Опубликовано в журнале:
»» №1 2000 ПАЦИЕНТ - РЕБЕНОК

ЦЕФАЛОСПОРИНЫ В ПЕДИАТРИИ

Открытие цефалоспоринов относится к середине сороковых годов нашего столетия (1945 г.), когда профессор Университета Каглиари (Сардиния) Giuseppi Brotzu выделил из культуры гриба Cephalosporium acremonium фильтрат, обладающий антибактериальной активностью, отличной от пенициллина [I]. Но в клиническую практику цефалоспорины вошли только в конце пятидесятых годов, а в шестидесятых стали уже признанными антибактериальными препаратами. Однако некоторые фармакологические особенности препаратов того времени, а именно их плохая всасываемость из желудочно-кишечного тракта и необходимость только парентерального применения, сдерживали широкое использование антибиотиков этого ряда. Когда в 70-х годах были синтезированы первые цефалоспорины с высокой биодоступностью и стало возможным использование их внутрь, цефалоспорины становятся одними из самых широко используемых в клинической практике антибактериальных препаратов. Сейчас в мире насчитывается около 70 различных цефалоспориновых антибиотиков.

В соответствии со способом применения цефалоспорины принято делить на оральные (для приема внутрь) и парентеральные (для внутримышечного и внутривенного применения) (табл. 1)*. Некоторые, например цефуроксим, имеют две лекарственные формы: для приема внутрь - цефуроксим аксетил (зиннат)** и для парентерального введения - цефуроксим (зинацеф) - и могут быть использованы в двухступенчатой терапии, когда в острый период заболевания лечение начинается с парентерального введения препарата, а затем, на 2-3-и сутки терапии, переходят на прием антибиотика внутрь.

* В таблице 1 и во всей статье перечисляются только те препараты цефалоспоринового ряда, которые разрешены для использования в педиатрии. Исключение составляет таблица 2, где перечислены зарегистрированные в стране цефалоспорины вне зависимости от возрастных ограничений, т.е. и те препараты, которые не разрешены для применения у детей.

** В скобках приведены коммерческие названия препаратов.

В соответствии с запросами практики

В период, когда цефалоспориновые антибиотики начали широко применяться в клинической практике, наиболее этиологически значимыми и изученными были стрептококковые (стрептококки группы А) и, особенно, стафилококковые инфекции. Используемые препараты полностью соответствовали потребностям клинической практики. Цефалоспорины того времени обладали выраженной антибактериальной активностью в отношении стрептококков группы А и стафилококков без выраженной бета-лактамазной активности. В последующем они были названы цефалоспоринами I поколения, или первой генерации.

Широкое использование пенициллинов и цефалоспоринов I поколения, а также иммунокорректоров (стафилококкового анатоксина и бактериофага, антистафилококковой плазмы и иммуноглобулина) способствовало снижению этиологической значимости стрептококков группы А и стафилококков с низким уровнем синтеза бета-лактамаз в инфекционной патологии 70-х - начала 80-х годов. Но все большее значение в тот период приобретали такие грамотрицательные возбудители, как гемофильная палочка, моракселла катарралис, нейссерии, представители семейства кишечных бактерий. Цефалоспорины I поколения становятся все менее эффективными, и в клиническую практику приходят препараты II поколения. Они обладают антибактериальным действием на Н. influenzae, M. catarrhalis, Е. coli, Klebsiella spp. и более стабильны по отношению ко многим группам бета-лактамаз, включая и ряд хромосомальных бета-лактамаз грамотрицательных бактерий. Синтезированные в этот же период времени оральные цефалоспорины (табл. 1), которые получили название оральных цефалоспоринов I поколения, по своему спектру антибактериального воздействия были сходны с парентеральными цефалоспоринами II поколения, т.е. обладали высокой активностью в отношении стафилококков, стрептококков, кишечной палочки и клебсиеллы. Но в отличие от парентеральных цефалоспоринов II поколения их активность по отношению к моракселле катарралис и гемофильной палочке была невелика, они разрушались большим числом бета-лактамаз. Оральные цефалоспорины II поколения уже были лишены этих недостатков: они значительно более стабильны по отношению к разрушительному действию бета-лактамаз и активны в отношении как стафилококков, стрептококков, кишечной палочки и клебсиеллы, так и гемофильной палочки и моракселлы.

Таким образом, появление все новых и новых поколений цефалоспориновых антибиотиков отражает в основном те изменения этиологии инфекционных процессов, которые произошли за последние пятьдесят лет. Поэтому и деление цефалоспоринов по поколениям отражает, скорее, наши представления в целом об этиологии инфекционного процесса на определенном этапе развития медицины и, соответственно, потребности клинической практики в этот период.

