一種新型大環(huán)內(nèi)酯類抗菌劑-泰地羅新

王宏磊 劉義明 徐飛 亢繼俊 李秀波/中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所國家飼料藥物基準實驗室

一種新型大環(huán)內(nèi)酯類抗菌劑-泰地羅新

王宏磊 劉義明 徐飛 亢繼俊 李秀波/中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所國家飼料藥物基準實驗室

泰地羅新(Tildipirosin)是一種新型動物專用十六元環(huán)大環(huán)內(nèi)酯類半合成抗生素，最早是由英特威國際有限公司（Intervet International BV）開發(fā)的，為泰樂菌素的衍生物。2011年3月8日，荷蘭英特威公司以泰地羅新為主要成分的無菌注射液(商品名為Zuprevo)通過了歐盟獸用藥品委員會(CVMP)的審批，隨后在歐盟國家相繼批準上市，CAS號為328898-40-4?，F(xiàn)今，全球的豬、牛養(yǎng)殖業(yè)面臨的主要問題是呼吸系統(tǒng)的高發(fā)病率和死亡率。泰地羅新是廣譜抗菌藥，對一些革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌均有較強的抗菌活性，對引起豬、牛呼吸系統(tǒng)疾病的病原菌尤其敏感。而且具備動物專用、用量少、一次給藥全程治療、超長的消除半衰期、生物利用度高、低殘留、使用安全等優(yōu)點。

一、理化性質(zhì)

泰地羅新是一種半合成的天然泰樂菌素的衍生物，分子式為C41H71N3O8，相對分子質(zhì)量為734．02，化學名為 20，23- 二哌啶基-5-O-碳霉胺糖基-泰樂內(nèi)酯，常溫下為一種白色粉末，熔點為192℃，溶于極性有機溶劑(如丙酮、甲醇等)，微溶于水。它是一種16個環(huán)的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，其獨特的化學結(jié)構(gòu)是在C20和C23上含有兩個哌啶取代基，C5上有一部分碳霉糖，其環(huán)上的三個N原子易于質(zhì)子化。結(jié)構(gòu)式見圖1。

圖1 泰地羅新的結(jié)構(gòu)式

二、作用機制

泰地羅新與其他大環(huán)內(nèi)酯類藥物的作用機理相同，能不可逆地與敏感菌的核糖體50S亞基的23S rRNA結(jié)合，抑制氨酞tRNA的氨酸末端的結(jié)合，進而抑制mRNA-氨酞-tRNA-核糖的復合物的形成。但不與哺乳動物的80S核糖體結(jié)合，這可能是其毒性較小的原因之一。

三、藥理學研究

1.抗菌活性。泰地羅新的體外抗菌活性受pH值的影響較大，在酸性環(huán)境時，環(huán)上的三個氨基不同程度的被質(zhì)子化，使其形成不同的帶電形式（0，1，2，3），導致其不溶于脂類化合物中，致使通過細菌細胞膜的能力下降，影響了抗菌效果。所以把培養(yǎng)基的pH控制在7．2～7．4的弱堿性環(huán)境能夠獲得最低抑菌濃度。泰地羅新是廣譜抗菌藥，對一些革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌均具有抗菌活性，對引起豬、牛呼吸系統(tǒng)疾病的病原菌尤其敏感，如胸膜肺炎放線桿菌、多殺性巴氏桿菌、支氣管敗血波氏桿菌、副豬嗜血桿菌以及溶血性曼海姆菌、睡眠嗜組織菌等。也有研究表明泰地羅新對支原體和布氏桿菌有很好的抑菌效果，Bartram等對支原體感染的呼吸道疾病的牛研究表明，給患病牛單劑量4 mg/kg體重皮下注射后，在給藥后的第14d，泰地羅新能夠顯著地降低肺組織的損傷、死亡率、抑郁癥、不正常的呼吸。Dieste等對感染布氏桿菌的豬按單劑量或雙劑量4 mg/kg體重皮下注射后，具有很好的抑菌效果。并且當和土霉素連用時，藥效最佳。

European Medicines Agency（EMA）的數(shù)據(jù)資料顯示，對從德國、匈牙利、西班牙、法國、荷蘭、比利時、丹麥、波蘭和英國在2005—2010年分離的349株豬呼吸系統(tǒng)病原菌和256株牛呼吸系統(tǒng)病原菌進行泰地羅新體外抗菌活性測定試驗，結(jié)果見表1。

