифампицину, стрептомицину этионамиду, канамицину с сочетанными мутациями в генах rpoB (резистентность к рифампицину), katG, inhA, ahpC (устойчивость к изониазиду). Во второй серии применяли штамм № 2712, резистентный к изониазиду, рифампицину, этамбутолу, стрептомицину, канамицину, капреомицину и амикацину с мутациями в генах rpoB, katG и ahpC. Все исследования проводили согласно Правилам лабораторной практики (приказ Минздравсоцразвития РФ № 708 н от 23.08.2010).

Противотуберкулезную терапию с учетом спектра лекарственной чувствительности микобактерий туберкулеза (ЛЧ МБТ) начинали на 14-й день после инфицирования, когда при вскрытии эвтаназированных животных группы контроля заражения в легких визуализировали очаги специфического воспаления. В первой серии опытов контролем терапии являлась группа мышей, леченных амикацином (A), этамбутолом (E), пиразинамидом (Z) и левофлоксацином (Lfx). В опытных группах заменяли один либо два из базовых препаратов (Lfx или ZLfx) на Bq и Tpp. Во второй серии опытов животных группы терапии лечили парааминосалициловой кислотой (PAS), циклосерином (Cs), протионамидом (Pt) и Lfx. В опытной группе заменяли Pt и Lfx на Bq и Tpp. Курс лечения составил 2 месяца в первой серии, 4 месяца — во второй.

Эффективность лечения в обеих сериях оценивали по макроскопической регистрации пораженности легких туберкулезным процессом и их биометрии (в условных единицах), а также по оценке массивности роста МБТ в дозированных посевах гомогенатов ткани легких на плотную яичную среду Левенштейна – Йенсена методом серийных разведений по числу КОЕ на массу легких.

Характеристика обследованных больных. В клиниках ФГБУ «СПб НИИФ» Минздрава России и КУ ХМАО-Югры «Ханты-Мансийский клинический противотуберкулезный диспансер» было проведено обследование и курс лечения пациентов (148 чел.) с мультирезистентным туберкулезом органов дыхания.

Все пациенты с установленной лекарственной устойчивостью разделены на 4 группы в зависимости от схемы назначения противотуберкулезной терапии. Основную группу (ОГ) составили 32 пациента, которые получали химиотерапию с учетом ЛЧ МБТ с включением сочетания Bq + Трр. Сформировано три контрольные группы (КГ), где противотуберкулезную терапию также назначали с учетом ЛЧ МБТ: в ГК1 (n = 37) препараты нового поколения не использовали; в схему химиотерапии контрольной группы 2 (n = 40) был включен Bq (ГК2Вq); в контрольной группе 3 (n = 39) использовали Трр (ГК3Трр). Пациенты основной и контрольных групп были сопоставимы по клинико-рентгенологическим и лабораторным показателям.

Среди обследованных пациентов мужчин было 80,4 % (119 чел.), женщин — 19,5 % (29 чел.), из них 110 чел. (74,3 %) — в возрасте от 18 до 40 лет, 38 чел. (25,6 %) — от 41 до 65 лет. Социальный состав пациентов в исследуемых группах был однороден. Туберкулез легких выявлен в большинстве случаев при обращении в лечебно-профилактические учреждения с жалобами — 64,2 % случаев (95 чел.); при прохождении профилактического осмотра — 35,8 % (53 чел.). Клинические проявления в различных сочетаниях имели место у 119 (80,4 %) пациентов.

При поступлении в стационар у 91 больного (61,4 %) заболевание проявлялось острым началом с выраженным интоксикационным синдромом, подострое начало (небольшой кашель с мокротой, мало выраженный интоксикационный синдром) отмечено у 12 (8,1 %), бессимптомное — у 44 (29,7 %) пациентов. В клинической структуре туберкулеза преобладали диссеминированный и инфильтративный туберкулез легких и 42 (28,3 %) больных соот ветственно у 92 (62,2 %); у 8 пациентов (5,4 %) диагностирован фиброзно-кавернозный туберкулез, казеозная пневмония — у 6 (4 %) человек. У подав ляющего большинства пациентов туберкулезный процесс характеризовался наличием в легочной ткани фазы распада (130 чел., 87,8 %), у 84 из них (56,7 %) деструктивные изменения имелись в обоих легких. Более половины больных, поступивших в стационар для лечения, имели различные сопутствующие заболевания (89 чел., 60,2 %). Наибольшее число патологии у 22 (14,8 %) человек установлены со стороны желудочно-кишечного тракта: язвенная болезнь желудка, гастрит вне обострения; состояли на учете у кардиолога 14 (9,4 %) пациентов, у 6 больных наблюдались изменения со стороны органов зрения и слуха. Патология со стороны бронхолегочной системы (хроническая обструктивная болезнь легких, хронические неспецифические заболевания легких) и вирусного поражения печени (хронический вирусный гепатит В и С) установлена у 9,4 % пациентов.