Характер антибактериального действия

С фармакологической точки зрения и с позиции рационального выбора препарата для лечения каждого конкретного больного оправданным является деление цефалоспоринов по характеру антибактериального действия (табл.2) [I]. Выделено 4 группы препаратов.

1-ю группу составляют цефалоспорины с преимущественно высокой активностью против грамположительных кокков, включая золотистый и коагулазонегативные стафилококки, бета-гемолитический стрептококк группы А, пневмококк, значительную часть (до 80%) штаммов зеленящего стрептококка и др. В основном это парентеральные препараты I поколения.

Стрептококки группы В характеризуются низкой чувствительностью к цефалоспоринам этой группы, а стрептококки групп D и F- резистентны. Препараты 1-й группы также легко разрушаются бета-лактамазами грамотрицательных бактерий. Поэтому они практически не эффективны при заболеваниях, вызванных грамотрицательными возбудителями, включая гемофильную палочку, моракселлу катарралис, менингококк и т.п.

Цефалоспорины 2-й группы, наоборот, характеризуются довольно высокой активностью против грамотрицательных микроорганизмов, перечисленных выше, а также против грамотрицательных бактерий семейства кишечных: Е. coli, Klebsiella spp., Proteus vulgaris et mirabilis, Enterobacter spp. и др. К 3-й группе цефалоспоринов отнесены антибиотики, сходные по спектру антибактериальной активности с цефалоспоринами 2-й группы, но обладающие также выраженной антисинегнойной активностью, т.е. оказывающие антибактериальное воздействие на грамотрицательные неферментирующие бактерии.

4-ю группу составляют цефалоспорины, обладающие высокой активностью против грамположительных и грамотрицательных анаэробов, а также против синегнойной палочки, грамотрицательных бактерий семейства энтеробактерий и умеренной активностью против стафилококков. Препараты первых 3 групп широко применяются в педиатрии, 4-я группа цефалоспоринов используется в педиатрии пока ограниченно.

Принципы выбора антибиотиков

Использование в педиатрии антибиотиков вообще, и цефалоспоринов в частности, регламентируется рядом особенностей детского возраста, самой кардинальной чертой которого является постоянное изменение физиологических процессов, определяющих характер фармакодинамики и фармакокинетики антибактериальных препаратов. Огромное влияние на абсорбцию, распределение, метаболизм, экскрецию всех без исключения лекарственных препаратов, в том числе и антибактериальных, оказывают гестационный и хронологический возраст ребенка. Кроме того, гестационный и хронологический возраст определяют спектр возбудителей инфекционного процесса, от чего и зависит выбор препарата.

Как известно, принято выделять несколько периодов детства - неонатальный (первые 27 суток жизни), грудной (до 12 месяцев включительно), период раннего детства (до 3 лет включительно), период собственно детства (до 10 лет) и подростковый (до 18 лет).

Наиболее интенсивные изменения в становлении функций важнейших органов и систем, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма, приходятся на первые три года жизни. Причем чем моложе ребенок, тем более выражены эти изменения. Так, в течение первого года жизни они наиболее выражены в первый месяц. А если говорить о неонатальном периоде, то наибольшие изменения гомеостаза и функциональной активности органов и систем отмечаются в период ранней неонатальной адаптации, т.е. в первые 6 суток жизни.

Очевидно, что организм ребенка первых суток жизни по функциональным возможностям отличается от трех- и тем более семидневного ребенка, а функциональные характеристики новорожденного первой недели жизни будут существенно отличаться от характеристик ребенка в возрасте 1 месяца, а тем более - нескольких месяцев жизни или 15 лет. Гестационный возраст также накладывает свой отпечаток: гомеостатические функции органов и систем недоношенного ребенка первых месяцев жизни отличаются от таковых у доношенного, а степень недоношенности также существенно влияет на эти различия.

Из всего многообразия постоянно меняющихся физиологических процессов в растущем и развивающемся организме ребенка наибольшим влиянием на фармакокинетику и фармакодинамику антибактериальных препаратов обладают:

• характер и интенсивность абсорбции препарата, что тесно связано с характеристиками желудочно-кишечного тракта (при приеме внутрь) и с характеристиками гемодинамики и метаболизма (при парентеральном введении);
• уровень активности ферментных систем, что тесно связано с возрастом и степенью зрелости;
• объем экстрацеллюлярной жидкости и концентрация белка в плазме крови, которые также зависят от возраста и степени гестационной зрелости;
• функциональная зрелость органов выведения - почек и печени.

