17 апреля 2020, 00:00

Клинико-фармакологические возможности противовирусной активности Азитромицина и его применения при COVID-19

Клинико-фармакологические возможности противовирусной активности Азитромицина и его применения при COVID-19

Оригинал: Clinical Pharmacology Perspectives on the Antiviral Activity of Azithromycin and Use in COVID‐19

Авторы: Bharat Damle et al.

Опубликовано: ASCPT 17.04.2020

Перевод: Константин Сергеев, Фонд профилактики рака

Аннотация

Азитромицин (далее — АЗ) является антибиотиком широкого спектра действия из группы макролидов с длительным периодом полувыведения и высоким значением объема распределения. В основном он применяется при лечении респираторных, кишечных и мочеполовых бактериальных инфекций. АЗ не одобрен для лечения вирусных инфекций, и не проведено тщательно контролируемых проспективных рандомизированных клинических исследований, подтверждающих эффективностьтерапии АЗ при COVID-19. Тем не менее есть единичные сообщения о том, что в некоторых больницах начали включать АЗ в сочетании с гидроксихлорохином (далее — ГХХ) или хлорохином (далее — ХЛ) в терапию COVID-19.

Существенно важно учитывать клинико-фармакологические характеристики АЗ при планировании и проведении клинических испытаний АЗ отдельно или в сочетании с другими препаратами, чтобы обеспечить безопасное проведение исследования и повысить вероятность получения точных ответов относительно эффективности АЗ при лечении COVID-19. Профиль безопасности АЗ, используемого в качестве антибактериального препарата, хорошо изучен [1]. В данной статье оцениваются опубликованные доказательства исследований in vitro и клинических исследований применения АЗ в качестве противовирусного препарата. Также в данной статье предоставляется основная информация о клинико-фармакологических характеристиках, необходимых для планирования и начала клинических исследований о применении АЗ при COVID-19, обобщенные данные о безопасности применения на здоровых добровольцах, а также данные о безопасности и эффективности, полученные из 2 фазы и комбинирования 2/3 фаз (т. н. «комбинированный анализ») клинических испытаний у пациентов с неосложненной малярией, включая данные комбинирования 2/3 фаз испытаний у педиатрических пациентов после применения комбинации АЗ с ХЛ. Эта статья также может помочь в рассмотрении и использовании заранее определенных контрольных групп для будущих исследований.

Возможные механизмы противовирусной активности

Точный механизм неизвестен; однако было предложено несколько возможных механизмов, объясняющих противовирусные свойства, наблюдаемые у АЗ. Для созревания эндосом и их функционирования требуется кислая среда. АЗ является слабым основанием и в клетке накапливается преимущественно в эндосомах и лизосомах, повышая значение pH и потенциально блокируя эндоцитоз и/или вирусное генетическое выделение с помощью лизосом, ограничивая тем самым репликацию вируса [10, 11]. Кислая среда также необходима для декапсидации («раздевания») оболочечных вирусов, таких как вирус гриппа, ВИЧ [12]; аналогичный механизм вероятен для коронавирусов, также являющихся оболочечными вирусами. Эти механизмы также были предложены для объяснения противовирусного эффекта ГХХ и ХЛ [5, 6]; данные свидетельствуют о том, что АЗ вызывает более серьезное нарушение закисления среды, чем ХЛ [10].

Предполагаемые противовирусные эффекты АЗ также могут быть обусловлены усилением противовирусного иммунного ответа, опосредованного действием интерферонов (далее — ИФН) инфицированного организма. Предположительно, АЗ обладает способностью индуцировать экспрессию рецепторов распознавания паттерна, ИФН и ИФН-стимулированных генов, что приводит к ограничению репликации вируса [8, 9, 13]. Кроме того, АЗ непосредственно воздействует на эпителиальные клетки бронхов, поддерживая их функцию и уменьшая секрецию слизи, что способствует лучшему функционированию легких [14].

Рассматривая конкретно SARS-CoV-2, данные недавнего квантово-механического моделирования предполагают возможное воздействие АЗ на процесс проникновения вируса путем влияния на связывание между белковыми шипиками SARS-CoV-2 и белками рецепторов ангиотензинпревращающего фермента 2 (далее — АПФ-2) [15]. Для подтверждения этих данных необходима дальнейшая экспериментальная работа.

