MODERN PROBLEMS AND PROSPECTS IN THE DEVELOPMENT OF THE THERAPY OF CHOLERA

Abstract

The spread of V. cholerae strains with multiple antibiotic resistance limits the choice of effective means of etiotropic therapy for cholera, emphasizing the importance of finding ways to maintain efficacy in the face of the widespread prevalence of antibiotic-resistant bacteria. The review presents data of domestic and foreign literature on the antibiotic resistance of Vibrio cholerae and the prospects for the treatment of cholera in the modern period.

Full Text

В настоящее время продолжается седьмая пандемия холеры, ежегодно унося тысячи жизней, в связи с чем актуальными являются вопросы лечения этой особо опасной инфекции. В основе терапии холеры лежит регидратация, однако, количественная оценка преимуществ лечения антибиотиками холерных больных с использованием рандомизированных контролируемых клинических испытаний показала, что антибиотикотерапия сокращает среднюю продолжительность диареи, снижает общий объем стула и выделение вибрионов в фекалиях, позволяет значительно уменьшить количество внутривенных вливаний солевых растворов и сроки медицинского наблюдения, помогает предотвратить формирование вибриононосительства [1]. По заключению ВОЗ, при холере этиотропная терапия является необходимым дополнением к патогенетической [2]. Клинические и экспериментальные исследования позволили рекомендовать для лечения холеры доксициклин, тетрациклин, фторхинолоны, сульфаметоксазол/триметоприм, левомицетин, аминогликозиды, а также комбинации этих препаратов с рифампицином и фуразолидоном [3, 4]. Однако в настоящее время повсеместно распространены холерные вибрионы, устойчивые к вышеперечисленным препаратам и обладающие множественной антибиотикорезистентностью. Такие штаммы V. cholerae O1 были выделены от больных в Индии в 2004-2012 гг., в Кении в 2007-2008 гг., в Южной Африке в 2008-2009 гг., в Иране в 2012-2013 гг., в Карнатаке и в Мексике в 2013 г., в Гане в 2011-2014 гг. и в других странах, а также на территории Российской Федерации [5-15]. Распространение штаммов V. cholerae, обладающих множественной антибиотикорезистентностью, резко ограничивает выбор эффективных средств этиотропной терапии холеры, подчеркивая важность оптимизации современной терапии и предотвращения распространения данных микроорганизмов. Всемирная организация здравоохранения призывает к борьбе с формированием и распространением полирезистентных форм микроорганизмов посредством рационального использования имеющихся антибактериальных препаратов, внедрения новых средств, альтернативных антибиотикам и эффективных в отношении антибиотикоустойчивых бактерий. Одним из способов предупреждения развития лекарственной резистентности и борьбы с устойчивыми бактериями является использование комбинаций антибактериальных препаратов. В литуратуре описан синергидный эффект для штаммов V. cholerae с лекарственной устойчивостью комбинаций ципрофлоксацина с триметопримом [16], β-лактамов с фторхинолонами и с миноциклином [17, 18]. В опытах in vitro было обнаружено снижение частоты появления Rifr и Nalr мутантов холерного вибриона при сочетанном воздействии субингибирующих концентраций препаратов из группы аминогликозидов, цефалоспоринов III поколения, доксициклина, триметоприма [19]. Синергидное действие на множественнорезистентные штаммы V. cholerae El Tor выявлено у комбинаций стрептомицина с цефтриаксоном, налидиксовой кислотой, триметопримом/сульфаметоксазолом, полимиксином; полимиксина с триметопримом/сульфаметоксазолом, налидиксовой кислотой и ципрофлоксацином; налидиксовой кислоты с фуразолидоном [20]. Развитие молекулярно-генетических методов исследования позволило учёным изучить ранее неизвестные механизмы резистентности и патогенности бактерий, определить новые мишени, на которые может быть направлено действие лекарств против возбудителей инфекционных болезней. Так, удалось найти низкомолекулярные соединения-ингибиторы регулятора транскрипции гена ToxT, ответственного за экспрессию двух главных факторов патогенности V. cholerae: токсин-корегулируемых пилей и холерного токсина, а также за колонизацию кишечника клетками холерного вибриона, которые можно использовать при разработке новых терапевтических средств [21]. Способность отрицательно влиять на экспрессию генов