Другой особенностью является то, что раннее детство - это период становления кишечного биоценоза. Первые 2-3 суток жизни характеризуются низкой микробной контаминацией желудочно-кишечного тракта. На 3-5-е сутки жизни степень микробной контаминации возрастает, причем лидируют аэробные грамотрицательные микроорганизмы, которые могут быть представлены 6-12 и более видами. На 3-7-е сутки наблюдается размножение бифидо- и лактобактерий, оказывающих сдерживающий эффект на размножение грамотрицательной и грамположительной условнопатогенной микрофлоры. Становление нормального биоценоза за счет постепенного нарастания нормальной индигенной микрофлоры в кишечнике и постепенного же вытеснения транзиторных условнопатогенных видов микроорганизмов наиболее интенсивно происходит в периоде новорожденности, но в целом занимает не менее 3-4 месяцев.

Очевидно, что назначение детям первого года жизни, особенно первого триместра, антибиотиков, оказывающих непосредственное воздействие на индигенную микрофлору кишечника (а это цефалоспорины 2-й, 3-й и 4-й групп), способно грубо нарушить интимные процессы становления нормального биоценоза. Следствием этого становится формирование стойкого дисбиоценоза с развитием ферментативной недостаточности, диареи и воспалительного процесса в слизистой оболочке кишечника. Клинически это нередко проявляется так называемой "постантибиотической диареей", в основе которой лежит энтероколит, вызванный аэробной или анаэробной условнопатогенной или грибковой микрофлорой. Возможны и вирусно-микробные или вирусно-грибковые ассоциации. В тяжелых случаях возможно развитие наиболее грозного осложнения антибактериальной терапии - псевдомембранозного энтероколита.

Цефалоспорины оказывают существенное влияние на кишечный биоценоз, особенно этим отличаются препараты с двойным путем выведения (почечным и печеночным). Это цефтриаксон (роцефин, лонгацеф) и цефоперазон (цефобид). Частота развития кишечных осложнений при использовании цефоперазона может достигать 6-10%, а при использовании цефтриаксона - 14-16 и даже 18%, особенно у новорожденных детей. Эти же антибиотики способствуют бурной пролиферации (размножению) грибов рода Candida. Помимо особенностей желудочно-кишечного тракта на биотрансформацию лекарственных веществ в детском возрасте большое влияние оказывают особенности метаболизма растущего организма. В этом отношении важную роль играет активность глюкуронилтрансферазы печени, участвующей в конъюгации ряда антибиотиков, и уровень тубулярной экскреции коньюгатов препаратов. Известно, что в первые 7 суток жизни уровень глюкуронилтрансферазы снижен, а тубулярная экскреция конъюгатов на протяжении нескольких первых месяцев жизни ниже, чем у взрослых. Причем у недоношенных новорожденных эти особенности гомеостаза выражены значительнее и длительнее, чем у доношенных новорожденных.

Необходимо отметить, что метаболические расстройства, легко возникающие у детей раннего возраста при тяжелых инфекциях, такие как гипоксия, ацидоз, накопление шлаков, способствуют кумуляции лекарственных препаратов. Они являются их конкурентами на уровне рецепторов альбумина плазмы и глюкуронилтрансферазы печени, а также ферментов, ответственных за тубулярный транспорт в канальцах почек. Таким образом, содержание антибиотиков в организме ребенка возрастает, что может вызвать или усилить их токсическое воздействие. С другой стороны, ряд антибиотиков, в частности цефалоспорины I поколения, сами обладают способностью ингибировать эти ферменты, с чем, например, связывают развитие желтухи и повышение уровня печеночных ферментов. Некоторые цефалоспориновые антибиотики, в частности цефтриаксон (роцефин, лонгацеф), моксалактам (моксам), в обычных терапевтических дозах способны если не вытеснять (вследствие более низкого аффинитета к молекуле альбумина) билирубин из связи с альбумином, то хотя бы связывать свободные рецепторы альбумина, тем самым задерживая связывание и выведение билирубина из тканей. Это также вызывает развитие желтухи, а в периоде новорожденности может стать причиной развития ядерной энцефалопатии.

У недоношенных и морфофункционально незрелых новорожденных, особенно у детей первой недели жизни, перечисленные выше изменения могут быть весьма выражены, вызывая явную патологию. Этому способствуют низкий уровень альбумина, низкая активность глюкуронилтрансферазы печени, повышенная активность кишечной бета-глюкуронидазы, более высокая проницаемость гематоэнцефалического барьера по отношению к билирубину и более высокий уровень лизиса эритроцитов (в результате которого и образуются повышенные количества непрямого билирубина). Подобным же действием обладают высокие концентрации (выше терапевтических) цефоперазона (цефобид).