Клинические исследования

В таблице 1 приведены доступные клинические данные о противовирусной эффективности как АЗ отдельно, так и в сочетании с другими лекарственными средствами. Большинство клинических исследований, отраженных в таблице 2 оригинала данной статьи, были наблюдательными, неконтролируемыми, нерандомизированными или выступали ретроспективной оценкой. Во многих из этих исследований сообщалось о клинических наблюдениях или проведенном ретроспективном анализе данных. Исследования на пациентах с COVID-19 были в основном сосредоточены на определении вирусной нагрузки в качестве конечной точки, о детальной оценке клинических исходов не сообщалась. Несмотря на ограниченность этих исследований, в совокупности они представляют предварительные доказательства того, что включение АЗ в различные схемы лечения может влиять на течение вирусной инфекции и потенциально может влиять на клинические исходы. Подтверждающие данные рандомизированных контролируемых клинических исследований имеют важное значение для понимания роли АЗ в лечении COVID-19.

Таблица 1 (в оригинале статьи «Table 3»)
Избранные клинические исследования респираторных вирусных инфекций

Картинка
Оригинал

N — количество людей выборки; n — количество людей в подгруппах; ГХХ— гидроксихлорохин; ХЛ — хлорохин; АЗ — азитромицин; ОРДС - острый респираторный дистресс-синдром; ДИ — доверительный интервал; ОШ — отношение шансов; NEWS — шкала NATIONAL EARLY WARNING SCORE; ПЦР-РВ — ПЦР в реальном времени; ПЦР Ct — пороговый цикл ПЦР; ИЛ — интерлейкин; ОРИТ — отделение интенсивной терапии и реанимации; MERS — Middle East respiratory syndrome (Ближневосточный респираторный синдром); SARS —Severe acute respiratory syndrome (тяжелый острый респираторный синдром); РСВ — респираторно-синцитиальный вирус человека.

Обсуждение

Во время разработки препарата важно продемонстрировать надежные доказательства его эффективности in vitro перед дальнейшим исследованием на людях. Для того, чтобы при разработке препарата был достигнут потенциальный желаемый эффект в течение необходимого периода времени исследования in vivo, препарат должен соответствовать трем базовым критериям [22]:

  1. Воздействие на нужные точки приложения действия препарата в течение желаемого периода времени,
  2. Связывание с фармакологической мишенью препарата согласно его механизму действия,
  3. Проявление фармакологической активности в соответствии с обозначенным воздействием на точки приложения и связыванием с мишенью препарата.

Продемонстрированные доказательства in vitro позволяют предположить, что АЗ обладает противовирусным действием, в т.ч. по отношению к SARS-CoV-2, в физиологических дозировках, используемых для лечения бактериальных инфекций легких. Одним из вероятных механизмов противовирусного действия является внутриклеточное накопление АЗ, приводящее к увеличению рН в эндосомах и/или лизосомах. Отсутствие оптимальной кислой среды внутри клетки потенциально ослабляет репликацию вируса. Этот механизм похож на тот, который предложен для ХЛ и ГХХ, и может объяснить взаимное влияние этих двух препаратов, являющихся слабыми основаниями, друг на друга в процессе ингибирования репликации вируса. В схожем исследовании in vitro, проведенном в Марселе (Франция), при применении комбинации АЗ и ГХХ [2, 3] наблюдался синергетический эффект in vitro против SARS-CoV-2; однако полумаксимальная эффективная концентрация (EC50) не была достигнута [7]. Необходимо определение EC50 in vitro для препаратов, применяемых отдельно и в комбинации против SARS-СoV-2 в аналогичных условиях исследований, для дальнейшей оценки предположительного противовирусного эффекта применимой комбинации. Другие возможные механизмы, такие как усиление противовирусного иммунного ответа, опосредованного действием ИФН, а также возможность АЗ нарушать проникновению вируса в клетку, требуют дальнейшего исследования.

