大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的研究進展

大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的研究進展

macrolida已經(jīng)使用了十多年，并在獸醫(yī)臨床上發(fā)揮了不可替代的作用，為水產(chǎn)養(yǎng)殖帶來了良好的經(jīng)濟效益。在預防疾病和促生長方面抗生素的濫用被認為是產(chǎn)生耐藥性的原因,但在目前我國集約化、規(guī)?；默F(xiàn)代動物養(yǎng)殖業(yè)中,大環(huán)內(nèi)酯類抗生素仍占有很重要的地位,為了科學的開發(fā)應用這類抗生素,特將一些較為新穎的產(chǎn)品作介紹,以供養(yǎng)殖戶規(guī)范使用。1大環(huán)內(nèi)酯類抗生素概述大環(huán)內(nèi)酯類是一類具有14～16圓大環(huán)的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的弱堿性抗生素。自1952年發(fā)現(xiàn)代表品種紅霉素(erythromycin)以來已連續(xù)有竹桃霉素(olean-domycin)、螺旋霉素(spiramycin)、吉他霉素(ki-tasamycin)、羅紅霉素(roxithromycin)、麥迪霉素(medecamycin)、交沙霉素(josamycin)、克拉霉素(clar-ithromycin)及它們的衍生物問世,并出現(xiàn)動物專用品種如泰樂菌素(tylosin)、替米考星(Tilmicosin)等。阿維菌素(abamectin)、伊維菌素(ivermectin)也屬大環(huán)內(nèi)酯類,具有廣譜殺寄生蟲作用,并無抗菌活性。屬十四碳大環(huán)的有紅霉素、竹桃霉素、克拉霉素、羅紅霉素、地紅霉素(dirithromycin)、泰利霉素(telithromycin)和喹紅霉素(cethromycin)等。阿奇霉素(azithromycin)屬15元大環(huán)內(nèi)酯類。16元大環(huán)內(nèi)酯類包括泰樂菌素、替米考星、麥迪霉素、螺旋霉素、吉他霉素、乙酰吉他霉素(acetylkitasamycin)、交沙霉素、乙酰螺旋霉素(acetylspiramycin)、羅他霉素(roki-tamycin)等。2大環(huán)內(nèi)酯類抗生素的作用機理2.1抗菌作用機制大環(huán)內(nèi)酯類抗生素主要是抑制細菌蛋白質(zhì)合成。其機制為不可逆地結(jié)合到細菌核糖體50S亞基的靶位上,14元大環(huán)內(nèi)酯類阻斷肽?；鵷-RNA移位,而16元大環(huán)內(nèi)酯類抑制肽酰基的轉(zhuǎn)移反應,選擇性抑制細菌蛋白質(zhì)合成。林可霉素、克林霉素和氯霉素在細菌核糖體50S亞基上的結(jié)合點與大環(huán)內(nèi)酯類相同或相近,故合用時可能發(fā)生拮抗作用,也易使細菌產(chǎn)生耐藥。由于細菌核糖體為70S,由50S和30S亞基構(gòu)成,而哺乳動物核糖體為80S,由60S和40S亞基構(gòu)成,因此,對哺乳動物核糖體幾無影響。2.2耐藥機制細菌對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素產(chǎn)生耐藥的方式主要有以下幾種:2.2.1產(chǎn)生滅活酶。包括酯酶(esterase)、磷酸化酶(phosphorylase)、甲基化酶(methylase)、葡萄糖酶(gly-cosidase)、乙酰轉(zhuǎn)移酶(acetyltransferase)和核苷轉(zhuǎn)移酶(nucleotidyltransferase),使大環(huán)內(nèi)酯類抗生素或水解或磷酸化或甲基化或乙?；蚝塑栈Щ睢?.2.2靶位的結(jié)構(gòu)改變。細菌可以針對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素產(chǎn)生耐藥基因,由此合成一種甲基化酶,使核糖體的藥物結(jié)合部位甲基化而產(chǎn)生耐藥性。