Способность к связыванию и степень связывания антибиотика с белками плазмы, в частности с альбумином, также оказывает существенное влияние на транспорт антибиотика к тканям организма, в первую очередь к очагу или очагам воспаления. Низкий уровень альбумина в плазме крови, характерный для детей раннего возраста, особенно для новорожденных и недоношенных детей, снижает эффективность подобных препаратов. В частности, это также относится к такому препарату, как цефтриаксон. Так, наши наблюдения и данные зарубежных исследователей свидетельствуют о низкой антибактериальной активности цефтриаксона у новорожденных детей, страдающих гнойным менингитом (не превышающей по нашим наблюдениям 50%). Подобная картина может наблюдаться у детей с врожденной или приобретенной гипотрофией, а также у детей с тяжелыми диареями.

К антибиотикам, антибактериальная активность которых практически не зависит от уровня протеинов плазмы, относятся такие цефалоспорины, как цефазолин (кефзол, цефамезин), цефамандол (мандол, кефадол), цефотаксим (клафоран), цефуроксим (зиннат, зинацеф), цефтазидим (фортум, кефадим). Очевидно, что их антибиотическое действие не будет меняться в условиях физиологической или патологической гипопротеинемии.

Важным фактором, определяющим особенности биотрансформации лекарственных препаратов, и антибиотиков в том числе, является объем экстрацеллюлярной жидкости. Известно, что у детей он значительно больше, чем у взрослых. Причем, чем младше ребенок или чем он менее морфофункционально зрелый, тем больше экстрацеллюлярной жидкости содержат ткани его организма. Так, у новорожденных детей внеклеточная жидкость составляет 45% массы тела, то есть практически половину. В течение первых трех месяцев жизни объем внеклеточной жидкости снижается почти в 1,5 раза. В последующем снижение объема внеклеточной жидкости происходит более медленно.

Большинство лекарственных средств первоначально распределяется во внеклеточной жидкости. И значительно больший объем распределения, свойственный детям, оказывает существенное влияние на фармакодинамику препарата. В частности, замедляется время достижения пиковой концентрации в крови, т.е. препарат позднее оказывает терапевтическое действие.

В тесной зависимости от особенностей распределения антибиотиков в организме ребенка находится и такая проблема, как зрелость экскреторных систем и прежде всего почек. Большинство цефалоспоринов экскретируются преимущественно путем клубочковой фильтрации. У новорожденных детей величина клубочковой фильтрации составляет 1/20 - 1/30 величины взрослого человека, и обусловлено это в основном возрастной олигонефронией. К году величина клубочковой фильтрации достигает приблизительно 70-80% величины взрослого человека, и только в 2-3-летнем возрасте она соответствует величине взрослого. Становление тубулярных функций почек идет еще более медленными темпами и может достигнуть уровня, свойственного взрослому человеку, только к 5-7 годам, а по некоторым параметрам даже и позже.

Эти особенности функции почек приводят к удлинению периода полувыведения антибиотиков. Это наиболее выражено у детей первого полугодия жизни. Заболевания, сопровождающиеся гемодинамическими нарушениями, снижающими величину клубочковой фильтрации, способствуют еще более длительной экскреции препаратов, что может сопровождаться токсическим эффектом. Отсюда необходимость постоянного контроля почечных функций ребенка хотя бы по величине суточного диуреза и соответствующей корректировки доз. Однако опыт показывает, что если измерение диуреза хотя и не всегда, но проводится, тем не менее это не учитывается при проведении антибактериальной терапии.

Надо отметить, что предшествующая, в частности внутриутробная, патология может существенно сказываться на функциональном состоянии почек. Наши наблюдения и данные литературы показали, что у детей, перенесших хроническую внутриутробную гипоксию, наблюдается отчетливая функциональная недостаточность почек, обусловленная незрелостью, более значимой степенью олигонефронии, более поздним становлением тубулярных функций. При врожденной инфекции в части случаев отмечается врожденный интерстициальный нефрит, т.е. ситуация, делающая реализацию нефротоксического эффекта таких антибиотиков, как цефалоспорины, весьма и весьма актуальной.

У цефалоспоринов, безусловно, широкое поле использования в педиатрии, причем они могут применяться и амбулаторно (оральные), и в стационаре - при тяжелых инфекционных заболеваниях, приводящих к госпитализации больных детей, и в случаях развития нозокомиальных инфекций. Но все вышесказанное определяет необходимость весьма обдуманного подхода к выбору этих препаратов в педиатрии. Преобладание среди больных первых трех лет жизни, особенно первого года жизни, детей с отягощенным преморбидным фоном предъявляет к выбору антибиотика, помимо учета его антимикробной активности, ряд особых требований.

