Устойчивость к антибиотикам (антибиотикорезистентность) — одна из самых серьезных угроз здоровью, безопасности и развитию человечества сегодня [1]. Фармакологами с 1928 г., когда А. Флеминг открыл пенициллин, были созданы антибактериальные препараты различных классов, и к середине XX века человечество полагало, что инфекционные болезни благодаря антибиотикам и вакцинации побеждены. На самом деле оказалось, что побеждена только натуральная оспа. Вместе с тем в различных странах в последние годы периодически наблюдаются вспышки таких эпидемически опасных заболеваний, как бубонная чума, коклюш и др. В связи с этим применение антибактериальных препаратов приобрело широкое распространение во всем мире. Однако, как выяснилось, все бактерии имеют способность достаточно быстро вырабатывать резистентность к любому антибактериальному препарату [2]. К тому же широкое применение антибиотиков привело к значительному увеличению устойчивых форм микроорганизмов. В настоящее время известно много фактов резистентности возбудителей различных заболеваний человека к антибактериальным препаратам (Enterococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Vibrio cholerae и пр.) [3].

На современном этапе борьба с антибиотикорезистентностью является одной из важных задач Всемирной организации здравоохранения.

В мае 2015 г. на Всемирной ассамблее здравоохранения был принят общий план действий по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Одной из главных стратегических целей этой директивы является оптимизация использования высокоэффективных антимикробных лекарственных средств для здоровья человека и животных, а также обеспечение профилактики различных заболеваний [4].

Вместе с тем быстро растущая устойчивость к различным антибактериальным препаратам говорит о том, что без срочных действий и серьезных мер мы окажемся в «эпохе после антибиотиков», в которой ранее эффективные терапевтические стратегии станут неактуальны. Из-за ограниченного количества доступных антибиотиков и сходства в спектре их активности, а также механизмах действия различные научно-клинические центры инвестируют средства в новые противоинфекционные методы лечения, включая вспомогательные или профилактические подходы (антитела, пробиотики, вакцины) [5].

В настоящее время особое внимание клиницистов привлекают антимикробные пептиды (АМП), также известные как иммунологические защитные пептиды [6]. АМП имеют короткие молекулы (30—40 аминокислот), обеспечивают защиту от различных микроорганизмов и принимают активное участие в системе врожденного иммунитета.

Известно более 800 молекулярных пептидов, к которым относятся некоторые хемокины, цитокины, нейропептиды, нейрогормоны и фрагменты белков. Отдельный вид пептидов — Lactococcus casea производится молочнокислыми бактериями и является популярной добавкой к различным йогуртам.

Механизм действия антимикробных пептидов основан на ингибировании метаболических процессов микробной клетки, в результате чего нарушается целостность клеточной мембраны, что приводит к гибели микробной клетки [7—9].

Существует два типа бактерий: грамотрицательные, структура которых состоит из внешней липополисахаридной мембраны и пептидогликанового слоя; грамположительные, у которых хорошо развит пептидогликановый слой, обеспечивающий лучшее проникновение пептидов к плазматической мембране микроорганизмов. Известно, что антимикробные пептиды образуются различными микроорганизмами. Они представляют собой первую линию защиты от инфекций за счет взаимодействия с анионными фосфолипидными мембранами, что приводит к бактерицидному действию против широкого спектра бактерий, грибков и вирусов. Дефенсины и псориазин (белок S100) являются антимикробными пептидами и вырабатываются в организме человека. Несмотря на существующий длительный контакт с микроорганизмами в течение миллионов лет, сохраняется высокая эффективность антимикробных пептидов [9]. Благодаря их широкому спектру действия и низкому риску вызывать резистентность антимикробные пептиды являются потенциальными антибиотиками следующего поколения [10].

Важно отметить, что особенностью биогенеза полипептидных антибиотиков является использование специфического ферментного комплекса, обеспечивающего выработку аминокислот, имеющих определенное отличие от обычных аминокислот, встречающихся в антибактериальных препаратах, что дает им явное преимущества: 1) содержат 15—20 аминокислотных остатков; 2) образуют различные дополнительные структурные компоненты, имеющие отличия по нескольким аминокислотным остаткам.

Наличие такой структуры обеспечивает достаточную сложность в распознавании бактериальными агентами аминокислотных остатков, что приводит к определенной конкуренции за включение в одно и то же расположение на уровне аминокислотных остатков.

