Az antivirális kezelés hatása az influenza utáni másodlagos bakteriális pneumonia kimenetelére

Jonathan A. McCullers, Az antivirális kezelés hatása az influenza utáni másodlagos bakteriális pneumonia kimenetelére, The Journal of Infectious Diseases, 190. évfolyam, 3. kiadás, 2004. augusztus 1., 519–526. Oldal, https://doi.org/10.1086/ 421525

Absztrakt

A másodlagos bakteriális tüdőgyulladás az influenzával összefüggő halálozás fontos oka. Bár az antibakteriális terápia szokásos, az antivirális terápiát figyelmen kívül hagyták, mert a vírusfertőzések általában a bakteriális tüdőgyulladás megjelenésekor megszűnnek. Jelen tanulmányban az antivirális vegyületeket influenza utáni másodlagos pneumococcus tüdőgyulladás egérmodelljében tesztelték. Az oseltamivirrel végzett kezelés 0% -ról 75% -ra javította az egerek túlélését, még akkor is, ha a terápiát legfeljebb 5 nappal késleltették az influenza vírusfertőzés után. Egerekben a rimantadinnal végzett kezelésnek nincs hatása a túlélésre. Az ampicillinnel végzett kezelés megszüntette a fertőzést, de oseltamivir-kezelés hiányában nem javította a túlélést. Az oseltamivirt kapó 22 egérből csak 7-ben alakult ki tüdőgyulladás, és az ezt követő ampicillinnel végzett kezelés gyógyulást eredményezett (100% -os túlélés). A hajlamosító influenza-vírusfertőzés vírusos neuraminidázra specifikus inhibitorokkal történő kezelése javíthatja az antibiotikumok hatékonyságát és növelheti a túlélést azoknál a személyeknél, akiknek nagy a kockázata az komplikációk és a halálozás miatt az influenza alatt.

A legkorábbi felvetést, miszerint a vírusfertőzések hajlamosak a bakteriális betegségekre, Laennecnek tulajdonították [1], aki megfigyelte, hogy a tüdőgyulladás előfordulása az 1803-as influenzajárvány után nőtt. Ez az összefüggés különös hangsúlyt kapott az 1918-as influenzajárvány után, amelynek során becslések szerint 40–50 millió ember halt meg [2], közülük sokan másodlagos bakteriális tüdőgyulladásban [3–5]. Ez a katasztrofális esemény volt a vírusok és baktériumok közötti kölcsönhatások klinikai és epidemiológiai vizsgálata, amely ma is folytatódik. Az Egyesült Államokban az influenza és a tüdőgyulladás jelenleg a hetedik halálozási ok [6], ami évente 36 000 halálesetet jelent [7]. Annak ellenére, hogy rendelkezésre áll egy kiváló egészségügyi rendszer és hatékony antimikrobiális szerek mind az influenza vírusfertőzés, mind a tüdőgyulladás bakteriális okai ellen, e halálozások jelentős része másodlagos bakteriális tüdőgyulladás következménye.

Kollégáimmal korábban kidolgoztuk és jellemeztük az influenza utáni másodlagos bakteriális tüdőgyulladás egérmodelljét [30]. Ebben a modellben az oseltamivirrel végzett kezelés csökkenti a pneumococcusos tüdőgyulladás okozta mortalitást [19]. Jelen tanulmányban az antivirális és antibakteriális vegyületek hatékonyságát vizsgáltam a halálos szinergizmus ezen egérmodelljében. Feltételeztem, hogy a kombinált terápia antivirális és antibiotikummal egyaránt hatékony kezelési stratégia lesz a másodlagos bakteriális tüdőgyulladásban. A jelen tanulmány eredményei segíthetnek megérteni az antibiotikumok korlátozott hatékonyságát kombinált vírus-bakteriális fertőzésekkel szemben.