Во-первых, это высокая степень безопасности. Во-вторых, системность действия, так как нередко тяжелая инфекция у ребенка, особенно первых месяцев жизни, приводит к развитию менингита и/или сепсиса. В-третьих, максимально щадящее воздействие на нормальный биоценоз слизистых, прежде всего желудочно-кишечного тракта. И, наконец, безусловное знание антимикробного спектра и фармакодинамики препарата.

Показанием к использованию парентеральных цефалоспоринов 1-й группы и оральных цефалоспоринов I поколения являются стрепто- и стафилококковые внебольничные инфекции верхних отделов респираторного тракта и стрепто- и стафилодсрмии у детей, а также внебольничные инфекции, обусловленные кишечной палочкой и клебсиеллой (острая неосложненная инфекция мочевой системы).

В педиатрии в основном используются цефалотин (кефлин) и цефазолин (кефзол, цефамезин), которые продемонстрировали высокую безопасность. Цефазолин, вводимый в максимальных концентрациях, проникает в достаточных количествах через гематоэнцефалический барьер при наличии воспаления в мозговых оболочках и может быть использован в лечении стафилококковых (вне-больничных) и стрептококковых (пиогенный и зеленяший) менингитах у детей первых месяцев жизни. При пневмококковых менингитах эффективность препарата невысокая, а при менингитах, вызванных S. agalactiae (стрептококки группы В), он вообще не эффективен.

Парентеральные цефалоспорины 2-й группы, оральные цефалоспорины II поколения широко используются для лечения типичных острых инфекционных заболеваний нижних отделов респираторного тракта (бронхитов и пневмоний), неосложненной и осложненной инфекции мочевых путей, острых кишечных заболеваний и острой бактериальной инфекции ЦНС. Оральные цефалоспорины могут применяться в амбулаторных и стационарных условиях, а парентеральные чаще в условиях стационара.

Наиболее оптимально требованиям педиатрии отвечают два парентеральных препарата 2-й группы - цефотаксим и цефтриаксон. Их антимикробный спектр во многом сходен и охватывает почти всех возбудителей тяжелых внебольничных инфекционных заболеваний.

Применяются парентеральные цефалоспорины 3-й и 4-й групп в стационаре, так как они показаны главным образом при тяжелой гнойно-воспалительной патологии, в первую очередь, при нозокомиальной инфекции. Среди довольно большого количества цефалоспоринов этих групп критериям выбора соответствуют в основном только два - цефтазидим и цефоперазон.

Четыре препарата 2-й и 3-й групп (цефотаксим, цефтриаксон, цефтазидим и цефоперазон) обладают системным действием и проходят гематоэнцефалический барьер. Причем в условиях воспаления мозговых оболочек их способность проникать в ликвор и ткань мозга приблизительно одинакова, хотя вне воспаления она несколько различается.

Более выражены различия в отношении фармакокинетики и фармакодинамики этих препаратов. Прежде всего, длительный период элиминации цефтриаксона позволяет вводить его однократно в сутки. Цефоперазон и цефтазидим вводят не менее 2 раз в сутки, а цефотаксим целесообразно вводить трекратно.

Препараты цефтриаксон и цефоперазон выводятся из организма двумя путями: с мочой и с желчью. Это делает их высокоэффективными при инфекции желчных путей, желудочно-кишечного тракта, органов брюшной полости и значительно более безопасными при почечной патологии, особенно в условиях снижения фильтрационной способности почек. С другой стороны, эта же особенность выведения препаратов приводит к значительно более выраженному отрицательному воздействию на нормальный биоценоз кишечника. Поэтому применение цефтриаксона и цефоперазона сопровождается более частой и клинически более выраженной побочной реакцией со стороны кишечника в виде диареи.

Цефотаксим и цефтазидим также отрицательно влияют на биоценоз и поэтому их применение может сопровождаться развитием диареи. Однако частота этого побочного эффекта не превышает 6-8% наблюдений. Эти препараты практически лишены гепатотоксического эффекта и поэтому более безопасны при применении у новорожденных детей, недоношенных первых трех месяцев жизни, больных с нарушением функции печени. Благодаря почечному пути выведения из организма, они обладают более высокой эффективностью при инфекции мочевых путей, если отсутствуют признаки почечной недостаточности.

Приведенные данные, таким образом, еще раз свидетельствуют о необходимости обдуманного, грамотного и дифференцированного использования цефалоспоринов в педиатрии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю.Б. Белоусов, В В. Омельяновский - // Клиническая фармакология болезней органов дыхания.// М. 1996, стр.32-53.