2.2.3攝入減少。細菌可以使膜成分改變或出現(xiàn)新的成分,導致大環(huán)內(nèi)酯類抗生素進入菌體內(nèi)的量減少。2.2.4外排增多。某些細菌可以通過基因編碼產(chǎn)生外排泵,可以針對性的泵出大環(huán)內(nèi)酯。3內(nèi)酯類抗生素的藥代動力學本類抗生素內(nèi)服可吸收,體內(nèi)分布廣泛,膽汁中濃度很高,主要從膽汁排出。紅霉素能廣泛分布到各種組織和體液中,在肝內(nèi)有相當量被滅活,主要經(jīng)膽汁排泄,部分在腸道中重吸收,少量以原形經(jīng)尿排泄,豬消除半衰期為1.21h。吉他霉素內(nèi)服吸收良好,2h達血藥峰濃度,廣泛分布于主要臟器,在肝、肺、腎、肌肉中濃度較高,常超過血藥濃度,主要經(jīng)尿液排泄。雞內(nèi)服(300mg/kg)吉他霉素,達峰時間1.76h,峰濃度為8.02μg/ml,消除較緩慢,消除半衰期為11.84h,24h后在臟器中無明顯殘留。豬停藥3天后無組織殘留。在大環(huán)內(nèi)酯類抗生素中,吉他霉素在蛋和蛋黃中的殘留量最低,時間最短。泰樂菌素內(nèi)服可在腸道吸收,且吸收量大于紅霉素和吉他霉素,能均勻分布于機體各個組織,排泄屬中速型。雞按300mg/kg內(nèi)服,1h后血濃度為17.9μg/ml,24h降至1.5μg/ml。泰樂菌素以原型在尿和膽汁中派出。小動物的消除半衰期為0.9h,豬的排泄速度比家禽快。4動物常用大環(huán)內(nèi)酯類抗生素4.1泰樂菌素泰樂菌素是美國ELANCO公司于1959年從弗氏鏈霉菌(Streptomycesfradiae)的培養(yǎng)液中獲得的一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。泰樂菌素為一種白色板狀結(jié)晶,微溶于水,呈堿性。產(chǎn)品有酒石酸鹽、磷酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽及乳酸鹽,易溶于水。其水溶液在25℃、pH5.5～7.5時可保存3個月,但是若水溶液中含有鐵、銅等金屬離子時,會使本品失效。4.1.1泰樂菌素的抗菌譜泰樂菌素是一種廣譜抗生素,對豬肺炎支原體(Mycoplasmahyopneumoniae)、雞毒支原體(M.gal-lisepticum)、牛支原體(M.bovis)、山羊支原體(M.capricolum)、牛生殖道支原體(M.bovigenitalium)、無乳支原體(M.agalactiae)、關(guān)節(jié)炎支原體(M.arthri-tidis)、豬鼻支原體(M.hyorhinis)、豬滑液囊支原體(M.hyosynoviae)及滑液囊支原體(M.synoviae)等有特效;對葡萄球菌屬(Staphylococcus)、鏈球菌屬(Strepto-coccus)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)、豬丹毒桿菌(Erysipelothrixrhuriopathiae)、梭菌屬(Clostridium)等多種G+菌具有很強的抗菌作用;還對巴氏桿菌屬(Pasteurella)、沙門氏菌屬(Salmonella)、大腸桿菌(Es-cherichiacoli)、志賀氏菌屬(Shigella)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、腦膜炎球菌(Meningococcus)、牛莫拉氏菌(Moraxellabovis)、支氣管敗血波氏菌(Bordetellabronchiseptica)、分支桿菌屬(Mycobacterium)、布魯氏菌屬(Brucella)、副雞嗜血桿菌(Haemophilusparagal-linarum)等部分G-菌以及胎兒彎桿菌(Campy-lobacterfetus,過去稱為胎兒弧菌,即Vibriofetus)、結(jié)腸彎桿菌(C.coli,過去稱為大腸弧菌,即Vibriocoli等彎桿菌)、痢疾蛇形螺旋體(Serpulinahyodysenteri-ae,過去稱為豬痢疾密螺旋體,即Treponemalhyo-dysenteriae)、鵝疏螺旋體(Borreliaanserina)等螺旋體、念珠菌屬(Candida)、毛癬菌屬(Trichophytom)等真菌有很高的抗菌活性。