2.藥代動力學。

Menge等按4 mg/kg體重單劑量皮下給牛注射泰地羅新后，研究了其藥代動力學特征，達峰時間Tmax為 23 min，峰濃度 Cmax為 0．7 μg/ml，從給藥到最后一次可測到藥物濃度的平均滯留時間是6 d，半衰期T1/2為9 d。峰濃度Cmax和藥時曲線下面積AUC與動物的性別無關(guān)。絕對生物利用度為78．9%，由消除相計算的分布容積（Apparent volume of distribution，Vz） 為49．4 L/kg，血漿清除率(Disposition rate constant，CL) 為 144 ml/h/kg。Rose等對豬按4 mg/kg體重單劑量肌內(nèi)注射，達峰時間Tmax為 23 min，峰濃度 Cmax為 0．9 μg/ml，從給藥到最后一次可測到濃度的平均滯留時間和半衰期T1/2都是4 d。藥時曲線下面積不受動物的性別影響。與其他大環(huán)內(nèi)酯類藥物相比，如泰拉霉素Vz為11．0 L/kg、CL為180 ml/h/kg，加米霉素Vz為 24．9 L/kg、CL 為 712 ml/h/kg，替米考星 Vz為 15．3 L/kg、CL為686 ml/h/kg，泰地羅新具有分布容積大、血漿清除率低的優(yōu)點。泰地羅新對支氣管和肺的親和力較高；各組織中，肺組織藥物濃度最高且作用持久，支氣管和肺中的藥時曲線下面積遠遠超過血漿的。Menge等對牛皮下注射給藥4 h，肺組織達峰濃度 9．2 μg/g，24 h時，峰濃度 Cmax為 14．8 μg/g，28 d 時緩慢降至2 μg/g。支氣管中，泰地羅新的濃度在4 h和10 h的濃度分別為 1．5 μg/g 和 3 μg/g，在 1 d 和3 d之間保持峰濃度為3．5 μg/g，在21 d緩慢下降到1．0μg/g。泰地羅新在肺和支氣管的半衰期(Elimination half-life，T1/2)接近10 d 和 11 d。隨著緩慢的消除，泰地羅新迅速地、廣泛地被分配到呼吸道中。Rose等對豬按4 mg/kg體重劑量皮下注射泰地羅新，于呼吸道感染部位快速聚集，2 h時肺中的濃度為3．1 μg/g，在1 d時，出現(xiàn)最大的濃度為4．3 μg/g，在17 d時，緩慢下降到0．8 μg/g。 在 5 d、10 d 和 14 d，支氣管中的濃度分別為14．3 μg/g、7．0 μg/g 和 6．5 μg/g。 在 肺中的半衰期T1/2為7 d。給藥14 d后，肺組織是血漿中藥物濃度的618倍。上述試驗表明，泰地羅新在胃腸消化道內(nèi)吸收率很低，肌肉、皮下注射吸收迅速，達峰時間短，消除半衰期長，生物利用度高，能夠很快地分布于呼吸道中，并在支氣管和肺處聚集，肺處的藥物濃度最高，有利于治療豬牛的呼吸道疾病。由于其為堿性有機化合物，脂溶性較高，很容易穿過細胞膜，因此在動物體內(nèi)分布廣泛。

表1 泰地羅新對呼吸系統(tǒng)病原菌的抗菌活性。μg/ml

EMA用Wistar鼠和Beagle狗以口服給藥的方式進行了泰地羅新的藥動學試驗。兩種動物的實驗都表明泰地羅新的血漿濃度沒有顯著地性別差異，狗的生物利用度明顯高于鼠。鼠的體內(nèi)試驗表明，單劑量和多劑量口服給藥沒有明顯的藥物積累現(xiàn)象。泰地羅新主要經(jīng)過糞便排泄。在25 mg/kg體重的低劑量組，雄性和雌性鼠通過糞便排泄的泰地羅新的量都是92%。在25 mg/kg體重的高劑量組，雄性和雌性鼠分別為85%和83%。雄性和雌性狗分別為65%和62%。通過尿液的排泄途徑非常的少，雄性和雌性狗分別為7%和11%。排泄物中的主要代謝物是硫酸鹽偶聯(lián)形式，在糞便中，雄性和雌性分別占27%和34%。糞和尿液中有未降解的泰地羅新，分別占6%和16%，未降解的泰地羅新是腎臟排泄的主要形式。