ctxAB tcpA обнаружена у фторхинолонового алкалоида вирстатина, малоната, желчи и ее компонентов [22-24]. Открытие у холерного вибриона систем секреции различных типов, участвующих в реализации вирулентности, и выяснение молекулярного механизма их действия позволило ученым определить вещества, действие которых специфически направлено на механизм вирулентности бактерий за счёт способности блокировать связывание VipA-VipB в двугибридной бактериальной системе (B2H) [25]. Получены некоторые ингибиторы секреторной системы 3-го типа V. cholerae, включая относительно хорошо известные салицилиденацилгидразиды [26]. Были идентифицированы антибактериальные белки-эффекторы системы секреции VI типа, перспективные для разработки новых антибиотиков [27]. Одним из многообещающих подходов в лечении инфекций является использование антитоксиновых стратегий [28]. Исследования показали, что продукция холерного токсина снижается при подавлении главного дыхательного фермента V. cholerae натрий перемещающей NADH-убихинонредуктазы [29]. Расшифровка молекулярных основ антибиотикоустойчивости открыла перспективы использования в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами соединений, подавляющих определенные механизмы резистентности в бактериальной клетке. Так, обнаружение в геноме V. cholerae эффлюкс-насосов MSF и RND семейства, ответственных за устойчивость к ряду соединений, в том числе к налидиксовой кислоте, фторхинолонам, эритромицину, линезолиду, хлорамфениколу [30], дало толчок поиску нового класса лекарственных препаратов, способных нарушать работу эффлюкс-насосов, способствуя снижению МПК антибиотиков. Был выявлен ряд соединений-ингибиторов эффлюкс-насосов: карбонилцианид- м- хлорфенилгидразон, β-нафтиламид, 7-нитро-8-метил-4-(2- (пиперидино) этил) аминохинолин, растительные алкалоиды резерпин, пиперин и другие, которые при использовании в комбинации с антимикробными агентами обладают синергидным действием, уменьшают частоту мутаций к антибиотикорезистентности [31-34]. Поиск подобных нетоксичных для человека соединений является многообещающим для открытия новых препаратов, эффективных в отношении полирезистентных возбудителей. В настоящее время ведется поиск вибрион-специфических веществ, подавляющих репликацию малой хромосомы V. cholerae, воздействуя на ген RctBхв. Этот ген является привлекательной целью для нового поколения антибиотиков, нарушающих размножение холерных вибрионов [35]. К ещё одному перспективному направлению в борьбе с холерой относится использование бактериофагов и пробиотиков. Зарубежными и отечественными исследователями проведена оценка применения in vivo фаговой смеси в сравнении с антибактериальными препаратами, которая показала её эффективность как для профилактики, так и для лечения экспериментальной холерной инфекции [36-38]. И.В. Рыжко и соавт. [39], изучая действие на возбудителя холеры пробиотиков, в опытах на животных доказали терапевтическую и профилактическую активность лабораторно-экспериментальных серий пробиотика «Лактоацид-Р». В свете последних представлений о процессах сохранения возбудителей инфекционных болезней в окружающей среде и в организме человека внимание ученых привлечено к исследованию биоплёнок. Обнаружение у холерных вибрионов способности образовывать биоплёнку, обеспечивающую устойчивость к факторам окружающей среды, в том числе, к антибактериальным препаратам [40], заставило ученых заняться интенсивным поиском веществ, способных нарушать образование или разрушать уже имеющиеся биоплёнки. В работе B. Leуn и соавт. [41] сообщается о хинолин-аминоспирте, способном нарушать образование биоплёнок V. cholerae или же разрушать уже сформировавшиеся биоплёнки. Был выявлен ингибитор биоплёнки ресвератрол, предполагаемой мишенью которого является белок AphB [42]. Сочетание этого соединения с субингибирующими концентрациями ряда клинически значимых антибиотиков повышало его ингибирующую способность в сравнении с монотерапией. Изучение действия ферментов показало, что они могут разрушать экзополисахаридный матрикс и тем самым облегчать проникновение антибактериальных препаратов в биопленки, увеличивая их эффективность. В присутствии ферментного препарата вобэнзима происходило 2-8 кратное снижение значений МПК доксициклина, гентамицина, левомицетина и налидиковой кислоты в отношении