В то же время для антимикробных пептидов характерны определенные недостатки — это высокие действующие концентрации (~10⁷—10⁶ моль, 10⁹ моль) и достаточно низкая селективность. Вместе с тем у них есть и значительные преимущества: быстро уничтожают клетки-мишени, широкий спектр действия, высокая активность в отношении различных штаммов, имеющих устойчивость к различным антибиотикам, а также редко развивающаяся резистентность. Антимикробные пептиды чаще применяются местно, так как обладают выраженным цитотоксическим эффектом.

На фоне быстро растущего развития резистентности к обычным антибиотикам во всем мире введение АМП в клиническое применение ускоряется. Некоторые АМП в настоящее время оцениваются в клинических испытаниях как новые противоинфекционные средства, а также как новые фармакологические агенты для модуляции иммунного ответа, содействия заживлению ран и предотвращения послеоперационных спаек [5,9].

Циклопептиды — наиболее изученные в химическом отношении противоинфекционные средства, они состоят из остатков аминокислот (L- и D-). К этим препаратам относятся следующие антибиотики: тироцидины, грамицидины, бацитрацины, полимиксины, низины, бацилломицины и др. (образуются бактериями), этамицин, эхиномицины и др. (образуются актиномицетами).

Тиротрицин (tyrothricin)

Природный полипептидный антибиотик для местного применения получен в 1939 г. при изучении бактерии Bacillus brevis (спорообразующая палочка), которая была выделена из поверхностного слоя почвы. Споры Bacillus brevis образуются непосредственно по бациллярному типу и располагаются в центре бактериальной клетки [2].

Антибиотик грамицидин является одним из компонентов тиротрицина, который первым прошел клинические испытания, что восстановило упавший интерес к пенициллину, открывшему когда-то эру антибиотиков [11]. В дальнейшем выделенные из природных источников препараты стали активно применяться для лечения бактериальных инфекций.

В отличие от других антибактериальных препаратов, таких как фузидиевая кислота, риск формирования устойчивости к тиротрицину местного действия очень низок [12—14]. Тиротрицин относится к группе АМП, которые по многим признакам отличаются от обычных антибиотиков.

В целом разновидности Bacillus являются важными в промышленном отношении, например благодаря отличным показателям безопасности, своим коротким циклам ферментации и высокой способности к секреции белка во внеклеточную среду [6].

Тиротрицин представляет собой смесь полипептидов, состоящую из 50—70% тироцидинов и 25—50% грамицидинов [15]. Группа тироцидинов представляет собой основные циклические пептиды, тогда как фракция грамицидинов представляет собой нейтральные линейные пептиды.

Обе группы состоят из структурно родственных соединений, которые в некоторых положениях молекул отличаются определенными аминокислотами [16].

Тироцидины образуются ферментным комплексом, включающим три пептид-синтетазы — TycA, TycB и TycC (тироцидин-синтетазы 1, 2 и 3).

Грамицидины соединяются из четырех многомодульных пептид-синтетаз — LgrA, LgrB, LgrC и LgrD. Помимо их хорошо известных антимикробных свойств было доказано, что тироцидины и грамицидины играют регуляторную роль в процессе инициации спорообразования, взаимодействуя с РНК и ДНК бактерии Bacillus brevis [2].

Благодаря амфифильному характеру основных и циклических тироцидинов, состоящих из гидрофобных и гидрофильных частей, их легко включить в бактериальные мембраны. Исследователи полагают, что гидрофильные остатки пептида взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфатными группами, присутствующими в мембране бактериальной клетки, тогда как гидрофобные группы образуют неселективный пористый канал. Это вызывает утечку азот- и фосфорсодержащих веществ из мембраны бактериальной клетки. В результате незаменимые молекулы, такие как аминокислоты, фосфаты, пурины, пиримидины и т.д., выходят из бактериальной клетки в окружающую среду, что приводит к разбавлению этих основных метаболитов, вызывая бактерицидное действие. Это действие не зависит от роста бактерий [16].

Основным антибиотическим механизмом действия, по-видимому, является разобщение окислительного фосфорилирования [16]. Полученные данные свидетельствуют о прямом взаимодействии грамицидина с H⁺-АТФазой: прямой перенос протона от окислительно-восстановительных насосов к H⁺-АТФазе, по-видимому, короткозамкнут грамицидином.

Антибактериальная активность тиротрицина проявляется благодаря наличию в нем циклических и линейных полипептидов, которые способны образовывать эндотоксин к таким спорообразующим анаэробам, как Bacillus brevis.