4.1.2泰樂菌素在獸醫(yī)臨床上的應用近年來,隨著國產(chǎn)泰樂菌素產(chǎn)量的不斷增多,該抗生素在我國獸醫(yī)臨床上的應用也越來越普遍,主要用于防治畜禽呼吸道疾病和促進動物生長。(一)雞毒支原體感染(Mycoplasmagallisepticuminfection)。本病是由雞毒支原體(Mycoplasmagal-lisepticum)引起的一種以慢性呼吸道感染為主要特征的雞傳染性病,也稱為雞慢性呼吸道病。它在雞上表現(xiàn)為氣管炎及氣囊炎,在火雞上則表現(xiàn)為氣囊炎及鼻竇炎。有時可使雛雞和小火雞發(fā)生結(jié)膜炎。近50年來由于雞只的高度集中,以及隨之而來的飼養(yǎng)管理條件和環(huán)境條件的改變,雞的這種呼吸道傳染病的危害性越來越突出。目前,世界各國都有發(fā)生,雖病死率不高,但使雞生長不良,產(chǎn)蛋減少,給養(yǎng)禽業(yè)造成重大損失。泰樂菌素是本病的特效治療藥物,特別是對臨床癥狀輕微的雞,效果尤為明顯。用酒石酸泰樂菌素500毫克/升飲水,連用5～7天,有良好療效。肉雞可用磷酸泰樂菌素500mg/kg～1000mg/kg飼料,1～5日齡第一次使用,每天1次～2次,然后在3周齡～5周齡再使用24小時～48小時,可有效地預防和治療本病。(二)豬支原體肺炎(豬氣喘病,Swineenzooticpneumonia)。本病是由豬肺炎支原體(Mycoplasmapneumoniae)引起的一種接觸性傳染病,又稱豬地方流行性肺炎,習慣稱豬氣喘病。本病廣泛流行于世界各地,歐、亞、美、非以及大洋洲等主要養(yǎng)豬國家和地區(qū)均有本病發(fā)生,給養(yǎng)豬業(yè)造成了嚴重的危害。泰樂菌素10mg/kg體重,肌肉注射,每天2次,連用5天～7天,療效很好。(三)促進動物生長。楊立彬等在生長豬日糧中添加泰樂菌素、喹乙醇和諾必達的研究結(jié)果表明,日糧中添加50mg/kg酒石酸泰樂菌素對生長豬生產(chǎn)性能促進作用最明顯,平均日增重(ADG)顯著提高,飼料消耗顯著降低。鄭春田等的研究結(jié)果表明,肉雞飼料中分別添加20mg/kg、10mg/kg酒石酸泰樂菌素和8.5mg/kg磷酸泰樂菌素,雞的平均增重和飼料消耗均有不同程度的改善。4.2替米考星替米考星是一種以泰樂菌素為前體半合成的大環(huán)內(nèi)酯類畜禽專用抗生素,二十世紀八十年代由英國Elanco動物保健品公司首先開發(fā)成功。由于其特殊的抗菌活性和藥動學特征,該藥已被批準臨床用于牛、山羊、綿羊、奶牛、豬、雞等動物感染性疾病的防治,特別是畜禽呼吸道疾病,如家畜放線桿菌性胸膜肺炎、巴氏桿菌病和雞霉形體病等及泌乳動物乳房炎的治療。4.2.1抗菌活性替米考星具有同泰樂菌素相似的廣譜抗菌活性,對革蘭氏陽性菌和某些革蘭氏陰性菌、霉形體、螺旋體等均有抑制作用,對胸膜肺炎放線桿菌、巴氏桿菌及霉形體具有比泰樂菌素更強的抗菌活性。替米考星對雞霉形體表現(xiàn)出較強的體外抗菌活性,對6株雞敗血霉形體的MIC值分別為:<0.0125、0.0025、0.0025,>12.5、0.004、0.1、0.0125、0.006和0.025μg/ml。替米考星對乳房炎金黃色葡萄球菌和鏈球菌均很敏感,其中對化膿性鏈球菌活性最強(MIC-90為0.04μg/ml)。替米考星在小于3.12μg/ml時能抑制90.8%的其它革蘭氏陽性乳房炎致病菌。4.2.2藥代動力學替米考星在家畜體內(nèi)的主要藥動學特征是:內(nèi)服和皮下注射吸收快,血中消除半衰期較長,具有良好的組織穿透力,能迅速而較完全地從血液進入乳房,乳汁中藥物濃度高,維持時間長,乳汁中消除半衰期長達1d～2d。此外,替米考星在肺組織中藥物濃度高,體內(nèi)表觀分布容積大。臨床上,美國和歐洲一些國家已應用200mg/kg～400mg/kg拌料給藥預防由APP和PM引起的豬肺炎并取得良好效果。