EMA以放射標記的泰地羅新進行豬與牛的體內(nèi)代謝試驗。結(jié)果表明，泰地羅新在豬和牛體內(nèi)的代謝方式大致相似，大部分通過原藥形式排出體外，很少一部分通過如下方式代謝：泰地羅新水解(開環(huán))后還原或與硫酸鹽偶聯(lián)、去甲基化、羥基化、與S一半胱氨酸或S一谷胱甘肽偶聯(lián)，其代謝過程類似于其他大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。

四、毒理學

泰地羅新的急性毒性較小，大鼠以1 700 mg/kg體重劑量口服，未見不良反應現(xiàn)象；以2 000 mg/kg體重劑量口服時，輕微至中度豎起皮毛、輕度至中度鎮(zhèn)靜、駝背、協(xié)調(diào)性稍差、眼睛半閉或全閉、嚴重流涕。但這些不良反應都是可逆的。尸檢時沒有發(fā)現(xiàn)肉眼可見的病理變化。6．25 mg/kg體重劑量靜脈給藥時，大鼠出現(xiàn)嚴重的運動不協(xié)調(diào)、輕微至重度的抽搐、急促呼吸、腹側(cè)平躺、翻滾。12．5 mg/kg體重劑量靜脈給藥時，大鼠有死亡的現(xiàn)象，高于該劑量立即死亡。尸檢時沒有發(fā)現(xiàn)肉眼可見的病理變化。大鼠在靜脈給藥時LD50范圍為：6．25～12．5 mg/kg bw。大鼠與狗分別按每日0、40、160、640 mg/kg體重與0、20、60、180 mg/kg體重劑量，連續(xù)口服給藥4個周，進行重復劑量毒性研究，結(jié)果確定大鼠NOEL（最大無作用劑量）為每日20 mg/kg體重。由于在狗的每個試驗組都有副作用現(xiàn)象，所以沒有確定狗的NOEL，狗的LOEL(最小有作用劑量)為20 mg/kg體重。EAM對大鼠和兔子進行了泰地羅新致癌、致畸、致突變的三致試驗，結(jié)果表明，泰地羅新沒有致癌、致畸、致突變的效應。母代和胚胎的NOEL是30 mg/kg·bw/day。豬以20 mg/kg體重單劑量肌肉注射時，未產(chǎn)生明顯毒理變化，但注射部位出現(xiàn)不適及腫脹現(xiàn)象，白細胞、肌酸激酶、中性粒細胞和單核細胞數(shù)目增加。

五、殘留

EMA對14C-泰地羅新在豬、牛的肌肉、肝、腎等可食性組織中殘留研究結(jié)果表明，豬和牛的肝、腎和注射部位殘留濃度最高，其次是脂肪和肌肉。由于脂肪和肌肉含有的泰地羅新最少，所以脂肪和肌肉不被認為是靶組織。且各組織的殘留分布、殘留標示物及總殘留的比值一般是恒定的，規(guī)定豬和牛的休藥期分別為9 d和47 d。泰地羅新在豬的各組織中的最大殘留量分別為：肌肉 1 200 μg/kg，脂肪 800 μg/kg，肝 5000 μg/kg，腎 10 000 μg/kg，注射位點7 500 μg/kg。在牛的各組織中的最大殘留量分別為：肌肉400 μg/kg，脂肪 200 μg/kg，肝2000 μg/kg，腎 3 000 μg/kg，注射位點11500 μg/kg。泰地羅新不能用于泌乳期奶牛。CVMP的研究結(jié)果表明，一般情況下，按合理的給藥方案，經(jīng)過休藥期后，各組織的殘留量均低于規(guī)定標準。

現(xiàn)今，檢測泰地羅新殘留的有效分析方法是固相萃取液一質(zhì)聯(lián)用(SPE—HPLC—MS/MS)技 術(shù)， 牛的肝、腎、脂肪的檢測限分別為3 μg/kg、44 μg/kg、27 μg/kg，豬的腎、皮膚與脂肪的檢測限分別為37 μg/kg、53 μg/kg；牛和豬各組織的定量限分別為：脂肪和脂肪與皮膚都是150 μg/kg，肝和腎都是250 μg/kg。該方法不適用于檢測肌肉中的殘留。