Также тиротрицин имеет способность бактериостатически и бактерицидно влиять на клостридии. Он влияет бактерицидно на грамположительные и грамотрицательные бактерии (это S. aureus, S. haemolyticus, S. pyogenes, S. viridans, Diplococcus pneumoniae, Corynebact spp., менингококки, фекальные энтерококки, некоторые возбудители гонореи, трихомонады), некоторые виды грибов, среди которых Candida. Механизм действия препарата основан на выделении азота и фосфата из бактериальной клетки. Эта специфическая особенность тиротрицина определяет его фармакологическую эффективность. Препарат угнетает рост и деление клеток за счет разрушения цитоплазматической мембраны, изменяя ее проницаемость, оказывая влияние на ионно-калиевые каналы, вызывая цитолиз, и нарушает процессы фосфорилирования, что, в свою очередь, нарушает рост и деление клеток.

Такие антибактериальные средства, как грамицидины, обладают бактериостатическим свойством. Они нарушают поток калия через мембрану клетки, тем самым изменяя его концентрацию внутри клетки, вызывая цитолиз, что способствует нарушению процесса фосфорилирования бактериальной клетки.

Как было сказано, антибактериальный препарат тиротрицин обладает несколькими механизмами действия, что обеспечивает неоспоримое преимущество при воздействии на патогенные микробы (например, фекальный стрептококк). Помимо этого, он плохо диффундирует, что позволяет использовать его в случае необходимости для топического действия даже длительным курсом. Чаще всего тиротрицин применяется как антисептическое средство. Согласно данным исследований, считается, что пептидные терапевтические средства имеют преимущество с точки зрения безопасности по сравнению с низкомолекулярными лекарственными средствами, поскольку продукты разложения последних представляют собой природные аминокислоты и из-за их короткого периода полураспада в тканях накапливается мало пептидов, что в целом снижает безопасность препарата и повышает риск развития осложнений, вызванных метаболитами [17]. Пептиды, даже синтетические, обычно менее иммуногенны, чем рекомбинантные белки и антитела. Кроме того, топическое использование АМП дополнительно снижает риск развития осложнений.

Поэтому этот класс молекул рассматривается как группа, которая может стать антибиотиками следующего поколения и преодолеть растущую проблему резистентности бактерий.

Тиротрицин оказывает противогрибковое действие на различные виды Candida. Определение минимальной подавляющей концентрации (МПК) выявило значительную активность тиротрицина в отношении Candida albicans, Candida tropicalis и Candida glabrata.

Противогрибковое действие АМП лежит в основе быстрого наступления эффекта, вместе с тем МПК тиротрицина в 4 раза ниже (5×10⁵ КОЕ/мл) предела обнаружения инокулята [18]. Кроме того, было доказано, что разновидность Candida parapsilosis также чувствительна к тиротрицину.

Что касается противовирусного действия тиротрицина, то эксперименты с суспензией в лабораторных условиях показали вирусостатическую активность вещества относительно вируса парагриппа (типа Сендай) [19].

Ингибирующий эффект тиротрицина на вирусы может быть также продемонстрирован на других вирусах, таких как вирусы гриппа, эпидемического паротита и герпеса. Вместе с тем D. Hartmann, K. Grossgebauer (1979) теоретически допускают связь активности АМП с содержанием липидов в вирусной оболочке. Те же D. Hartmann, K. Grossgebauer перенесли эти эксперименты на модели животных с использованием вируса простого герпеса (HSV) типа 1. Было показано, что предварительная инкубация вирусной суспензии с тиротрицином может значительно снизить летальность у мышей. Эффект может проявиться только после прямого контакта тиротрицина и вируса [19—21].

Во всех работах продемонстрирована очень низкая вероятность формирования устойчивости к тиротрицину как представителю АМП. Также следует отметить: исследования последних лет подтвердили, что МПК тиротрицина соответствует МПК из прошлых исследований, это доказывает неизменную восприимчивость микробов к данному препарату на протяжении длительного времени [16]. Авторы предполагают, что причиной низкой вероятности формирования устойчивости к АМП и тиротрицину является быстрота действия бактерицидного механизма, который осложняет возможность для бактерий адаптироваться к ситуации и разрабатывать стратегию защиты от тиротрицина. Поскольку мишенью тиротрицина являются мембранные структуры бактерий, антимикробный эффект не ограничивается бактериальным ростом или делением.

