Джонатан А. Маккълърс, Ефект от антивирусното лечение върху резултата от вторична бактериална пневмония след грип, Вестник за инфекциозни болести, том 190, брой 3, 1 август 2004 г., страници 519–526, https://doi.org/10.1086/ 421525

резултата

Резюме

Вторичната бактериална пневмония е важна причина за смърт, свързана с грип. Въпреки че антибактериалната терапия е стандартна, антивирусната терапия е пренебрегвана, тъй като вирусните инфекции обикновено отзвучават до появата на бактериална пневмония. В настоящото проучване антивирусни съединения бяха тествани в миши модел на вторична пневмококова пневмония след грип. Лечението с оселтамивир подобрява преживяемостта при мишки от 0% до 75%, дори когато терапията се отлага до 5 дни след заразяване с грипен вирус. При мишки лечението с римантадин не е оказало ефект върху преживяемостта. Лечението с изчистена от ампицилин инфекция, но при липса на лечение с оселтамивир не подобрява преживяемостта. Пневмония се развива само в 7 от 22 мишки, получаващи оселтамивир, и последващото лечение с ампицилин води до излекуване (100% оцеляване). Лечението на предразполагащата грипна вирусна инфекция с инхибитори, специфични за вирусната невраминидаза, може да подобри ефикасността на антибиотиците и да увеличи преживяемостта при лица, които са изложени на висок риск от усложнения и смъртност по време на грип.

Най-ранното предположение, че вирусните инфекции предразполагат към бактериални заболявания, се приписва на Laennec [1], който отбелязва, че разпространението на пневмонията се е увеличило след епидемия от грип през 1803 г. Тази асоциация е в центъра на вниманието след грипната пандемия от 1918 г., по време на която изчислява се, че 40–50 милиона души са починали [2], много от тях от вторична бактериална пневмония [3–5]. Това катастрофално събитие е генезата на клинични и епидемиологични разследвания на взаимодействията между вируси и бактерии, разследвания, които продължават и днес. Понастоящем в Съединените щати грипът и пневмонията са седмата водеща причина за смърт [6], което представлява 36 000 излишни смъртни случая годишно [7]. Въпреки наличието на отлична здравна система и ефективни антимикробни средства, насочени срещу инфекция с грипен вирус и бактериални причинители на пневмония, значителен брой от тези смъртни случаи се дължат на вторична бактериална пневмония.

Преди това с моите колеги сме разработили и охарактеризирали миши модел на вторична бактериална пневмония след грип [30]. При този модел лечението с оселтамивир намалява смъртността поради пневмококова пневмония [19]. В настоящото проучване изследвах ефикасността на антивирусни и антибактериални съединения в този миши модел на летален синергизъм. Предположих, че комбинираната терапия както с антивирусен, така и с антибиотик би била ефективна стратегия за лечение на вторична бактериална пневмония. Получените данни от настоящото проучване могат да помогнат за разбирането на ограничената ефикасност на антибиотиците срещу комбинирани вирусно-бактериални инфекции.

Материали и методи

Инфекциозни агенти. Щамът на планината Синай на адаптиран към мишки грипен вирус A/Пуерто Рико/8/34 (H1N1), наричан по-долу „PR8“; адаптиран към мишки щам на грипния вирус A/Fort Monmouth/1/47 (H1N1); и A/Sydney/5/97 (H3N2) се отглеждат в кучешки бъбречни клетки на Madin-Darby от запаси от хранилището на грипния вирус в Детската изследователска болница St. Jude (Мемфис, TN). Мутантът delNA на грипния вирус A/Charlottesville/31/95 [31] е подарък от Лариса Губарева (Университет на Вирджиния, Шарлотсвил); респираторен синцитиален вирус тип А (щам Long) е подарък от Джон Девинченцо (Детски медицински център LeBonheur; Мемфис, Тенеси); S. pneumoniae D39, капсулиран щам тип 2 и неговото капсулирано производно, R6T, бяха подаръци от Илейн Туоманен (Детска изследователска болница St. Jude).

Мишки. В настоящото проучване са използвани 8-седмични женски мишки BALB/cByJ (лаборатория Jackson). Всички експериментални процедури бяха извършени с мишки под обща анестезия, с инхалационен изофлуран 2,5% (Baxter Healthcare). За мишките, използвани в настоящото проучване, са обгрижвани в съответствие с насоките на Комитета по грижа и използване на лабораторни животни (Институт за лабораторни животински ресурси, Национален съвет за изследване), съгласно одобрен протокол от Комитета за грижи и употреба на животните от Св. Детска изследователска болница Jude. Цялата работа с мишки се извършва в съоръжения за ниво на биобезопасност 2.

Анализи за придържане. Тестовете за придържане се извършват, както е описано другаде [20]. Накратко, измитите клетки A549 бяха покрити със суспензия (250 µL/гнездо), съдържаща 5 х 10 3 инфекциозни единици (TCID50 или pfu) на вируса. След 30-минутен инкубационен период при 37 ° С, монослоевете се измиват, покриват се със суспензия (200 uL/​​гнездо), съдържаща 2 х 104 cfu R6T, и се инкубират в продължение на 2 часа при стайна температура. След това монослоевете се измиват, отделят се чрез използване на 0,05% трипсин-EDTA (Life Technologies) и се лизират чрез използване на 0,025% тритон X-100 (Sigma Chemicals). Серийните разреждания в стерилен PBS се нанасят върху триптичен соев агар, който е добавен с 3% vol/vol овчи еритроцити, за да се определи количеството бактериални клетки, които са прилепнали към монослоевете. Контролите се третират идентично, но без добавяне на вирус. За експерименти с оселтамивир, пролекарството Ro 64-0796 (продукти на Roche) се добавя към вирусната суспензия в концентрация 10 µmol/L 30 минути преди инкубация с монослоеве (концентрацията на активния метаболит, оселтамивир карбоксилат, не е определена).

