替米考星的研究进展

替米考星的研究进展

氨基葡萄糖的化学名字是4a-o-脱（2、6-二氧-3-c-羟色胺-羟色胺）-20-脱氧-20-（3、5-甲基-1-吡啶）泰乐菌素，也被称为20-脱氧-20-（3、5-甲基-1-吡啶）脱碳酶酸泰乐菌素。这是一种以太乐菌素为前体半合成的特殊抗生素。20世纪80年代，英国elanco动物饲料公司首次开发并成功开发。该产品及制剂已经被美国FDA批准,并收载于美国药典USP24版。替米考星原料系1992年3月在美国上市,专用于治疗牛呼吸系统感染、猪支原体、胸膜肺炎放线杆菌、巴氏杆菌等引起的感染和畜禽类滑液霉形体、支原体的感染性疾病,其预混剂(商品名为Pulmotil)于1995年11月获准在英国上市,美国、澳大利亚、西班牙、意大利和巴西均获准注册销售,其溶液(商品名为Pulmotil?AC)已在马来西亚、意大利、美国、菲律宾、泰国获准上市销售。在我国,美国礼来公司有用于猪的替米考星预混剂产品销售。近年来,替米考星原料药和制剂产品的国产化研制开发进展迅速,目前国内已有浙江海正药业股份有限公司、中牧股份有限公司等兽药企业在进行新产品开发申报。替米考星主要用于牛、猪、鸡、羊等动物由敏感菌引起的感染性疾病,特别是畜禽呼吸道感染,如猪的喘气病、传染性胸膜肺炎、鸡的支原体病和动物巴氏杆菌病,同时对奶牛乳房炎主要菌系具有良好作用。为了解替米考星及其应用,现将有关其抗菌活性、药动学、药效学、毒理学与临床应用等方面的研究分别概述如下。1替米考星的制备替米考星一般由泰乐菌素半合成制得。泰乐菌素在酸中水解,得到其水解产物去碳霉糖泰乐菌素(Demycosin),后者在无水甲醇中与cis-3,5二甲基哌啶反应,得到的产物经磷酸缓冲液冲洗,用氢氧化钠溶液调PH值至10,浓缩即得替米考星。2替米考星基因型抗菌药物5.替米考星具有同其他大环内酯类抗生素相似的抗菌谱,对革兰氏阳性菌和部分阴性菌、支原体、螺旋体等均有较强抑制作用,抗菌活性优于泰乐菌素,尤其是对胸膜肺炎放线杆菌、溶血性巴氏杆菌、多杀性巴氏杆菌及畜禽支原体作用最强。对奶牛乳房炎的各类致病菌也表现出比泰乐菌素更强的体外抗菌活性。据Inamoto等报道,替米考星(TMS)、金霉素(CTC)、甲砜霉素(TP)和泰乐菌素(TS)对日本1985～1989年间从猪肺炎损害部位分离出的61株多杀性巴氏杆菌和35株胸膜肺炎放线杆菌的抗菌作用,大多数菌株对TMS、CTC、TP敏感。CTC和TP分别在3.13μg/ml和0.78μg/ml时对51株(83.6%)和46株(75.4%)多杀性巴氏杆菌有抑制作用。TS对几乎所有菌株的抗菌活性较低,MIC≥6.25μg/ml。TMS对23株(37.7%)多杀性巴氏杆菌的MIC≥1.56μg/ml,但在3.13μg/ml时,TP和TMS分别能抑制32株(91.4%)和33株(94.3%)放线杆菌,可见作为同一大环内酯类药物,泰乐菌素对两种细菌的抗菌活性均不及替米考星。SalmonSA等用从美国、加拿大分离到的515株致病菌对头孢噻呋、恩诺沙星、红霉素、磺胺二甲嘧啶、壮观霉素、林可霉素、磺胺嘧啶/TMP、氨苄青霉素和替米考星等9种药物的敏感性进行测定。结果发现,抗菌作用最强的是恩诺沙星和头孢噻呋,替米考星对巴氏杆菌和胸膜肺炎放线杆菌活性中等。替米考星对鸡支原体表现出较强的体外抗菌活性。Jor-dan等报道了替米考星和泰乐菌素对家禽6株鸡败血霉形体和3株滑液霉形体的体外MIC值。