Следовательно, различные патогенные бактерии и микроорганизмы должны прежде всего менять свою организацию для достижения устойчивости. Как правило, это достаточно сложный и трудоемкий механизм по сравнению с мутациями активного центра фермента [6]. Как отмечалось ранее, тиротрицин представляет собой смесь тироцидинов и грамицидинов, которые лежат в основе различных механизмов действия. В случае если патоген сможет развить устойчивость к одному из компонентов, он все еще сталкивается с оставшимся классом соединений. Компоненты тиротрицина частично состоят из D-аминокислот. Эти пептиды с «неестественными» аминокислотами часто проявляют устойчивость к ферментативному гидролизу, который усугубляет образование ферментов бактериями, способными разрушать АМП. Кроме того, считается, что высокое содержание гидрофобных боковых цепей влияет на устойчивость тиротрицина.

Вместе с тем механизм действия тиротрицина на микробную флору отличается от механизма действия системно применяемых антибактериальных препаратов. Единственным недостатком тиротрицина является отсутствие воздействия на кишечную микрофлору [16].

Однако в отличие от внутривенного (LD50: 3,7 мг/кг) и внутрибрюшинного (LD50: 20—45 мг/кг) применения пероральное применение тиротрицина очень хорошо переносится, так как он нейтрализуется в желудочно-кишечном тракте. Вместе с тем при местном применении препарата на коже и слизистой оболочке не отмечается резорбции из-за плохой растворимости и относительно высокой молекулярной массы препарата [16]. Важным для оториноларинголога является исследование M. Stauss-Grabo и соавт. (2014). Авторы наносили раствор тиротрицина на слизистую оболочку полости носа в виде капель в концентрации 1:5000, при этом в отдельных случаях наблюдались явления гипосмии и аносмии, которые сохранялись у пациентов до 4—8 мес [15].

На сегодняшний день в Российской Федерации тиротрицин входит в состав единственного препарата — доритрицина. Он используется для симптоматического лечения боли в горле на фоне инфекционно-воспалительных заболеваний полости рта и горла.

Доритрицин является комплексным препаратом, содержащим в своем составе помимо тиротрицина анестетик бензокаин для быстрого обезболивающего эффекта и антисептик бензалкония хлорид, который дополняет антимикробный спектр тиротрицина. Бензалкония хлорид — антисептик из группы четвертичных соединений аммония, известен с 1930 г. Он обладает эмульгационными особенностями — воздействует на цитоплазматическую мембрану микробной клетки и увеличивает ее проницаемость, что способствует распаду структуры клетки.

Благодаря высокой поверхностной активности бензалкония хлорид проникает достаточно глубоко и быстро даже в недоступные места слизистой оболочки полости рта (лакуны миндалин). Это свойство препарата является очень важным при лечении и профилактике различных инфекций полости рта и глотки. Бензалкония хлорид эффективен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, избирательно воздействует на некоторые вирусы, также обладает мощным фунгицидным действием на Candida albicans [22].

Еще одно важное свойство бензалкония хлорида — способность к адгезии. Это позволяет лучше фиксироваться на слизистой оболочке, что обеспечивает более продолжительное действие — до 3 ч, что дает существенное преимущество в достижении клинического эффекта по сравнению с полосканием глотки различными антисептиками.

Как и любой препарат для купирования патологических процессов в ротоглотке, средство на основе антимикробных пептидов также должно способствовать улучшению качества жизни, что при данной локализации процесса означает купирование болевого синдрома, то есть восстановление способности принимать и глотать пищу. В связи с этим необходимо наличие в составе комплексного препарата такого анестетика, как бензокаин (сложный эфир этилового спирта), который обладает выраженной местной анестезирующей активностью. Бензокаин влияет на проницаемость клеточной мембраны за счет воздействия на натрий-калиевые насосы мембраны, вследствие чего происходит полное блокирование нервных импульсов. Минимальная абсорбция бензокаина является также преимуществом введения именно этого анестетика в состав доритрицина, поскольку он практически нерастворим в воде. Местноанестезирующий эффект при контакте со слизистыми оболочками наступает в среднем уже через 60 с и длится 20 мин.

Бензокаин в отличие от лидокаина не имеет «эффекта заморозки», что важно в плане улучшения качества жизни и возможности приема пищи на фоне обезболивающего эффекта [23].

Несмотря на то что в Германии препарат доритрицин используется с 1955 г. и снижения чувствительности микроорганизмов к нему не отмечалось, для изучения свойств данного комплексного препарата проводятся постмаркетинговые исследования.