Изобразяване на живи мишки. Мишките бяха заразени с щам пневмокок D39, който беше трансформиран с лукс оперон (Kevin Francis и Jun Yu; Xenogen), но който иначе беше изогенен за щама, използван за други експерименти, докладвани тук. След това мишките се изобразяват, като се използва IVIS CCD камера (Xenogen), в продължение на 20 s два пъти дневно, започвайки 4 h след пневмококово предизвикване. Общата емисия на фотони от избрани и дефинирани области на изображенията на всяка мишка е количествено определена чрез използване на софтуерния пакет LivingImage (версия 2.20T; Xenogen), както е описано другаде [32], и е изразена като относителни светлинни единици.

Прилепване на Streptococcus pneumoniae към клетки A549 след инкубация с вирус. Придържането се изразява като процент от контролите (без вирусна преинкубация). Данните са средните стойности ± SEM резултати от 6 последователни експеримента. * P 19]. В настоящото проучване лечението с оселтамивир е сравнено с лечението с ремантадин, чрез използване както на профилактика, така и на експерименти със забавено лечение. В експеримента със забавено лечение нито една от контролните мишки (заразени само с пневмокок) не е развила пневмония и всички те са оцелели (фигура 2). От друга страна, всички мишки, които са били заразени с грипен вирус и след това пневмококи и които са били подменени с вода (плацебо), са развили пневмония (5 от 6 .10).

Ефект на антивирусите върху вторичната бактериална пневмония. Групи от 6 мишки бяха заразени последователно, първо с грипен вирус, а след това със щам Streptococcus pneumoniae, експресиращ луцифераза, и бяха изобразявани два пъти дневно. Оцеляването (изразено като брой на живите мишки 21 дни след втората инфекция/общото число в групата) е показано в колоната вдясно, за контролната група (мишки, заразени само с пневмокок) и за групи мишки, които са били заразени както с грипен вирус, така и с пневмокок и след това са получавали плацебо или са били лекувани с озелтамивир или римантадин. Представени са резултати от групата със забавено лечение. Показват се изображения на представителна мишка от всяка група в различни часови точки. Стрелка надолу показва смърт.

Ефект на антивирусите върху вторичната бактериална пневмония. Групи от 6 мишки бяха заразени последователно, първо с грипен вирус, а след това със щам Streptococcus pneumoniae, експресиращ луцифераза, и бяха изобразявани два пъти дневно. Оцеляването (изразено като брой на живите мишки 21 дни след втората инфекция/общото число в групата) е показано в колоната вдясно, за контролната група (мишки, заразени само с пневмокок) и за групи мишки, които са били заразени както с грипен вирус, така и с пневмокок и след това са получавали плацебо или са били лекувани с озелтамивир или римантадин. Представени са резултати от групата със забавено лечение. Показват се изображения на представителна мишка от всяка група в различни часови точки. Стрелка надолу показва смърт.

Предотвратяване на развитието на вторична пневмония, въпреки значителни закъснения в терапията с оселтамивир. При хората озелтамивир трябва да се прилага ⩽2 дни след появата на грипните симптоми, за да се намалят ефективно клиничните симптоми [42]. Предишни експерименти с мишки, които са получавали озелтамивир в началото на 48 часа след инфекция с грипен вирус, показват защита от вторична бактериална пневмония [19] (фигура 2), но не и от грипна заболеваемост. За да се определи ефектът от по-продължителното забавяне на приложението, на мишките се дава лечение с оселтамивир в продължение на 5 дни, започвайки или 2, 3, 5 или 7 дни след заразяване с грипен вирус и след това се предизвиква с пневмокок на ден 7. контролните мишки (които бяха заразени само с пневмокок) оцеляха и само 1 от контролните мишки развиха пневмония (фигура 3). Всички 6 мишки, получили плацебо за двойна инфекция, са развили пневмония и нито една не е оцеляла. Забавената терапия с озелтамивир, когато се дава в началото на 2, 3 или 5 дни след грипната инфекция, значително подобрява преживяемостта в сравнение с приложението на плацебо (P 2 тест).

Ефект, който отложеното лечение с озелтамивир има върху вторичната бактериална пневмония. Групи от 6 мишки бяха заразени с грипен вирус и 7 дни по-късно със Streptococcus pneumoniae, докато контролните мишки бяха заразени само с пневмококи. Всяка група мишки или е получавала плацебо (вода), или е била лекувана с озелтамивир в началото на 2, 3, 5 или 7 дни след вирусна инфекция. * P 2 тест).

Няма подобрение в преживяемостта от вторична бактериална пневмония с антибиотична терапия. За да се определи дали антибиотиците могат ефективно да лекуват вторична бактериална пневмония след грип при този модел, 8 мишки са заразени с грипен вирус и 7 дни по-късно с пневмокок. Веднага след откриването на пневмония започна лечение с ампицилин. Въпреки антибиотичната терапия, всички 8 мишки развиха пневмония и умряха. Пневмония, изчистена от белите дробове преди смъртта при 6 от 8 мишки; останалите 2 мишки умряха ~ 24 часа след откриване на пневмония (фигура 4А). Следователно антибиотичната терапия може да убие бактериите, причиняващи пневмония, но не променя оцеляването от вторична бактериална пневмония след грип.

Признание

Благодаря на Ейми Айвърсън за техническа помощ.