替米考星对6株鸡败血霉形体的MIC值分别为:<0.0125、0.0025、0.0025,>12.5、0.004、0.1、0.0125、0.006和0.025μg/ml;而泰乐菌素的MIC值则分别为:<0.0125、0.02、0.02、3.2、0.016、0.8、0.0125、0.025和0.025μg/ml。Ziv等应用替米考星对从奶牛乳房炎分离的112株金黄色葡萄球菌和其它致病菌进行MIC90测定。结果表明,替米考星对乳房炎金黄色葡萄球菌和链球菌均很敏感,其中对化脓性链球菌活性最强(MIC90为0.04μg/ml)。替米考星在小于3.12μg/ml时能抑制90.8%的其它革兰氏阳性乳房炎致病菌。表1为替米考星和泰乐菌素对一些常见致病菌的MIC90值,表2、3为替米考星对畜禽常见病原菌和对奶牛乳房炎的各类致病菌与先锋霉素V进行对比的抗菌活性试验结果。试验结果表明,磷酸替米考星对畜禽常见的18种病原菌总体抑菌效果优于先锋霉素V,尤其是对李氏杆菌、禽巴氏杆菌、猪丹毒杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、支气管炎博德特氏菌、猪胸膜肺炎放线杆菌、鸡败血支原体等菌株高度敏感。替米考星对奶牛乳房炎常见的8种病原菌均有一定的抑菌作用,尤其是对G+菌具有很强的抑菌效果,总体抑菌效果优于先锋霉素V。3给药后药物状态替米考星的药动学已在奶牛、奶山羊、绵羊、牛、猪等动物上进行过研究,但未见家禽的药动学报道。替米考星在家畜体内的主要药动学特征是,内服和皮下注射给药吸收快,血中消除半衰期较长,具有良好的组织穿透力,体内分布容积大,尤其在肺和乳房等结缔组织中显示出较高的药物浓度,能迅速而较完全地从血液进入乳房,乳汁中药物浓度高,维持时间长,乳汁中消除半衰期长达1～2d。这些特殊的药动学特性尤其适合于对家畜肺炎、乳房炎等感染性疾病的治疗。Ziv等报道了替米考星在奶牛体内的药动学特征。静注(10mg/kg)后表现较低的血药浓度和较大的表观分布容积(>2.0l/kg),血液中消除半衰期为46.4～72.8min,给药30min时,乳中药物浓度大大高于血中浓度,乳汁和血液中最大药物浓度(Cmax)之比为30.1～10.1,乳汁中消除半衰期为22.6h。皮下注射(10mg/kg)平均生物利用度为22%,血液中消除半衰期为4.18h,给药30min内乳汁药物浓度高于血药浓度近50倍,乳汁中消除半衰期为21.06h,乳中有效药物浓度持续高于乳房炎主要致病菌的MIC值。可见奶牛皮下注射和静注给药后的共同药动学特征是药物迅速进入乳汁中,且药物浓度高,维持时间长,消除缓慢。张继瑜等对替米考星在羊的药代动力学研究表明,对替米考星的血清药物浓度检测96h,注射替米考星后的最初36h内为药物的体内吸收和分布过程,而曲线的末段则反映了药物的后吸收平衡。皮下注射替米考星后,药物吸收迅速,数据分析表明,40h以前的血药浓度在大多数病原菌的MIC范围之内(图2)。替米考星在羊体内的药物动力学符合二室开放模型,静注给药的吸收分布半衰期平均为0.55h,消除半衰期平均为12.19h。皮下注射替米考星的平均吸收半衰期为2.48h,消除半衰期为30.84h,最大血药浓度为2.15μg/ml,最大浓度时间为0.70h。皮下注射给药后的T1/2B为30h。Thomson等测定了替米考星拌料给药在猪体内的浓度。按200mg/kg、400mg/kg饲料[相当于10.97、21.34mg/(kg·d)]连续给药14d后肺组织中药物浓度分别为0.73～1.43μg/ml和1.11～2.59μg/ml,均低于Moore等报道的替米考星对猪肺炎病原菌(胸膜肺炎放线杆菌和多杀性巴氏杆菌)的MIC值(≥3.0μg/ml)。