биопленок, образованных штаммами V. cholerae El Tor [43]. Идентифицированы биологически активные вещества, которые подавляют кворум-сенсинг, ответственный за биопленкообразование у возбудителя холеры, и могут быть использованы при разработке антибактериальных лекарственных препаратов. К их числу относятся ферменты-аутоиндукторы кворум-сенсинга V. cholerae, пигмент виолацеин, синтезируемый грамотрицательной бактерией Chromobacterium violaceum Bergonzini (Neisseriaceae) и являющийся метаболитом кворум-сенсинга. Они обладают эффективными антимикробными свойствами в отношении возбудителя холеры. Было установлено, что индивидуальные значения МПК виолацеина составляют для V. cholerae 20,0 мкг/мл, а в сочетаниях виолацеин- аминогликозиды, виолацеин-макролиды проявляется достоверный синергидный эффект [44, 45]. Другой подход - поиск веществ, нарушающих адгезию и колонизацию возбудителя. Защитная функция, препятствующая колонизации V. cholerae тонкого кишечника человека за счет электростатического прерывания взаимодействия между пилями и нарушения аутоагглютинации обнаружена у полиаминов [46]. S. Wang и соавт. [47] показали способность олигосахаридов ингибировать клеточную адгезию V. cholerae (показатель адгезии достоверно снижался в присутствии пектинового олигосахарида и хитоолигосахарида соответственно до 16,1 % и 18,9 %). Это свидетельствует о том, что различные углеводороды могут обладать антиадгезивной активностью и оказаться полезными в будущих терапевтических исследованиях. Результаты другого исследования продемонстрировали, что пектин препятствует образованию биоплёнок и обладает высокой антибактериальной активностью в отношении планктонных и биоплёночных форм холерных вибрионов [48]. В последние годы ведётся изучение хорошо известных и широко используемых при лечении неинфекционных болезней препаратов разных групп с целью обнаружения возможности их применения для этиотропной терапии инфекций. Установлено выраженное ингибирующее действие на жизнеспособность V. cholerae 569 и продукцию холерного токсина в подвздошной кишке кролика у антигипертензивного средства, блокатора медленных кальциевых каналов лацидипина [49]. В присутствии другого антигипертензивного сердечно-сосудистого препарата верапамила в экспериментах in vitro наблюдалось повышение активности ампициллина, тетрациклина и хлорамфеникола в отношении полирезистентных штаммов холерного вибриона О1 и О139 серогрупп [50]. Исследования показали, что N-ацетилцистеин, являющийся антиоксидантом и обладающий противовоспалительной активностью в тканях, проявляет антибактериальную активность против планктонных и биоплёночных культур холерных вибрионов [51]. Таким образом, современные тенденции совершенствования антимикробной терапии холеры связаны с двумя важными факторами: динамикой чувствительности к антибиотикам возбудителей и появлением новых возможностей антибактериальной терапии - препаратов с новыми фармакологическими и фармакодинамическими свойствами, с новыми клеточными мишенями, которые нацелены на механизмы патогенеза, метаболизма, деления клеток, энергетического обмена, вирулентности, экспрессии генов лекарственной устойчивости. При создании новых лекарственных антибактериальных средств следует, прежде всего, ориентироваться на разработку антибактериальных препаратов, сохраняющих эффективность в условиях широкой распространенности антибиотикоустойчивых бактерий, а также препаратов, альтернативных антибиотикам: бактериофагов, пробиотиков, бактериоцинов, препаратов, подавляющих экспрессию генов вирулентности, вибрион-специфических веществ, нарушающих размножение холерных вибрионов, подавляя репликацию малой хромосомы V. cholerae. Перспективным направлением также является поиск веществ, направленных на патогенез инфекций. Современные представления о роли биопленок в патогенезе инфекционных болезней требуют новых подходов к их диагностике и лечению. В настоящее время ведется разработка новых антибиотиков, изменение тактики антибиотикотерапии, а также поиск ингибиторов межклеточной сигнализации, ферментов и других методов разрушения биопленок. Терапевтическое действие на биопленки может быть направлено на механизмы первичной адгезии бактерий к поверхности, блокирование синтеза или разрушения полимерного матрикса, нарушение межклеточного обмена информацией.