Anyagok és metódusok

Fertőző ágensek. A Sínai-hegy A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) egérrel adaptált influenzavírus törzse, a továbbiakban „PR8”; egérrel adaptált influenza vírustörzs A/Fort Monmouth/1/47 (H1N1); és az A/Sydney/5/97 (H3N2) sejteket Madin-Darby kutya vesesejtjeiben tenyésztettük a St. Jude Gyermekkutató Kórház (Memphis, TN) influenzavírus-tárolójából származó állományból. Az A/Charlottesville/31/95 [31] influenza vírus delNA mutánsa Larisa Gubareva (Virginia Egyetem, Charlottesville) ajándéka volt; az A típusú légúti szinkitialis vírus (Long törzs) John Devincenzo (LeBonheur Gyermekorvosi Központ; Memphis, TN) ajándéka volt; A S. pneumoniae D39 kapszulázott 2-es típusú törzs és kapszulázatlan származéka, az R6T Elaine Tuomanen (St. Jude Gyermekkutató Kórház) ajándékai voltak.

Egerek. Nyolc hetes nőstény BALB/cByJ egereket (Jackson Laboratory) használtunk ebben a vizsgálatban. Az összes kísérleti eljárást egerekkel végeztük általános érzéstelenítésben, 2,5% -os inhalált izofluránnal (Baxter Healthcare). A jelen vizsgálatban használt egereket a laboratóriumi állatok gondozásával és felhasználásával foglalkozó bizottság (Laboratóriumi Állatforrások Intézete, Országos Kutatási Tanács) irányelveivel összhangban gondozták, az Állatgondozási és Felhasználási Bizottság jóváhagyott protokollja alapján. Jude Gyermekkutató Kórház. Az egerekkel végzett összes munkát a 2. szintű biológiai biztonsági létesítményekben végezték.

Tapadási vizsgálatok. A tapadási vizsgálatokat a másutt leírtak szerint végeztük [20]. Röviden, a megmosott A549 sejteket 5x103 fertőző egységet (TCID50 vagy pfu) tartalmazó vírust tartalmazó szuszpenzióval (250 ul/üreg) borítottuk. 30 perc inkubációs periódus után 37 ° C-on az egyrétegeket mostuk, 2 x 104 cfu R6T-t tartalmazó szuszpenzióval (200 ul/üreg) borítottuk őket és 2 órán át szobahőmérsékleten inkubáltuk. Ezután az egyrétegeket mostuk, 0,05% tripszin-EDTA (Life Technologies) alkalmazásával leválasztottuk, és 0,025% triton X-100 (Sigma Chemicals) alkalmazásával lizáltuk. A steril PBS-ben történt sorozatos hígításokat triptikus szója agarra helyeztük, amelyet 3 térfogat/térfogat% juh eritrocitával egészítettünk ki, hogy meghatározzuk az egyrétegűekhez tapadó baktériumsejtek számát. A kontrollokat azonos módon kezeltük, de vírus hozzáadása nélkül. Az oseltamivirrel végzett kísérletekhez az Ro 64-0796 (Roche Products) prodrugot 10 µmol/L koncentrációban adták a vírusszuszpenzióhoz 30 perccel az egyrétegű inkubálás előtt (az aktív metabolit, az oseltamivir-karboxilát koncentrációját nem határozták meg).

Élő egerek képalkotása. Az egereket egy pneumococcus D39 törzzsel fertőztük meg, amelyet a lux operonnal (Kevin Francis és Jun Yu; Xenogen) transzformáltak, de amely egyébként az itt közölt egyéb kísérletekhez használt törzsre volt izogén. Ezután az egereket IVIS CCD kamera (Xenogen) segítségével naponta kétszer 20 másodpercig, a pneumococcus okozta fertőzés után 4 órával kezdjük. Az egyes egerek képeinek kiválasztott és meghatározott területeiből származó teljes fotonemissziót a LivingImage szoftvercsomaggal (2.20T verzió; Xenogen) számszerűsítettük, ahogy azt másutt leírtuk [32], és relatív fényegységekben fejeztük ki.

Streptococcus pneumoniae tapadása A549 sejtekhez vírussal történő inkubálás után. A tapadást a kontrollok százalékában fejezzük ki (nincs vírusos előinkubáció). Az adatok 6 egymást követő kísérlet átlag ± SEM eredményei. * P 19]. Ebben a vizsgálatban az oseltamivir-kezelést összehasonlították a rimantadinnal végzett kezeléssel, mind profilaxis, mind késleltetett kezelési kísérletek segítségével. A késleltetett kezelési kísérletben egyetlen kontroll egérben sem (csak pneumococcus fertőzött) alakult ki tüdőgyulladás, és mindegyikük életben maradt (2. ábra). Másrészt az összes egérben, akik influenza vírussal, majd pneumococcusokkal fertõzõdtek, és amelyeket vízzel (placebóval) kezeltek, tüdőgyulladás alakult ki (a 6 .10 közül 5).