但临床上,美国和欧洲一些国家已应用200～400mg/kg拌料给药预防由胸膜肺炎放线杆菌和多杀性巴氏杆菌引起的猪肺炎并取得良好效果。为探讨原因,该研究通过体外试验,应用猪初级肺泡巨噬细胞在含替米考星10μg/ml和20μg/ml的培养基质中孵育,测定进入细胞内的药物浓度,结果同牛肺泡巨噬细胞相似,猪初级肺泡巨噬细胞具有很强的药物积聚能力,并随时间延长浓度明显升高,最高时替米考星在猪巨噬细胞内可以积聚比细胞外高达50倍的浓度。Scorneanx等亦证实约70%～80%替米考星的亚细胞分布是定位于溶酶体中。由此可见家畜肺泡巨噬细胞对替米考星的高累积为临床上肺炎的有效防治提供了基础,即血液和肺组织中药物水平低于致病菌的MIC值。替米考星代谢研究表明,替米考星在动物体内至少产生4种代谢产物T1、T2、T3和T4。T1为N-去甲基替米考星,T2被认为是一种杂质,T3为替米考星在Mycaminose基团上-N(CH2)被OH取代的产物,T4则为替米考星C=C双键被还原而在大环内酯部分硫酸化的代谢物(增加SO3H基团),以上是替米考星在牛、猪、羊和鼠体内发现的代谢途径。在家禽体内还有另一条代谢途径,即替米考星Mycinose糖部分的还原性葡萄糖苷断裂而产生代谢产物T9和T10,进一步研究发现部分替米考星代谢产物亦具有一定的抗菌活性,T1活性相当于替米考星的25%,T9活性则为替米考星的4倍,T10与替米考星活性相当,可见在家禽体内替米考星代谢后抗菌活性显著增强。4皮下注射10d不同替米考星临床上主要用于防治家畜肺炎(胸膜肺炎放线杆菌、巴氏杆菌、支原体等感染),家禽支原体病和泌乳动物乳房炎等。兽医临床上将替米考星用于预防和治疗畜禽肺炎和乳房炎等疾病时,皮下注射10～20mg/kg,一次即可取得良好疗效。在预防和治疗猪霉形体肺炎时可采取200～400mg/kg拌料给药15d的方式,家禽常按100～200mg/l饮水连用5d,可预防和治疗霉形体病,但不用于产蛋鸡。替米考星治疗乳房炎的确切疗效有待验证,但一般认为在奶牛干乳期内皮下注射10mg/kg或乳房内灌注300mg/次,能较好地减轻症状和抑制致病菌的生长、繁殖,起到控制作用。有关替米考星在小动物方面的应用未见报道。4.1替米考星的临床治疗效果Ose等报道替米考星按10、20、30mg/kg单剂量皮下注射,治疗自然感染巴氏杆菌的犊牛肺炎,均能显著降低体温(24h内),缓解临床症状、肺组织病变程度,同时,牛肺组织中巴氏杆菌的检出数量和病牛死亡率也显著下降。Picavet等应用替米考星(10mg/kg)和利高霉素(5mg/kg林可霉素和10mg/kg壮观霉素合剂)治疗自然感染性肺炎,单剂量替米考星在消除症状和提高食欲方面明显优于利高霉素,通过肺部病原体分离和鉴定,两者对巴氏杆菌和支原支的减少率无明显差异。Morck等报道了长效土霉素(20mg/kg)和替米考星(10mg/kg)对1806头肉牛肺炎的预防效果,两药均能显著降低肺炎和其它多种疾病的发病率和死亡率。替米考星在增重、缓解症状方面明显优于长效土霉素。Owens等报道了对泌乳期奶牛金黄色葡萄球菌乳房炎应用替米考星和头孢噻呋的疗效。在治疗28d后,替米考星乳房灌注(300mg,连用6次)治愈率最高仅达9.1%(指28d内多次采样均分离不到金黄色葡萄球菌评定为治愈),但替米考星皮下注射(3000mg/d,连用3d)与头孢噻呋(乳房灌注200mg,连用6次;肌注500mg,连用3d)均能显著降低乳样中细菌数量和乳房炎指标之一的体细胞(SCC)数量。