头孢噻呋晶体注射液在治疗猪呼吸系统疾病上的研究进展

时间：2024-05-28

冯言言孔梅郑莉李龙飞田振平吴连勇*

（1齐鲁动物保健品有限公司，山东济南 250100；2齐鲁晟华制药有限公司，山东德州 251500）

头孢噻呋为第3代动物专用头孢菌素类抗生素，抗菌谱广，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抗菌活性。常用剂型有注射用头孢噻呋钠、盐酸头孢噻呋注射液、盐酸头孢噻呋乳房注射剂及头孢噻呋晶体注射液等，可用于治疗猪和牛的呼吸系统疾病、牛乳房炎、牛产后子宫炎、牛腐蹄病等。

头孢噻呋晶体注射液是在基于头孢噻呋物理、化学、生物学特性基础上开发的一种缓释制剂，能够有效治疗由胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌、副猪嗜血杆菌和猪链球菌引起的猪呼吸系统疾病[1-3]。2018年4月19日，农业农村部批准硕腾公司生产的头孢噻呋晶体注射液进口再注册，用于治疗由胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌、副猪嗜血杆菌和猪链球菌引起的猪呼吸系统疾病[4]。本文对头孢噻呋晶体注射液的作用机理、药物代谢动力学、临床应用及残留研究等内容进行系统的阐述，为药物的开发及应用提供理论参考。

1 作用机制

头孢噻呋为第3代动物专用头孢菌素类抗生素，作用机制与其他β-内酰胺类抗生素相同，能与细菌细胞膜上的青霉素结合蛋白（PBPs）结合，使PBPs丧失活性，使敏感菌黏肽的交叉联结受到阻碍，造成细菌细胞壁缺损，菌体内的高渗透压使胞外的水分不断渗入菌体内，引起菌体膨胀变形，加上激活自溶酶，使细菌裂解而死亡，达到高效杀菌的作用[1]。

2 药物代谢动力学

头孢噻呋经皮下和肌肉注射后可以被动物体迅速吸收且广泛分布，血液和组织中药物浓度较高，有效血药浓度维持时间长，半衰期较长。头孢噻呋为时间依赖型药物，若药物浓度高于敏感菌的MIC（最小抑菌浓度），则可以杀死敏感菌。头孢噻呋在动物体内的表观分布容积较小，一般均小于1 L/kg[5]。头孢噻呋在动物体内能生成具有活性的代谢物去呋喃甲酰基头孢噻呋（DFC），DFC能够与血浆蛋白可逆结合并随着蛋白转移，在动物感染部位聚积。头孢噻呋在动物体内排泄较缓慢，主要排泄途径是经肾脏随尿排泄，其次经粪便排泄[6]。

EMA报道[7]，头孢噻呋口服给药吸收较差，肌肉注射给药后在肌肉中扩散迅速。对于猪，以1 mg/kg·bw肌肉注射头孢噻呋后约30 min，血浆中的药物浓度可以达到高峰浓度Cmax，约为6μg/kg。头孢噻呋在动物体内的主要代谢物为DFC，给药后0.5 h和2 h血浆中的头孢噻呋和代谢物达到峰浓度。在给药后2～4 h，血浆中未检测出未代谢的头孢噻呋，血浆药物浓度呈现双向下降。肌肉注射给药后24 h内，高于95%的药物被动物机体排泄，其中60%～80%通过尿液排泄，其余通过粪便排泄。

有报道研究了按照5.0 mg/kg·bw剂量对猪颈部肌肉注射头孢噻呋晶体注射液后的药动学特征[8]。研究选用30头体重在40～60 kg的猪，在给药前以及给药后0 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h、168 h和240 h采集血浆样品，采用HPLC-DCA方法分析血浆中的头孢噻呋和代谢物DFC的浓度，结果显示，以5.0 mg/kg·bw给药后，能够在22 h达到的峰浓度Cmax为（4.17±0.92） μg/mL，AUC0～LOQ为（373.0±56.1）μg·h/mL，消除半衰期 t1/2为（49.6±11.8） h。因此，肌肉注射头孢噻呋晶体注射液后，猪血浆中头孢噻呋和DFC的有效浓度可维持较长时间。

3 微生物敏感性

据报道，从头孢噻呋对猪呼吸系统疾病分离的病原菌的敏感性研究中发现，头孢噻呋对胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌、猪链球菌和副猪嗜血杆菌的MIC90分别为≤0.03μg/mL、≤0.03μg/mL、0.12μg/mL和0.06μg/mL，MIC范围分别为≤0.03～0.06μg/mL、≤0.03μg/mL、≤0.03～0.5μg/mL、≤0.03～0.25μg/mL，可见，头孢噻呋对以上病原菌敏感性高。

