左氧氟沙星和莫西沙星治療豚鼠實驗感染鼠疫的研究

李 勝, 何 建, 辛有全, 楊曉艷, 靳 娟, 張 琪, 楊建國, 熊浩明, 柏吉祥, 代瑞霞

鼠疫是由鼠疫耶爾森菌(簡稱鼠疫菌)引起的一種自然疫源性疾病，是以發(fā)病急、傳播快、病死率高、傳染性強為特征的烈性傳染病，在我國傳染病防治法中被列為甲類管理的傳染病。鼠疫在世界歷史上曾有多次大流行，死亡人數(shù)近2億[1]，近年來，世界范圍內的鼠疫疫情進入活躍態(tài)勢，我國的鼠疫疫情也呈明顯上升趨勢[2-4]。鼠疫不僅嚴重影響著人類的健康,而且鼠疫菌是一種能夠通過呼吸道傳播的烈性生物恐怖病原,會對國家安全、社會和諧與經(jīng)濟發(fā)展構成巨大威脅[5-6]。目前，氨基糖甙類抗生素中的鏈霉素是WHO推薦治療鼠疫的特效藥物，特別是針對肺鼠疫。國外，馬達加斯加2株耐藥鼠疫菌的發(fā)現(xiàn)，引起了全球的高度關注，其中1株為攜帶8種耐藥基因的多重耐藥菌株[7-8]，其對鏈霉素、磺胺類等多種抗菌藥物表現(xiàn)出高抗性。耐藥鼠疫菌株的出現(xiàn)，使鼠疫防控形勢變得更加嚴峻，使篩選對鼠疫菌敏感的新型抗菌藥物的任務變得更加緊迫。美國FDA分別于2012年和2015年批準將左氧氟沙星和莫西沙星用于鼠疫的預防和治療[9-10]。目前，我國以左氧氟沙星和莫西沙星作為鼠疫推薦用藥尚缺乏體內實驗證據(jù)，為系統(tǒng)評價這兩種藥物對我國鼠疫菌的敏感性，本研究通過治療實驗感染的豚鼠鼠疫來評價這兩種抗菌藥物的療效，現(xiàn)將結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 實驗動物 SPF級豚鼠30只(雌性)，體重250～300 g，由重慶騰鑫生物技術有限公司西安分公司提供(實驗動物使用許可證號:SYXK(青)2016-0001)。

1.1.2 實驗菌株及培養(yǎng)基 鼠疫菌強毒株141株，赫氏培養(yǎng)基均由青海省地方病預防控制所鼠疫菌專業(yè)實驗室提供。

1.1.3 藥物 注射用甲磺酸左氧氟沙星(0.2 g/支)，由山東羅欣藥業(yè)集團有限公司生產(chǎn)，國藥準字H20051882。鹽酸莫西沙星注射液(20 mL∶0.4 g)，由成都天臺山制藥有限公司生產(chǎn)，國藥準字H20140125。

1.1.4 主要設備 動物負壓隔離籠購自意大利泰尼百斯公司，II級B2型生物安全柜購自賽默飛世爾公司，動物換籠工作臺購自美國紐埃爾公司。

1.2 方 法

1.2.1 實驗動物分組 實驗豚鼠共30只，隨機分成3組，1組用用左氧氟沙星治療，1組用莫西沙治療，對照組1組，實驗前編號、稱重。

1.2.2 動物實驗感染 取強毒鼠疫菌141株37 ℃ 24 h培養(yǎng)，用滅菌生理鹽水制備成菌懸液，比濁稀釋為1×107cfu/mL。鼠鼷部皮下注射于實驗動物，每只注射1 mL。本實驗操作均在ABSL-3實驗室內操作。

1.2.3 藥物治療 左氧氟沙星和莫西沙星用量具體參照《中華人民共和國國家藥典》成人劑量，用施新猷[11]的動物折算系數(shù)法，換算成豚鼠每日每公斤體重用藥劑量，其中左氧氟沙星為40 mg/(kg·d)，每只豚鼠給藥：12 mg/d；莫西沙星為32 mg/(kg·d)，每只豚鼠給藥：9.6 mg/d。實驗組動物感染鼠疫菌24 h后分別用左氧氟沙星和莫西沙星進行皮下注射給藥，連續(xù)用藥9 d后停藥，經(jīng)醫(yī)學觀察9 d后處死，解剖取臟器進行細菌學檢驗。對照組不治療。