六、泰地羅新在動物生產(chǎn)中的應用

目前，國外已有關(guān)于泰地羅新預防、治療豬和牛呼吸系統(tǒng)疾病的療效報道。Miyake等采用肉湯微量稀釋法比較泰地羅新與替米考星對巴氏桿菌的抗菌活性，。試驗結(jié)果表明泰地羅新的抗菌活性明顯比替米考星要好；與此同時，還比較了泰地羅新和替米考星對患有呼吸道疾病牛的治療效果，替米考星試驗組的牛每天以10 mg/kg體重皮下注射藥物，泰地羅新試驗組的牛以單劑量4 mg/kg體重皮下注射。5 d后，對兩個試驗組的牛進行死亡率和治愈率的統(tǒng)計，并分離鑒定細菌。結(jié)果表明，泰地羅新組的治愈率高于替米考星組。泰地羅新試驗組的牛未分離到多殺性巴氏桿菌和嗜血巴氏桿菌，而替米考星試驗組則能分離得到。說明泰地羅新的治療效果要好于替米考星，并且泰地羅新對動物轉(zhuǎn)運過程中的發(fā)燒癥狀亦有較佳的預防與治療效果。Rose等報道了泰地羅新對牛呼吸道感染致病菌溶血性曼海姆菌的治療效果，按4 mg/kg體重單劑量皮下注射給藥，試驗采集的所有樣本中溶血性曼海姆菌均低于定量限 (LOQ=10 CFU/g)。英特威公司比較了泰地羅新(4 mg/kg體重單劑量肌內(nèi)注射)和氟苯尼考治療患有呼吸道系統(tǒng)疾病豬的治愈率，泰地羅新的治愈率要高于氟苯尼考，治愈率分別為86%和81%；還比較了泰地羅新(4 mg/kg體重單劑量肌內(nèi)注射)和泰拉霉素治療患有呼吸道系統(tǒng)疾病豬的治愈率，泰地羅新的治愈率和泰拉霉素的治愈率相近，治愈率分別為93%和92%，兩個試驗組的豬的增重沒有明顯的差異。Rohdich等比較了泰地羅新(4 mg/kg體重單劑量皮下注射)和泰拉霉素(2．5 mg/kg體重單劑量皮下注射)治療患有呼吸道系統(tǒng)疾病牛的治愈率和死亡率，泰地羅新的治愈率明顯高于泰拉霉素，治愈率分別為84．8%和79．3%，泰地羅新組沒有死亡，泰拉霉素治療組的死亡率為0．6%，說明泰地羅新在治療牛的呼吸道系統(tǒng)疾病的效果明顯好于泰拉霉素。Secretariat等比較了泰地羅新和泰樂菌素治療患有呼吸道疾病牛的治愈率，結(jié)果顯示，泰地羅新的治愈率為84．4%，而泰樂菌素的治愈率僅有79．3%，說明泰地羅新治療牛的呼吸道系統(tǒng)疾病的治療效果也強于泰樂菌素。

七、展望

目前，在我國獸醫(yī)臨床上使用較為廣泛的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素是泰樂菌素、替米考星、氟苯尼考，這些藥物在養(yǎng)殖生產(chǎn)中都取得了良好的效果，但隨著使用時間的延長和應用范圍的擴大，很多地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的細菌耐藥性，導致藥物的預防和治療效果在逐年下降，并且需要多次給藥才能發(fā)揮藥物的療效。因此，急需要尋找一種更為有效的治療豬牛呼吸道系統(tǒng)疾病的藥物。泰地羅新是一種動物專用的大環(huán)內(nèi)酯類半合成的新型抗生素、給藥方式簡單，而且一次給藥全程治療，超長的消除半衰期、生物利用度高、低殘留、藥效持久、使用安全等優(yōu)點。泰地羅新對牛、豬的呼吸道疾病具有十分明顯的治療效果，藥效強于泰樂菌素、替米考星，現(xiàn)今國內(nèi)還沒有關(guān)于該藥物生產(chǎn)的報道，它的應用必將給動物生產(chǎn)帶來巨大的福利，具有良好的開發(fā)前景。

（略）