FDA报道了1997—2001年间在美国和加拿大诊断实验室进行的头孢噻呋对引起猪呼吸系统疾病敏感菌的MIC研究[8]。具体研究结果见表1。研究表明，头孢噻呋对引起猪呼吸系统疾病常见的病原菌胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌敏感性好。

表1 头孢噻呋对引起猪呼吸系统疾病敏感菌的MIC

由表1可知，1997—1998年头孢噻呋对胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌的MIC90分别为≤0.03μg/mL、≤0.03μg/mL和0.5μg/mL，MIC范围分别为≤0.03μg/mL、≤0.03～1.0μg/mL、≤0.03～4.0μg/mL；1998—1999年头孢噻呋对胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌的MIC90分别为≤0.03 μg/mL、≤0.03μg/mL和0.25μg/mL，MIC范围分别为≤0.03～0.25 μg/mL、≤0.03～0.5 μg/mL、≤0.03～1.0μg/mL；2000年头孢噻呋对胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌的MIC90分别为≤0.03μg/mL、≤0.03μg/mL和 0.06μg/mL，MIC范围分别为≤0.03～0.06 μg/mL、≤0.03～0.06 μg/mL、≤0.03～4.0 μg/mL；2000～2001年，头孢噻呋对胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌的MIC90分别为≤0.03 μg/mL、≤0.03μg/mL和0.06μg/mL，MIC范围分别为 ≤0.03～0.06 μg/mL、 ≤0.03～0.12 μg/mL、 ≤0.03～4.0μg/mL。

4 临床应用

有研究从14个猪场选择自然感染呼吸系统疾病的猪780头进行试验，以5.0 mg/kg·bw或7.0 mg/kg·bw肌肉注射头孢噻呋晶体注射液，观察其临床疗效[8]，结果显示，相比不给药空白组（17.7%），5.0 mg/kg·bw给药组（24.8%）和7.0 mg/kg·bw给药组（26.4%）猪的临床治愈率明显升高；且相比空白组（6.3%），5.0 mg/kg·bw给药组（4.3%）和 7.0 mg/kg·bw给药组（4.2%）猪的死亡率降低；未发现头孢噻呋晶体注射液对试验猪存在任何副作用。由此可知，以5.0 mg/kg·bw或7.0 mg/kg·bw单剂量肌肉注射头孢噻呋晶体注射液能够有效治疗由胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌、副猪嗜血杆菌和猪链球菌引起的猪呼吸系统疾病。

对762头4～19周龄猪应用头孢噻呋晶体注射液控制呼吸系统疾病的疗效试验中发现，头孢噻呋晶体注射液治疗组治愈率（59.6%）明显高于生理盐水对照组的治愈率（41.4%），肺脏病变指数低于生理盐水对照组，未发现头孢噻呋晶体注射液对试验动物有任何副作用[9]。因此，以5 mg/kg·bw对猪肌肉注射头孢噻呋晶体注射液能够有效预防由胸膜肺炎放线杆菌、多杀性巴氏杆菌、副猪嗜血杆菌和猪链球菌引起的猪呼吸系统疾病。

EMA（European Medicines Agency，欧洲药品管理局）[10]报道选用6～8周龄使用胸膜肺炎放线杆菌进行人工感染猪呼吸系统疾病的猪，以5 mg/kg·bw肌肉注射头孢噻呋晶体注射液，观察头孢噻呋晶体注射液对胸膜肺炎放线杆菌引起的猪呼吸系统疾病的治疗效果。研究结果显示，相比空白对照组，头孢噻呋晶体注射液组试验动物死亡率降低、肺组织病原菌分离数减少、肺脏病变指数降低，并且头孢噻呋晶体注射液给药组表现出与阳性对照组（欧盟已批准药物）相似的疗效，表明头孢噻呋晶体注射液能够有效治疗由胸膜肺炎放线杆菌引起的猪呼吸系统疾病。

研究人员在德国、法国和丹麦等地开展了头孢噻呋晶体注射液治疗猪呼吸系统疾病的多中心临床试验。研究以 3 mg/kg·bw、5 mg/kg·bw、7 mg/kg·bw 单剂量肌肉注射头孢噻呋晶体注射液，研究其治疗猪呼吸系统疾病的临床疗效[10]。结果显示，与阳性对照药物阿莫西林相比，3个剂量水平的头孢噻呋晶体注射液均能够起到较好的治疗猪呼吸系统疾病的临床效果。