Az antivirális szerek hatása a másodlagos bakteriális tüdőgyulladásra. A 6 egérből álló csoportokat egymás után fertőztük, először influenza vírussal, majd luciferázt expresszáló Streptococcus pneumoniae törzzsel, és naponta kétszer képalkotást végeztünk. A túlélés (a második fertőzés után 21 nappal életben lévő egerek számaként kifejezve/a csoport összes száma) a jobb oldali oszlopban látható, a kontrollcsoport (csak pneumococcus által fertőzött egerek) és az egércsoportok esetében, amelyek influenza vírussal és pneumococcusszal egyaránt fertőzöttek voltak, majd placebót kaptak, vagy oseltamivirrel vagy rimantadinnal kezelték őket. A késleltetett kezelési csoport eredményeit mutatjuk be. Megjelennek az egyes csoportokból származó reprezentatív egér képei különböző időpontokban. A lefelé mutató nyíl a halált jelzi.

A másodlagos tüdőgyulladás kialakulásának megelőzése, annak ellenére, hogy az oseltamivir-terápia jelentős késedelmet szenvedett. Embernél az oseltamivirt ~ 2 nappal az influenza tüneteinek megjelenése után kell beadni a klinikai tünetek hatékony csökkentése érdekében [42]. Korábbi kísérletek egereken, amelyek az influenzavírus fertőzése után 48 órával kezdve kaptak oseltamivirt, védelmet mutattak a másodlagos bakteriális tüdőgyulladás ellen [19] (2. ábra), de az influenza morbiditása ellen. A hosszabb késleltetés hatásának meghatározásához az egereket 5 napig oseltamivirrel kezelték, az influenza vírusfertőzés után 2, 3, 5 vagy 7 nappal kezdve, majd a 7. napon pneumococcus-fertőzéssel fertõzték őket. a kontroll egerek (amelyeket csak pneumococcus fertőzött meg) túlélték, és a kontroll egerek közül csak egynél alakult ki tüdőgyulladás (3. ábra). Mind a 6 egérnél, akik placebót kaptak kettős fertőzés miatt, tüdőgyulladás alakult ki, és egyik sem maradt életben. Az oseltamivir késleltetett terápiája az influenza fertőzés után 2, 3 vagy 5 nappal kezdődően jelentősen javította a túlélést, összehasonlítva a placebo alkalmazásával (P 2 teszt).

Az oseltamivir késleltetett kezelésének hatása a másodlagos bakteriális tüdőgyulladásra. A 6 egérből álló csoportokat influenza vírussal, 7 nappal később pedig Streptococcus pneumoniae-val fertőzték meg, míg a kontroll egereket csak pneumococcus fertőzte meg. Az egerek minden csoportja vagy placebót (vizet) kapott, vagy oseltamivirrel kezelték a vírusfertőzés után 2, 3, 5 vagy 7 nappal. * P 2 teszt).

Nem javult a túlélés a szekunder bakteriális tüdőgyulladás miatt antibiotikum-terápiával. Annak megállapítására, hogy az antibiotikumok képesek-e hatékonyan kezelni az influenza utáni másodlagos bakteriális tüdőgyulladást ebben a modellben, 8 egér fertőzött influenza vírussal, és 7 nappal később pneumococcusszal. Amint tüdőgyulladást észleltek, megkezdték az ampicillinnel történő kezelést. Az antibiotikum-terápia ellenére mind a 8 egér tüdőgyulladást kapott és elhunyt. A 8 egérből 6-ban a tüdőgyulladás halála előtt kitisztult a tüdőből; a fennmaradó 2 egér ~ 24 órával elpusztult a tüdőgyulladás kimutatása után (4A. ábra). Ezért az antibiotikum-terápia képes elpusztítani a tüdőgyulladást okozó baktériumokat, de nem változtatja meg az influenza utáni másodlagos bakteriális tüdőgyulladás túlélését.

Elismerés

Köszönöm Amy Iversonnak a technikai segítséget.