通過體外試驗應用豬初級肺泡巨噬細胞在含替米考星10μg/ml和20μg/ml的培養(yǎng)基質(zhì)中孵育,測定進入細胞內(nèi)的藥物濃度,結(jié)果同牛肺泡巨噬細胞相似,豬初級肺泡巨噬細胞具有很強的藥物積聚能力,并隨時間延長濃度明顯升高。由此可見家畜肺泡巨噬細胞對替米考星的高累積為臨床上肺炎的有效防治提供了基礎(chǔ),即血液和肺組織中藥物水平低于致病菌的MIC值。研究還證實,豬繁殖與呼吸綜合征病毒(Porcinereproductiveandrespiratorysyn-dromevirus,PRRS)和豬圓環(huán)病毒(Porcinecircovirustype2,PVC-2)兩種病毒同時感染時能減少豬體內(nèi)巨噬細胞的數(shù)量,同時降低其免疫功能,而這時投給替米考星,則會協(xié)助巨噬細胞使其免疫功能接近正常。4.2.3臨床應用研究替米考星臨床上主要用于防治家畜肺炎(胸膜肺炎放線桿菌、巴氏桿菌、霉形體等感染),家禽霉形體病和泌乳動物乳房炎等。(一)牛替米考星按10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg單劑量皮下注射,治療自然感染巴氏桿菌的犢牛肺炎,均能顯著降低體溫(24h內(nèi)),緩解臨床癥狀、肺組織病變程度,降低肺中巴氏桿菌數(shù)量和死亡率。(二)豬ue004替米考星一般是通過拌料給藥進行豬肺炎的預防和治療。替米考星按200mg/kg～400mg/kg拌料,連用15d時對豬肺炎發(fā)病率及其嚴重程度有顯著降低,能較好地預防細菌性肺炎(如放線桿菌或/和巴氏桿菌)。ue003(三)家禽由于替米考星對家禽霉形體具有較強的抗菌活性,已被用于治療家禽霉形體病,并取得較好的效果。替米考星和泰樂菌素治療雞敗血霉形體病療效比較(Jordan等)結(jié)果表明,替米考星(0.25g/l)與泰樂菌素(0.5g/l)療效相近。ue003獸醫(yī)臨床上將替米考星用于預防和治療畜禽肺炎和乳房炎等疾病時,皮下注射10mg/kg～20mg/kg,一次即可取得良好療效。在預防和治療豬霉形體肺炎時可采取200mg/kg～400mg/kg拌料給藥15d的方式,家禽常按100mg/l～200mg/l飲水連用5d,可預防和治療霉形體病,但不用于產(chǎn)蛋雞。替米考星治療乳房炎的確切療效有待驗證,但一般認為在奶牛干乳期內(nèi)皮下注射10mg/kg或乳房內(nèi)灌注300mg/次,能較好地減輕癥狀和抑制致病菌的生長、繁殖,起到預防作用。4.3泰拉霉素(tulathromycin)泰拉霉素是半合成的豬牛專用大環(huán)內(nèi)酯類抗生素,由美國輝瑞動物保健公司開發(fā)。該藥2004年在歐盟和美國上市,主要用于胸膜肺炎放線桿菌、支原體、巴氏桿菌、副豬嗜血桿菌、支氣管敗血性博德特菌等引起的豬、牛呼吸系統(tǒng)疾病的防治。4.3.1抗菌活性泰拉霉素是廣譜抗菌藥,對引起豬和牛呼吸系統(tǒng)疾病的病原菌,如溶血性曼氏桿菌、豬巴氏桿菌、睡眠嗜血桿菌、支原體、胸膜肺炎的放線桿菌、支氣管敗血性博德特菌、副豬嗜血桿菌等尤其敏感。與其它大環(huán)內(nèi)酯類抗生素作用機理相同,泰拉霉素能與敏感菌的核蛋白體50s亞基結(jié)合,通過刺激移位過程中肽酰tRNA從核糖體上的解離,從而抑制細菌轉(zhuǎn)肽的過程,使肽鏈的合成和延長受阻,影響細菌蛋白質(zhì)合成。4.3.2藥代動力學泰拉霉素經(jīng)單劑量皮下或肌肉注射給藥后吸收迅速,有效血藥濃度維持時間長,消除緩慢,在肺內(nèi)可維持較高而且持久的藥物濃度。按2.5mg/kg體重皮下注射泰拉霉素治療人工感染牛傳染性角膜結(jié)膜炎的有效選擇。以2.5mg/kg體重單劑量肌肉注射泰拉霉素治療人工感染豬的放線桿菌胸膜肺炎時,與每天3mg/kg體重連續(xù)3天重復給予頭孢噻呋的療效,差異不顯著,但效果優(yōu)于連續(xù)5天按5.0mg/kg劑量給予恩諾沙星組,與恩諾沙星治療組相比,泰拉霉素治療組豬肺炎組織的相對重量和日增重不明顯,但咳嗽、肺損傷傷痕癥狀卻較輕。4.3.3毒性研究泰拉霉素口服,急性和亞急性毒性很低。