Shen-Tov等建议应在奶牛干乳期经皮下注射给药治疗乳房炎,但未对其实际临床效果进行评价。4.2替米考星用药替米考星一般是通过拌料给药进行猪肺炎、胸膜肺炎、传染性萎缩性鼻炎的预防和治疗。Walters报道替米考星预防猪自然感染性肺炎并与土霉素(400mg/kg拌料)进行比较,证实替米考星按200～400mg/kg拌料(相当于每天8-21mg/kg体重),连用15d时对肺炎发病率及其严重程度有显著降低,能较好地预防细菌性肺炎(如放线杆菌或/和巴氏杆菌)。中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所研究证明,替米考星75mg/kg、100mg/kg的浓度拌料给药,对猪胸膜肺炎放线杆菌引起的胸膜肺炎有显著的治疗效果,同时对人工感染发病猪的治疗效果比较显著,给药组猪只在试验期间的增重率显著高于土霉素(600mg/kg)对照组和空白对照组。4.3替米考星和泰乐菌素治疗鸡败血受体病由于替米考星对家禽支原体具有较强的抗菌活性,已被用于治疗家禽支原体病并取得较好的效果。Lreeve等和Kempf等报道替米考星以50、100、200、300mg/l饮水给药,对实验性鸡败血支原体病具有良好的预防和治疗效果。Jor-dan等以替米考星和泰乐菌素治疗鸡败血支原体病疗效比较结果表明,替米考星(0.25g/l)与泰乐菌素(0.5g/l)疗效相近。张继瑜等报道,替米考星高、中、低三个剂量组及泰乐菌素组的死亡率均极显著的低于感染对照组(P<0.01)。有效率极显著高于感染对照组(P<0.01)。替米考星高、中剂量组有效率均显著高于低剂量组及泰乐菌素组(p<0.05)。但替米考星高、中剂量组的死亡率、有效率之间均无统计学差异(P>0.05)。说明替米考星作为饮水剂预防巴氏杆菌感染以中剂量(100ppm)为好。同时结果还表明,替米考星低剂量组(50ppm)与泰乐菌素(500ppm)组的死亡率、有效率之间均无统计学差异(P>0.05),说明替米考星与泰乐菌素相比具有用量少,效果显著等优点。4.4治疗羊乳房炎替米考星还可用于绵羊、山羊的细菌和支原体感染。ACroff报道,分别用替米考星和安慰剂治疗羊乳房炎,结果替米考星组病变率明显降低,在50d时母羊所产的羔羊替米考星组平均每只比安慰剂组的羊羔重0.5kg。5粪样的采集研究证实,经24小时停药期后任何可食用组织中的替米考星均为不显著或不可检出。通过检测试验肉鸡组织、粪便、胆汁,发现残留物主要为替米考星原形物和N-甲基替米考星,代谢产物的主要部分出现在粪便中,这说明粪便是排出替米考星的主要途径。上述特点在大鼠、牛和猪上也观察到了。EAEMP(1996～1998)对替米考星的残留进行研究。替米考星在牛的肝、肾和注射部位残留浓度最高,放射标记研究表明皮下注射第3天和第14天后肝和肾中原形药物分别比肌肉和脂肪中高40～80倍和20倍。原形药物和T2(主要在肝中)是最主要的两种残留物,原形药物在肝中的残留衰减分别为37%(第3天)、17%(第14天)和7%(第28天)。替米考星在牛、猪、绵羊和鸡体内各组织中的MRLS值见表4。6替米考星的安全性替米考星口服急性和亚急性毒性很低,小鼠经口LD50大于0.8g/kg,但肠道外给药所表现的急性毒性比口服大。多种动物肌注和静注致死剂量为7.3～30mg/kg