6.10. Вимоги до антибіотиків як хіміотерапивтичних препаратів. Способи промислового отримання антибіотиків.

До антибіотиків – хіміотерапевтичних засобів, що утворюються мікроорганізмами або отримані з інших природних джерел, а також їхніх похідних та синтетичних аналогів, що мають здатність вибірково пригнічу- вати в організмі хворого збудників інфекційних захворювань та пухлинні клітини, як і до інших класів фармпрепаратів ставляться певні вимоги. Вони мають проявляти високу вибірковість антимікробного ефекту в дозах, нетоксичних для організму, забезпечувати ефективні антибактеріальні концентрації в рідинах і тканинах протягом тривалого часу. Збудники захворювань мають бути чутливими до антибактеріальних препаратів, під час застосування яких не повинна швидко розвиватися резистентність мікроорганізмів. Засоби повинні бути зручними для застосування.

Ретельний підбір пацієнтів, які дійсно потребують антибактеріальної терапії, особливо важливий в амбулаторній практиці при інфекційних процесах, які часто зустрічаються. Зокрема, при гострих респіраторних вірусних інфекціях антибактеріальні антибіотики, які не впливають на віруси, хворим не показані. Вони застосовуються при виникненні бактерійних ускладнень або ж для їх профілактики при хронічних процесах (наприклад, при хронічному бронхіті), коли є значний ризик загострення на фоні пригнічення активності імунної системи вірусними агентами. Невиправдано часто антибіотики застосовують для лікування інфекцій верхніх дихальних шляхів у дітей. При цьому лікар виходить із помилкової точки зору, що слизово-гнійні виділення з носа є незаперечною ознакою бактеріальної інфекції. Не потрібне призначення антибіотиків у багатьох випадках при запаленні середнього вуха. Визнана помилковою тривала терапія тетрациклінами або макролідами пацієнтів із вуграми.

Селективна деконтамінація шлунково-кишкового тракту, яка набула поширення в пацієнтів відділень інтенсивної терапії, як свідчать результати останніх досліджень, не тільки не покращує результатів лікування, але призводить до поширення антибіотикорезистентних грампозитивних мікро- організмів. Тому її необхідно використовувати лише за суворими показан- нями.

Надто широко використовують антибіотики й для профілактики інфекцій у хірургії. Зокрема, у США за останні 15 років призначення їх з цією метою у 40-75 % випадків було необгрунтованим. На сьогодні помилковою вважається антибіотикопрофілактика в таких випадках: при проведенні УЗД-контрольованої трансректальної біопсії простати, при проведенні ендоскопічної ретроградної холецистопанкреатографії, для попередження менінгіту при переломах основи черепа, за наявності постійного катетера сечового міхура в дітей, при неускладнених ранах, при передчасних пологах, при лікуванні дітей із інфекціями верхніх дихальних шляхів, при лікуванні гострих бронхітів у дорослих без супровідної патології.

При хронічних гнійних процесах (хронічному абсцесі, остеомієліті, емпіємі тощо) призначення антибіотиків має за мету попередження поширення інфекції внаслідок руйнування тканинних бар'єрів при хірургіч- них методах санації гнійного вогнища. При деяких гострих інфекціях у разі їх легкого перебігу (наприклад, при гастроентериті віддають перевагу симптоматичному лікуванню, тому що призначення антибіотиків може сприяти формуванню носійства.

Вибір найбільш активного та найменш токсичного препарату та своєчасність його призначення хворому. Препарати, що є найефектив- нішими при певному виді інфекції, до яких чутлива більшість штамів даного збудника, називаються препаратами першого вибору (першого ряду, першої групи). Альтернативні препарати (другого ряду) призначаються тоді, коли препарати першої групи неефективні або коли штам виділеного збудника найчутливіший саме до них. Препарати резерву використовують лише у крайніх випадках (при неефективності першої і другої груп антибіотиків); як правило, вони викликають багато ускладнень.

Список антибіотиків, які є препаратами першого вибору й альтернатив- ними для різних видів мікроорганізмів, що викликають інфекційні процеси, наведений в.

Перед початком лікування, до першого введення антибіотика, необхідно взяти матеріал для бактеріологічного дослідження (кров, екскрети тощо) – провести визначення збудника та його чутливості до антибактеріальних агентів (антибіотикограма). Якщо забір матеріалу здійснено навіть після одного введення антибіотика або іншого антибактеріального засобу, справжнього збудника визначити часто не вдається.

При деяких інфекціях вибір антибактеріального засобу повністю грунтується на клінічному діагнозі. Це можливо тоді, коли мікроорганізм, що викликає захворювання, є типовим для даної патології: при крупозній пнев- монії в осіб молодого віку – це найчастіше пневмокок; при скарлатині, бешиховому запаленні – гемолітичні стрептококи та ін.

Особливо важливою й відповідальною є емпірична терапія інфекцій із тяжким перебігом, коли неможливо відтермінувати початок призначення антибіотика до отримання результатів антибіотикограми. При цьому антибіотик вибирають, грунтуючись на найчастішій етіології інфекцій різної локалізації й на узагальнених даних щодо чутливості збудників інфекційних захворювань до антибактеріальних препаратів. Найкращі результати лікування дає тоді, коли одночасно враховують дані з етіологічної структури захворювань та резистентності мікроорганізмів у даному регіоні, ще оптимальніше – у конкретному лікувальному закладі. Надзвичайно важливою є оцінка цих факторів у терапії госпітальних інфекцій. Водночас, усе необхідне для бактеріологічного аналізу (кров, гній, сечу, харкотиння, ліквор) беруть до першого введення лікарського засобу. За необхідності, після отримання результатів антибіотикограми, у випадку, коли протягом 3 днів попередньо призначений препарат не дає лікувального ефекту, його замінюють більш ефективним.