犬和鼠的致死劑量分別大于1000毫克/千克體重和2000毫克/千克體重?？诜?000毫克/千克體重時,犬和鼠的呼吸率、心率、體溫、血壓等都與正常無異。鼠的最高無癥狀劑量為300毫克/千克體重;靜脈注射時,犬和鼠的最大無致死量為10毫克/千克體重。在特殊毒性方面,大鼠的致畸試驗以及大鼠繁殖試驗證實無致畸或胚胎毒性。應用泰拉霉素防治牛和豬呼吸系統(tǒng)疾病時必須在獸醫(yī)指導下進行,不能用于哺乳期奶?；蛭捶雌c犢牛。牛的休藥期為18天,豬的休藥期為5天。牛皮下注射給藥時,每個注射部位不要超過10毫升;豬肌肉注射給藥時,每個注射部位不要超過2.5毫升。泰拉霉素給藥劑量的90%以原形從糞便和尿液排泄,結(jié)腸內(nèi)容物和糞便的PH值均能顯著降低泰拉霉素的抗菌活性。因此,使用推薦劑量的泰拉霉素,并不會對環(huán)境中的生物產(chǎn)生嚴重的危害。4.3.4臨床應用目前,獸醫(yī)臨床上被批準泰拉霉素可單劑量胃腸外給藥用于防治豬和牛的呼吸道疾病,在靶組織中有較高的活性濃度、對呼吸系統(tǒng)病病原菌藥效迅速且持久、單次注射有效性強,因此,泰拉霉素將會有很廣闊的市場前景。4.4酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素(AcetylisovalerylTylosinTartrate)酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素是英國EcoAni-malHealth公司開發(fā)的獸用半合成大環(huán)內(nèi)酯抗生素產(chǎn)品。2004年在拉丁美洲、亞洲、南非及歐洲上市,用于治療雞支原體病和鏈球菌病,2005年在意大利上市,預防和治療豬的豬喘氣病、鏈球菌病。我國農(nóng)業(yè)部于2002年通過注冊批準。目前有兩種劑型,一種為預混劑,適用于豬;另一種為水溶性粉劑,采用混飲給藥,適用于雞。4.4.1抗菌活性酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素對支原體、螺旋體、大部分革蘭氏陽性菌(如金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌、肺炎球菌、化膿性棒狀桿菌等)和部分革蘭氏陰性菌有較強的抗菌活性。尤其對支原體的抗菌活性特別大。和泰樂菌素相比,對許多對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素有抗性的Staphylococcusaureus菌株有更優(yōu)良的生物活性。4.4.2藥代動力學雞在飼喂30分鐘后,酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素的血藥濃度可達到7.8mcg/ml,對應的泰樂菌素只有2.4mcg/ml;豬在飼喂60分鐘后,酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素的血藥濃度達到6.8mcg/ml,對應泰樂菌素只有2.1mcg/ml。兩小時后,酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素的血藥濃度達到8.4mcg/ml,對應泰樂菌素在三小時后才達到峰值,且只有酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素峰值的1/2以下。4.4.3臨床應用(一)對雞毒支原體的預防與治療。雞毒支原體(MycoplasmaGallisepticum)感染是造成雞呼吸道疾病的最主要病因,雖然死亡率不高,但繼發(fā)感染其他病原時,也會引起高死亡率,并使生長受阻,飼料轉(zhuǎn)化率降低,造成較大的經(jīng)濟損失。實驗表明,酒石酸乙酰異戊酰泰樂菌素經(jīng)飼料(50mg/kg～200mg/kg)或飲水(125mg/kg～300mg/kg)給藥,對經(jīng)人工氣囊接種誘發(fā)的雞毒支原體感染能明顯地減少死亡、減輕氣囊病變,減少失重和降低血清抗體的陽性率。鑒于我國雞支原體感染有上升趨