Множественная или широкая лекарственная устойчивость микобактерий установлена у всех пациентов и подтверждена культуральными методами (посевы на плотные и жидкие питательные среды в системе BACTEC MGIT-960). К изониазиду и рифампицину, как наиболее эффективным противотуберкулезным препаратам, ЛУ МБТ подтверждена во всех 148 случаях; к изониазиду и рифампицину в сочетании с устойчивостью к фторхинолонам и одному из инъекционных препаратов (канамицин, амикацин, капреомицин) — в 98 случаях (66,2 %). Наиболее высокая ЛУ МБТ к препаратам второго ряда установлена к этионамиду (77,4 %), фторхинолону (66,5 %) и препарату первого ряда — этамбутолу (70,2 %). Множественная ЛУ МБТ установлена у 33 (22,3 %), пре- и широкая ЛУ МБТ соответственно у 57 (38,5 %) и 58 (39,1 %) пациентов. Достоверных различий по лекарственной устойчивости МБТ между группами не установлено.

Эффективность химиотерапии больных оценивали по критерию прекращения бактериовыделения методами люминисцентной микроскопии и посева на жидкие питательные среды в системе BACTEC MGIT-960.

Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета программ Statistica по t-test, а также с помощью коэффициента корреляции по формуле точного метода Фишера для количественных данных.

Результаты и их обсуждение

Экспериментальное исследование терапевтического эффекта композиции AEZLfx у мышей в первой серии, инфицированных лекарственно устойчивым штаммом Mycobacterium tuberculosis № 9660, показало отчетливую результативность через 2 месяца применения по достоверному снижению показателей тяжести течения инфекции в сравнении с группой не получавших лечения зараженных животных (коэффициент массы легких до 0,98 ± 0,04 усл. ед. против 1,94 ± 0,09 и индекс их поражения до 2,25 ± 0,05 усл. ед. против 3,0 ± 0,07 усл. ед., р < 0,001) и по числу КОЕ МБТ в посевах легких в 5,7 раза (р < 0,00001).

Замена одного либо двух из базовых препаратов (Lfx или ZLfx) на Bq Tpp привела к дальнейшему улучшению результатов противотуберкулезной терапии. Наибольшая терапевтическая эффективность установлена у получавших лечение по схеме AEBqTpp мышей: по сравнению с контролем у них зафиксировано достоверное снижение коэффициента массы легких (на 30 %, р < 0,001), индекса их поражения (на 20 %, р < 0,001), а также интегрального показателя результативности терапии — обсемененности легких МБТ (рис. 1).

Рис. 1. Обсемененность легких микобактериями через 2 месяца терапии композицией AEBqTpp лекарственно устойчивого туберкулеза у мышей C57BL/6. Данные представлены в виде диаграмм размаха; горизонтальная линия — медиана; ** р < 0,05; *** р < 0,00001

При этом клиренс легких от МБТ по числу КОЕ МБТ повысился в 3 раза и составил (1,86 ± 0,29) × 10³КОЕ при (5,66 ± 1,09) × 10³КОЕ (р < 0,05) у мышей, получавших противотуберкулезную терапию по схеме AEZLfx. Тенденция более качественной инволюции туберкулезного процесса по показателю обсемененности легких МБТ у мышей, получавших сочетание Bq ± Tpp в схеме химиотерапии, сохранялась и через 3 месяца после прекращения лечения, но эти различия с группой контроля не были статистически достоверными.

Во второй серии опытов, где для моделирования экспериментального лекарственно устойчивого туберкулеза использован клинический штамм № 2712, четырехмесячный курс лечения композицией PASCsPtLfx повысил клиренс легких от МБТ более чем в 3,7 раза по числу КОЕ по сравнению с группой контроля заражения (р < 0,00001, рис. 2). На этом фоне, как и в предыдущей серии, наибольший положительный эффект был достигнут при сочетанном введении Bq и Tpp в комплексную терапию по дальнейшему снижению коэффициентов массы легких в 1,4 раза (с 1,34 ± 0,08 до 0,94 ± 0,1 усл. ед., р < 0,001), индексов их поражения в 1,2 раза (с 2,88 ± 0,04 до 2,36 ± 0,13 усл. ед., р < 0,02) и обсемененности количества КОЕ в легких в 2,1 раза (р < 0,001) по сравнению с группой контроля (см. рис. 2).

Рис. 2. Обсемененность легких микобактериями через 4 месяца терапии композицией PASCsBqTpp лекарственно устойчивого туберкулеза у мышей C57BL/6. Данные представлены в виде диаграмм размаха; горизонтальная линия — медиана; ** р < 0,001; *** р < 0,00001

Таким образом, в двух сериях опытов при инфицировании мышей C57BL/6 двумя клиническими штаммами МБТ (с различным спектром лекарственной устойчивости и различными сочетаниями мутаций в генах) установленоно достоверное повышение эффективности лечения при сочетанном включении Bq и Tpp в схемы противотуберкулезной терапии.