О взаимодействии определенных лекарств с АЗ, ГХХ или ХЛ предоставляется информация в инструкциях к этим препаратам [1, 23, 24]. Лекарственного взаимодействия между АЗ и ХЛ, по данным специально проведенного исследования, не наблюдалось [25], аналогичных результатов можно ожидать при исследовании взаимодействия с ГХХ. ХЛ и ГХХ являются субстратами и потенциальными ингибиторами белка-транспортера Гликопротеина-P (далее — P-gp) [26, 27, 28]; однако учитывая, что АЗ не является чувствительным субстратом для P-gp [29], вероятно, что потенциальное ингибирование P-gp ГХХ-ом значительно не повлияет на системное воздействие АЗ, что наблюдалось в вышеупомянутом исследовании с ХЛ. Кроме того, ХЛ и ГХХ метаболизируются несколькими цитохромами CYP, в том числе изоформой CYP3A, которая, как было доказано, значимо не связывается с АЗ [1, 30, 31]. Хотя имеются данные, что АЗ является ингибитором P-gp [32], он вряд ли может влиять на проникновение ГХХ в легкие, учитывая, что ГГХ обладает высокой способностью к проникновению; таким образом, ингибирование P-gp не ограничивает скорость проникновения препарата. О проникновении ГГХ в ткань легких у людей не сообщалось; однако данные токсикологических исследований на крысах-альбиносах при воздействии эквивалента плазмы человека показывают, что ГГХ распределяется в легких при концентрации около 92 мкмоль [33], что намного превышает значения EC50, необходимое против SARS-CoV-2 [4].

Благоприятный клинический исход маловероятен без избавления от возбудителя. Однако перевод эффекта вирусной (или бактериальной) элиминации в клинический исход искажен самим заболеванием, вариабельностью пациентов, дизайном исследований и измеренными конечными точками. Эти данные отражены в клинических исследованиях и наблюдениях АЗ при различных вирусных инфекциях, показывая смешанные данные о пользе применения АЗ отдельно или с другими препаратами для лечения вирусной инфекции. Тем не менее данные проведенного секвенирования РНК, полученные в исследовании MORDOR II о снижении нагрузки как альфа-, так и бета-коронавирусов, и данные недавних исследований у пациентов с COVID-19 [3] предоставляют доказательства того, что АЗ, отдельно или в комбинации, эффективен против бета-коронавируса SARS-CoV-2.

Имеются данные о противовоспалительной активности АЗ [34, 35]. Эти эффекты описаны как подавление острой фазы воспаления и поздняя фаза разрешения хронического воспаления. ГХХ также обладает противовоспалительными свойствами и одобрен для лечения красной волчанки и ревматоидного артрита [23]. Эти эффекты вряд ли могут способствовать противовирусной активности, но могут ослабить воспалительные процессы, вызванные инфекцией SARS-CoV-2. Кроме того, поскольку у пациентов с COVID-19 отмечалась вторичная бактериальная инфекция, АЗ может быть эффективным в данных ситуациях.

Комбинация АЗ и ХЛ, с учетом того, что была не показана, хорошо переносилась здоровыми людьми и пациентами, инфицированными малярией. Имеющиеся данные о применении АЗ с ХЛ в исследованиях показали отсутствие повышенного риска удлинения интервала QT, в отличие от монотерапии ХЛ. В недавнем препринте [36] сообщалось, что среди пациентов с COVID-19 (N = 84) у 11 % пациентов, получавших ГХХ и АЗ в неуточненных дозировках, были зарегистрированы удлинения интервала QT > 500 мс, а у 12 % пациентов — изменение от исходного уровня > 60 мс; ни одного эпизода тахикардии по типу «Torsade de Pointes» зарегистрировано не было.

Представленная литература дает основу для изучения АЗ в сочетании с ГХХ в проспективных рандомизированных клинических исследованиях или других методах контроля, определенных теоретически для лечения COVID-19, оценивая клинические исходы и снижение вирусной нагрузки. По состоянию на 8 апреля 2020 года на сайте clinicaltrials.gov имеется 19 исследований с упоминанием «азитромицин» и «COVID-19», которые дополнительно исследуют применение АЗ.