Наиболее масштабным является исследование DoriPha (2018) на большой клинической выборке (361 пациент). В данном исследовании представлено лечение острого тонзиллофарингита нестрептококковой этиологии препаратом доритрицин [24]. Курс лечения составил 3 сут. В исследование вошли пациенты с острым фарингитом (нестрептококковой ангиной) в возрасте ≥18 лет и клиническими симптомами в виде средней и сильной боли в горле (интенсивность NRS≥7, VAS≥50). В группе принимавших доритрицин при клинической оценке через 72 ч боль в горле купировалась полностью у 44,6% пациентов, а в группе принимавших плацебо — только у 27,2% пациентов (разница составила 17,4%), улучшение отметили 64% пациентов (p=0,0022). В то же время статистически значимое снижение клинических симптомов отмечалось в группе использовавших доритрицин уже через 2 ч (p<0,005).

При оценке удовлетворенностью лечением (пациентов/исследователей) в группе применявших исследуемый препарат удовлетворенность отметили 78,9% пациентов, а в группе получавших плацебо — только 55,6% пациентов, при этом общий профиль безопасности доритрицина сопоставим с таковым плацебо. Хочется отметить, что местное лечение препаратом доритрицин с фиксированной комбинацией (0,5 мг тиротрицина, 1,0 мг бензалкония хлорида, 1,5 мг бензокаина) обеспечивает быстрое обезболивающее действие и эффективно уменьшает сильную боль в горле, затруднение глотания при остром фарингите, что приводит к улучшению самочувствия на 64%. Таким образом, тройная активная комбинация представленных компонентов в доритрицине является подходящим вариантом лечения для пациентов с острым фарингитом и ангиной [24].

Исследование, проведенное детскими инфекционистами в отношении лечения препаратом доритрицин детей в возрасте 6—18 лет со стрептококковым тонзиллитом, представляет определенный интерес. Цель исследования — выявить эффективность цефалоспоринов, применяемых коротким курсом, в сочетании с применением топического комбинированного препарата доритрицин. Оценка клинической эффективности лечения детей с острым гнойным тонзиллитом показала, что эффективность применения цефазолина коротким курсом в сочетании с доритрицином составила 96,7% уже к 5-му дню лечения, что выражалось в снижении жалоб и клинических симптомов тонзиллита на 43%. Продолжительность боли в горле сократилась на 1,8 дня, нарушения общего состояния — на 1,8 дня, налетов на миндалинах — на 1,1 дня, лихорадки — на 1,3 дня (оценка по шкале Centor—McIsaac >3 баллов). Клинических рецидивов и нежелательных явлений у представленной группы пациентов не возникло. Лечение острого гнойного тонзиллита антибиотиком цефазолин (50 мг/кг/сут) в комбинации с топическим препаратом доритрицин в течение 5 дней у детей старше 6 лет и подростков показало достаточно высокую эффективность [25].

Таким образом, комбинированная терапия с применением топического препарата доритрицин позволяет уменьшить длительность использования системного антибактериального препарата с таким же клиническим эффектом.

На кафедре оториноларингологии ФГБОУ ВО «МГМСУ им. А.И. Евдокимова» Минздрава России в 2019 г. было проведено наблюдательное исследование эффективности применения препарата доритрицин у пациентов с нестрептококковым тонзиллофарингитом [26]. Критерием исключения был положительный стрептотест. Дизайн исследования включал три визита с оценкой состояния пациентом (ВАШ). Проведенное исследование позволило сделать вывод, что уже к 3-му дню использование местного препарата доритрицин в терапии пациентов с острым тонзиллофарингитом оказывает достаточно выраженный клинический эффект. Также монотерапия доритрицином значительно повышает качество жизни пациентов с первых дней от начала лечения и позволяет уменьшить применение дополнительных лекарственных средств. Исследуемый препарат обладает высоким профилем безопасности. Переносимость препарата доритрицин оценена пациентами как хорошая или очень хорошая.

Таким образом, в арсенале врача-оториноларинголога имеется высокоэффективный топический комплексный препарат, который можно использовать для монотерапии острых нестрептококковых тонзиллофарингитов и в качестве компонента комплексной терапии стрептококковых тонзиллофарингитов у детей с 6-летнего возраста и взрослых [27]. Доритрицин содержит АМП тиротрицин, не вызывающий резистентности, эффективный в отношении вирусов, грибов и бактерий, бензалкония хлорид, дополняющий действие АМП, и бензокаин, обладающий анестетическим действием без «эффекта заморозки».

Препарат следует использовать с 6-летнего возраста по 1 таблетке для рассасывания каждые 3 ч. Максимальная суточная доза составляет 6 таблеток. Курс лечения — 7 дней.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.