Ферментаційні процеси одержання антибіотиків ще не досягли тої досконалості, що могла б бути забезпечена завдяки комп'ютерній техніці й розумінню фізіології продуцентів. Своєрідним гальмом удосконалювання технології виступають самі клітинні популяції мікроорганізмів, які змінюються якісно й кількісно протягом усього продуктивного циклу. Тому не вдається одержувати повністю ідентичних результатів навіть у двох суміжних ферментаціях, так само як і всьому технологічному процесі вдається порівняно добре проводити лише в періодичному режимі.

Тому що антибіотичні речовини є вторинними метоболітами, то біосинтез їх сполучений з переходом культури продуцента в ідіофазу. Отже, тут доцільне лімітування росту продуцента. Таким фактором, що лімітує, при біосинтезі пеніциліну виступає глюкоза, тоді як при біосинтезі антибіотиків стрептоміцетами - фосфати. Все це важливо при компановці живильних середовищ, підгодівлі штаму - продуцента в процесі біосинтезу антибіотика. Так, середовище для продукції пеніциліну (вона ж придатна для нагромадження інокулюму) включає глюкозу - 1,5%, лактозу - 5% (лактоза знімає катаболітну репресію глюкози), амонію сульфат і фосфати - 0, 5-1%, кукурудзяний екстракт - 2-3%, попередники антибіотика - фенокси- або фенілоцтова кислота - 0, 3-0,6%, крейда - 0, 5-1%, піногасник - 0, 5-1%; температуру ферментації підтримують на рівні 22-26 С при рн від 5,0 до 7,5 і аерації 1 м3 повітря на 1 м3 середовища в I хвилину; тривалість ферментації - 4 доби.

Так звана "всеїдність" актиноміцетів забезпечує ним здатність рости й продуціювати антибіотики на середовищах, що містять білки (соєве борошно, рибне борошно, білок клейковини пшениці та ін.), крохмаль. Проте, стосовно до кожного продуцента є свої особливості, звичайно відмічувані в регламентній документації. Наприклад, посівний матеріал Streptomyces kanamyceticus одержують на соєво-крохмальному середовищі й на ній же проводять основну ферментацію при 27-28 С протягом 4-5 доби при підтримці рн на рівні 7, 1-7,6.

При ферментації Str. floridae (продуцент віоміцину, або флориміцину) рекомендують середовище, що містить глюкозу або гідрол, соєве борошно, кукурудзяний екстракт, нітрати, крейду; температуру підтримують у межах 27-29 С, рн на рівні 7, 0-7,3.

У випадку ферментації Str. erythreus у живильне додавати середовище пропиловий спирт, як попередник антибіотика еритроміцину.

Продуцент ністатину Str. noursei інтенсивно споживає амонійний азот (не нітратний), і т.д.

Перед виділенням антибіотика з культуральної рідини необхідно відокремити тверду, або щільну фазу від рідкої. У цих випадках, як правило, використовують фільтрацію. Якість твердої фази помітно позначається на ефективності фільтрації. Тут можна відзначити наступну закономірність – натівна бактеріальна маса фільтрується гірше міцеліальної. З урахуванням того факту, що вищі актиноміцети здатні формувати ниткові структури, то їхнє відділення при фільтрації відбувається трохи легше, ніж інших бактерій.

Шляхи поліпшення фільтрації: обробка ростових середовищ електролітами, теплова коагуляція, додавання фільтруючих наповнювачів, кислотна коагуляція й деякі інші.

Труднощі виділення антибіотиків обумовлені багатокомпонентністю культуральних рідин і малою концентрацією в них цільових продуктів. Так, пеніцилін може накопичуватися приблизно до 30 г/л при 8%-м виході від субстрату. При цьому сухі речовини після відділення міцелію звичайно становлять порядку 3-6%, з яких лише 15-30% доводяться на антибіотик. Тому будь-яке культуральне середовище необхідно обробляти так, щоб антибіотична речовина переходила в ту фазу, з якої потім він буде найбільше повно виділений. У ряді випадків цього можна домогтися підкисленням (тетрацикліни) або, навпроти, підлугуванням культуральної рідини (новобіоцин), додаванням солей, щавлевої кислоти (еритроміцин) і т.д., до або після коагуляції й осадження білків з натівних розчинів.

Якщо для виділення антибіотика застосовують іонний обмін, то натівний розчин прагнуть звільнити від іонів-конкурентів (розчинні оксалати - для видалення іонів кальцію; натрію триполіфосфат - для зв'язування іонів магнію; жовта кров'яна сіль - для комплексовання іонів заліза).

Антибіотичні речовини, що накопичуються в клітинній біомасі в процесі ферментації мікробів-продуцентів, виділяють іншими методами, ніж антибіотики, що втримуються в культуральній рідині. У першому випадку, як правило, необхідна екстракція яким-небудь розчинником з натівних або дезінтегрованих клітин (система "тверде тіло-рідина").