Ссылки

  1. Pfizer. ZITHROMAX- azithromycin dihydrate tablet, film coated ZITHROMAX- azithromycin dihydrate powder, for suspension. USP Product labelling, (2020).
  2. Gautret, P. et al. Hydroxychloroquine and azithromycin as a treatment of COVID-19: results of an open-label non-randomized clinical trial. Int J Antimicrob Agents, (2020).
  3. Gautret, P. et al. Clinical and microbiological effect of a combination of hydroxychloroquine and azithromycin in 80 COVID-19 patientswith at least a six-day follow up: an observational study. ( https://wwwmediterranee-infectioncom/wp-content/uploads/2020/03/COVID-IHU-2-1pdf ), (2020).
  4. Touret, F. et al. In vitro screening of a FDA approved chemical library reveals potential inhibitors of SARS-CoV-2 replication. bioRxiv doi: 101101/20200403023846, 2020.04.03.023846 (2020).
  5. Yao, X. et al. In Vitro Antiviral Activity and Projection of Optimized Dosing Design of Hydroxychloroquine for the Treatment of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Clin Infect Dis (doi: 101093/cid/ciaa237), (2020).
  6. Liu, J. et al. Hydroxychloroquine, a less toxic derivative of chloroquine, is effective in inhibiting SARS-CoV-2 infection in vitro. Cell Discovery6, 16 (2020).
  7. Andreania, J. et al. In vitro testing of Hydroxychloroquine and Azithromycin on SARS-CoV-2 shows synergistic effect ( https://wwwmediterranee-infectioncom/wp-content/uploads/2020/03/La-Scola-et-al-V1pdf ),(2020).
  8. Li, C. et al. Azithromycin Protects against Zika Virus Infection by Upregulating Virus-Induced Type I and III Interferon Responses. Antimicrobial Agents and Chemotherapy63, e00394-19 (2019).
  9. Gielen, V., Johnston, S.L. & Edwards, M.R. Azithromycin induces anti-viral responses in bronchial epithelial cells. European Respiratory Journal36, 646-54 (2010).
  10. Tyteca, D. et al. Azithromycin, a Lysosomotropic Antibiotic, Has Distinct Effects on Fluid-Phase and Receptor-Mediated Endocytosis, but Does Not Impair Phagocytosis in J774 Macrophages. Experimental Cell Research281, 86-100 (2002).
  11. Homolak, J. & Kodvanj, I. Widely Available Lysosome Targeting Agents Should Be Considered as a Potential Therapy for COVID-19. Preprints 2020, 2020030345 (doi: 1020944/preprints2020030345v2), (2020).
  12. Greber, U.F., Singh, I. & Helenius, A. Mechanisms of virus uncoating. Trends in microbiology2, 52-6 (1994).
  13. Menzel, M., Akbarshahi, H., Bjermer, L. & Uller, L. Azithromycin induces anti-viral effects in cultured bronchial epithelial cells from COPD patients. Scientific reports6, 28698- (2016).
  14. Cramer, C.L., Patterson, A., Alchakaki, A. & Soubani, A.O. Immunomodulatory indications of azithromycin in respiratory disease: a concise review for the clinician. Postgraduate Medicine129, 493-9 (2017).
  15. Sandeep, S. & McGregor, K. Energetics Based Modeling of Hydroxychloroquine and Azithromycin Binding to the SARS-CoV-2 Spike (S) Protein - ACE2 Complex. ChemRxiv (https://doiorg/1026434/chemrxiv12015792v2), (2020).
  16. Molina, J.M. et al. No Evidence of Rapid Antiviral Clearance or Clinical Benefit with the Combination of Hydroxychloroquine and Azithromycin in Patients with Severe COVID-19 Infection. Medecine et Maladies Infectieuses (https://doiorg/doi:101016/jmedmal202003006), (2020).
  17. Arabi, Y.M. et al. Macrolides in critically ill patients with Middle East Respiratory Syndrome. International Journal of Infectious Diseases81, 184-90 (2019).
  18. Zhao, Z. et al. Description and clinical treatment of an early outbreak of severe acute respiratory syndrome (SARS) in Guangzhou, PR China. Journal of Medical Microbiology52, 715-20 (2003).