Оценка клинической эффективности терапии больных показала, что ко второму месяцу лечения включение в комплексную терапию туберкулеза с ЛУ МБТ сочетания Трр + Bq обеспечивало прекращение бактериовыделения у больных ОГ достоверно чаще, чем в группе ГК1 и ГК3 (80,0 против 29,6 и 36,6 % соответственно, р < 0,05, рис. 3). В группе пациентов, получавших бедаквилин, абациллировано 63,8 % пациентов по сравнению с основной группой (р > 0,05). К четырем месяцам химиотерапии достоверность различий по негативации мокроты между ОГ и ГК1 сохранилась. При этом прекращение бактериовыделения в основной группе составило 96,2 % (25 чел.), а у пациентов ГК1 — 48,6 % (18 чел., р < 0,05). Такая же тенденция, как видно из рис. 3, сохранялась и к 6 месяцам терапии.

Рис. 3. Эффективность лечения по прекращению бактериовыделения в группах наблюдения: ГК1 — контрольная группа 1, не получавшая препаратов нового поколения; ГК2Вq — контрольная группа 2 с включением бедаквилина в противотуберкулезную терапию; ГК3Трр — контрольная группа 3 с включением Трр; ОГBqTpp — основная группа пациентов с сочетанным использованием Трр и Bq

Эффективность терапии оценивали также по рентгенологической динамике специфического процесса. Значительная регрессия воспалительных изменений, рассасывание инфильтрации и очагов с уменьшением деструктивных изменений, уменьшение полостей распада наблюдались у ¹/₃ пациентов основной группы уже к 2–4 мес. терапии, то есть быстрее, чем в группах сравнения. К 6 мес. терапии наибольшая эффективность по динамике рентгенологических изменений также зарегистрирована в основной группе (87,5 %, 28 случаев). В группах сравнения положительная рентгенологическая динамика зафиксирована соответственно в КГ1 — 63 %; в ГК2 — 68,4 %; в ГК3 — 69,7 %.

Анализ нежелательных реакций среди исследуе мых групп больных не выявил серьезных нежелательных реакций. Нежелательные реакции средней степени выраженности установлены у 8,1 % (12) пациентов всех групп, и, после временной отмены химиотерапии и назначения симптоматического лечения, прием препаратов продолжен в прежнем объеме. Легкие нежелательные реакции, которые не требовали отмены противотуберкулезных препаратов, зарегистрированы у 58,1 % (86) больных. Развитие нежелательных реакций (НР) на химиотерапию (ХТ) (интенсивная фаза) в основной группе зарегистрировано у 68,8 % (22); в ГК2 НР установлены у 29 пациентов (72,5 %). У больных, получавших Tpp (контрольная группа 3) НР установлены у 79,5 % (31), в первой контрольной группе (пациенты, получавшие стандартный режим ХТ) — в 81,0 % (30). Все НР соответствовали первой или второй степени тяжести, которые относятся к легкой или средней степени выраженности шкалы CTCAE (95,7, 93,0 и 91,9 % соответственно). Нежелательные реакции были купированы при назначении симптоматической терапии без отмены противотуберкулезных препаратов. У двух пациентов отмечались нежелательные явления третьей степени, которые потребовали отмены препаратов и назначения корригирующей терапии. Достоверных различий по развитию НР между сравниваемыми группами пациентов не обнаружено. Нежелательных явлений, соответствующих четвертой и пятой степеням тяжести, то есть реакций, которые бы требовали проведения реанимационных мероприятий или приводили к смертельному исходу, не наблюдалось. Частота выявления нежелательных реакций легкой и средней степеней выраженности в основной группе больных по поражению определенной системы органов по классификации ВОЗ (2000) представлена на рис. 4.

Рис. 4. Распределение нежелательных реакций в группе больных, получавших тиоуреидоиминометилпиридиния перхлорат и бедаквилин в составе комплексной терапии, по системам органов: 1 — аллергические реакции в виде поражения кожи и ее производных (сыпь, кожный зуд); 2 — гепатотоксические реакции; 3 — поражение желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, изжога, диарея, боли в эпигастрии); 4 — кардиотоксическое влияние по изменениям электрокардиограммы (тахикардия, нарушение процессов реполяризации, изменения сегмента ST, удлинения интервала QT ); 5 — эндокринные нарушения в виде развития гипотиреоза; 6 — нейротоксические проявления (слабость, сонливость/бессонница, головокружения)

Выводы

Применение бедаквилина и тиоуреидоиминометилпиридиния перхлората в комплексе с противотуберкулезными препаратами, подобранными с учетом спектра лекарственной устойчивости клинических штаммов, использованных для моделирования экспериментального туберкулеза у мышей C57black/6, существенно улучшало результаты химиотерапии (независимо от длительности курса): уменьшалась распространенность специфического воспаления в легких (по индексу поражения и коэффициенту их массы), усиливался клиренс легких от МБТ.
Сочетанное использование тиоуреидоиминометилпиридиния перхлората и бедаквилина в комплексной терапии больных туберкулезом легких с множественной или широкой лекарственной устойчивостью возбудителя достоверно повышает эффективность лечения пациентов по срокам прекращения бактериовыделения (2 месяца). Все нежелательные проявления у больных, получавших тиоуреидоиминометилпиридиния перхлорат и бедаквилин, соответствовали легкой и умеренной степеням тяжести и отмечались с той же частотой, что и в группах контроля.

Работа выполнена в рамках Государственного задания Минздрава России.