1.2.4 結果判定 實驗組動物分別用莫西沙星和左氧氟沙星持續(xù)治療9 d，再醫(yī)學觀察9 d后處死，解剖取臟器28 ℃培養(yǎng)24～48 h后，若各臟器中未分離到鼠疫菌，可視為治愈。若治療期間動物死亡，并從臟器中分離到鼠疫菌為治療無效，屬特異性死亡。

2 結 果

2.1 療效觀察 表1結果顯示，左氧氟沙星組和莫西沙星組治療實驗感染鼠疫的豚鼠全部存活，治愈率均為100%，對照組動物于感染鼠疫菌后3～5 d全部死亡。見表1。

表1 左氧氟沙星、莫西沙星治療豚鼠實驗感染鼠疫的療效觀察Tab.1 Observation of therapeutic effects of levofloxacin and moxifloxacin in the treatment of guinea pigs experimentally infected with Yersinia pestis

2.2 豚鼠實驗感染鼠疫后的結果觀察 豚鼠于感染鼠疫菌的第1 d開始出現(xiàn)精神萎靡、毛發(fā)豎立、納食及飲水量明顯減少、體形卷曲、活動量明顯減少等現(xiàn)象。對照組豚鼠于感染后3～5 d全部死亡，解剖可見鼠鼷部淋巴結明顯腫大，皮下充血，肝、脾充血腫大，呈典型的鼠疫病理改變；取肝、脾、肺、心等臟器進行細菌學檢驗，均分離到鼠疫菌，為特異性死亡。實驗組豚鼠于感染鼠疫菌24 h后開始藥物治療，持續(xù)用藥9 d后，精神狀態(tài)明顯改善，納食、飲水、運動量逐漸恢復正常。停藥后醫(yī)學觀察9 d，動物各方面狀況良好。處死解剖觀察各臟器無明顯病理改變，經(jīng)鼠疫細菌學檢驗，結果均為陰性。

3 討 論

近年來，隨著自然疫源地不斷擴大、全球化進展等，鼠疫仍威脅著全球公共衛(wèi)生安全。目前，鼠疫臨床治療仍以鏈霉素為首選，但其安全范圍較窄，具有明顯的耳毒性和腎毒性。近年來，國際不斷有耐藥鼠疫菌株的報道[12]，國內研究人員對我國不同鼠疫疫源地分離的鼠疫菌進行了抗生素的敏感性研究，結果發(fā)現(xiàn)鼠疫菌對傳統(tǒng)治療藥物的敏感性有所下降[13-14]，這使鼠疫傳統(tǒng)治療方案面臨新的挑戰(zhàn)。因此篩選一種新型、高效、低毒的抗菌藥物將成為未來鼠疫治療研究的重要方向。

左氧氟沙星和莫西沙星都屬于喹諾酮類抗菌藥物，主要通過抑制細菌內部的遺傳物質DNA旋轉酶(細菌拓撲異構酶Ⅱ)的合成，阻止細菌DNA的合成和復制而導致細菌死亡。本研究中，實驗組豚鼠感染鼠疫菌24 h后分別用左氧氟沙星和莫西沙星進行皮下注射給藥，連續(xù)用藥9 d后，停藥觀察9 d，實驗動物全部存活，存活率為100%。將存活動物處死后，解剖取臟器進行細菌學檢驗，結果均為陰性。對照組豚鼠于感染后3～5 d全部死亡，解剖可見鼠鼷部淋巴結明顯腫大，皮下充血，肝、脾充血腫大，呈典型的鼠疫病理改變；取各臟器進行細菌學檢驗，均分離到鼠疫菌，為特異性死亡。豚鼠對鼠疫菌的敏感性高，戴瑞霞等[15]在實驗動物對鼠疫菌敏感性實驗比較中，發(fā)現(xiàn)強毒鼠疫菌141株對豚鼠最小致死量(MLD)為50個菌，本次實驗豚鼠的攻擊劑量為1×107cfu/mL，相差20萬倍，感染24 h后開始治療，存活率為100%，這就說明了左氧氟沙星和莫西沙星對急性期鼠疫感染均有效。這一結果與辛有全等[16]對鼠疫菌體外抑菌活性研究結果相同。因此，今后可考慮將左氧氟沙星和莫西沙星做為治療鼠疫的備選藥物，以備在出現(xiàn)鼠疫耐藥菌株或鏈霉素過敏反應等應急情況時發(fā)揮重要作用。