  19. Kakeya, H. et al. Efficacy of Combination Therapy with Oseltamivir Phosphate and Azithromycin for Influenza: A Multicenter, Open-Label, Randomized Study. PLOS ONE9, e91293 (2014).
  20. Ishaqui, A.A., Khan, A.H., Sulaiman, S.A.S., Alsultan, M.T., Khan, I. & Naqvi, A.A. Assessment of efficacy of Oseltamivir-Azithromycin combination therapy in prevention of Influenza-A (H1N1)pdm09 infection complications and rapidity of symptoms relief. Expert Review of Respiratory Medicine, 1-9 (2020).
  21. Beigelman, A. et al. Randomized trial to evaluate azithromycin's effects on serum and upper airway IL-8 levels and recurrent wheezing in infants with respiratory syncytial virus bronchiolitis. J Allergy Clin Immunol135, 1171-8.e1 (2015).
  22. Morgan, P. et al. Can the flow of medicines be improved? Fundamental pharmacokinetic and pharmacological principles toward improving Phase II survival. Drug discovery today17, 419-24 (2012).
  23. Concordia-Pharmaceuticals. PLAQUENIL® HYDROXYCHLOROQUINE SULFATE TABLETS. USP Product labelling, (2015).
  24. Sanofi-Aventis. ARALEN® Chloroquine Phosphate USP Product Labelling,(2013).
  25. Cook, J.A., Randinitis, E.J., Bramson, C.R. & Wesche, D.L. Lack of a pharmacokinetic interaction between azithromycin and chloroquine. The American journal of tropical medicine and hygiene74, 407-12 (2006).
  26. Lin, X., Skolnik, S., Chen, X. & Wang, J. Attenuation of intestinal absorption by major efflux transporters: quantitative tools and strategies using a Caco-2 model. Drug metabolism and disposition: the biological fate of chemicals39, 265-74 (2011).
  27. Leden, I. Digoxin-hydroxychloroquine interaction? Acta medica Scandinavica211, 411-2 (1982).
  28. Amsden, G.W., Nafziger, A.N., Foulds, G. & Cabelus, L.J. A study of the pharmacokinetics of azithromycin and nelfinavir when coadministered in healthy volunteers. Journal of clinical pharmacology40, 1522-7 (2000).
  29. Sugie, M. et al. Possible involvement of the drug transporters P glycoprotein and multidrug resistance-associated protein Mrp2 in disposition of azithromycin. Antimicrob Agents Chemother48, 809-14 (2004).
  30. Kim, K.A., Park, J.Y., Lee, J.S. & Lim, S. Cytochrome P450 2C8 and CYP3A4/5 are involved in chloroquine metabolism in human liver microsomes. Archives of pharmacal research26, 631-7 (2003).
  31. Somer, M., Kallio, J., Pesonen, U., Pyykko, K., Huupponen, R. & Scheinin, M. Influence of hydroxychloroquine on the bioavailability of oral metoprolol. British journal of clinical pharmacology49, 549-54 (2000).
  32. Gupta, S. et al. Pharmacokinetic and safety profile of desloratadine and fexofenadine when coadministered with azithromycin: a randomized, placebo-controlled, parallel-group study. Clinical therapeutics23, 451-66 (2001).
  33. McChesney, E.W., Banks, W.F., Jr. & Fabian, R.J. Tissue distribution of chloroquine, hydroxychloroquine, and desethylchloroquine in the rat. Toxicology and applied pharmacology10, 501-13 (1967).
  34. Jaffe, A. & Bush, A. Anti-inflammatory effects of macrolides in lung disease. Pediatric pulmonology31, 464-73 (2001).
  35. Gibson, P.G. et al. Effect of azithromycin on asthma exacerbations and quality of life in adults with persistent uncontrolled asthma (AMAZES): a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet (London, England)390, 659-68 (2017).
  36. Chorin, E. et al. The QT Interval in Patients with SARS-CoV-2 Infection Treated with Hydroxychloroquine/Azithromycin. medRxiv (doi: 101101/2020040220047050), 2020.04.02.20047050 (2020).

Пусть больше людей узнает о проектеПоделитесь с друзьями и коллегами. Вместе победим! 💪

Другие статьи

Все статьи