在美国开展的一项多中心临床研究中，自然感染呼吸系统疾病的猪以 3 mg/kg·bw、5 mg/kg·bw、7 mg/kg·bw单次肌肉注射头孢噻呋晶体注射液[10]。结果显示，在第14 d检测到细菌包括胸膜肺炎放线杆菌、副猪嗜血杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌，5 mg/kg·bw给药组和7 mg/kg·bw给药组的肺脏病变指数明显低于空白对照组，并且5 mg/kg·bw试验组猪体重明显增加，表明头孢噻呋晶体注射液能够有效治疗由敏感菌引起的猪呼吸系统疾病，并且对猪生长性能有促进作用。此外，在自然感染呼吸系统疾病（病原菌主要为胸膜肺炎放线杆菌、副猪嗜血杆菌、多杀性巴氏杆菌和猪链球菌）的猪以5 mg/kg·bw、7 mg/kg·bw单次肌肉注射头孢噻呋晶体注射液，研究头孢噻呋晶体注射液对猪呼吸系统疾病的治疗效果时发现，相比空白对照组，5 mg/kg·bw治疗组和7 mg/kg·bw治疗组试验动物的临床治愈率明显提高，直肠温度和体重也有明显不同。

研究人员在丹麦、法国和德国等地开展了头孢噻呋晶体注射液对自然感染猪呼吸系统疾病的临床疗效[10]。试验选用18～80 kg的猪，以5 mg/kg·bw剂量单次肌肉注射给药，同时选用阿莫西林作为对照药物。研究结果显示，相比对照药物组，头孢噻呋晶体注射液给药组试验动物肺脏病变指数降低，猪增重升高，同时死亡率降低，表明以5 mg/kg·bw剂量单次肌肉注射头孢噻呋晶体注射液能够有效治疗由敏感菌引起的猪呼吸系统疾病。

5 残留研究

EMA于2006年3月规定了头孢噻呋在所有食品源哺乳动物各可食组织中的最高残留限量（MRLs）[11]，具体规定见表2。

表2 头孢噻呋在所有食品动物各可食组织的MRLs

EMA报道的一项残留消除研究发现，在给药后至70 d间不同时间点采集猪肌肉、肝脏、肾脏、脂肪、注射部位和皮肤/脂肪组织[11]。结果显示，在给药后70 d，注射部位的头孢噻呋和DFC残留物浓度低于500μg/kg。在给药后14 d，除注射部位外，所有组织的药物浓度均低于规定限量（100μg/kg）。对于注射部位，最后一次采样（给药后70 d）残留标示物浓度低于肌肉MRL。在给药后42 d采集肌肉、肝脏、肾脏、脂肪、注射部位和皮脂[11]的研究中发现，给药后14 d，除注射部位外，其他组织中的头孢噻呋和DFC残留物浓度均低于规定限量（100μg/kg）。对于注射部位，残留物浓度高于检测方法的检测限（50μg/kg），在给药42 d时检测注射部位的药物残留浓度发现，残留标示物浓度高于肌肉MRL。在第3项研究中发现，在给药后12 d采集肾脏和注射部位[11]，所有采样点的药物浓度均较高，给药后12 d肾脏和注射部位的药物浓度为（28 300±19 900）μg/kg。在给药后12 d肾脏的残留浓度低于规定限量。因此，得出结论：在给药后70 d，所有组织残留标示物的浓度均低于注射部位肌肉MRL，按照推荐剂量给予头孢噻呋晶体注射液后，在猪可食性组织的休药期为71 d。

有报道研究了以5.0 mg/kg·bw对猪颈部肌肉注射14C标记的头孢噻呋晶体注射液后7 d和10 d，检测猪肾脏和注射部位的头孢噻呋和DFC代谢物的浓度。结果发现，在第7 d和第10 d，头孢噻呋的总残留物分别约为0.575μg/kg和0.518μg/kg。此外，还选用30头猪，公母各半，体重范围为87.0～104.8 kg，注射给药后3 d、5 d、7 d、10 d和 12 d宰杀试验猪，采用HPLC-DCA方法测定肾脏和注射部位各时间点去呋喃甲酰胺头孢噻呋代谢物的残留。结果显示，在给药后3 d、5 d、7 d、10 d和12 d时猪的注射部位平均药物残留量分别为144μg/g、62μg/g、56μg/g、31μg/g、22μg/g。由此可知，在停药第5 d注射部位的平均药物残留量低于80μg/g（ppm），并且在停药第12 d无单一采样浓度高于80 ppm[8]。选用30头体重为35.0～51.0 kg的猪，进行5.0 mg/kg·bw肌肉注射头孢噻呋晶体注射液后第14～70 d，在多个时间点分析猪注射部位和肾脏中头孢噻呋和DFC的残留。发现在给药后第14 d注射部位肌肉中药物的平均残留量为24.4μg/g，残留量范围为4.26～37.8μg/g，给药后14 d所有组织的残留量低于50μg/g。

FDA报道[8]头孢噻呋在猪可食性组织肌肉（非注射部位）、肝脏和肾脏中的耐受值分别为2.0 mg/kg、3.0 mg/kg和0.25 mg/kg，无需建立头孢噻呋在猪脂肪中的耐受性值。FDA确定以5.0 mg/kg·bw剂量颈部肌肉注射头孢噻呋晶体注射液后，按照注射部位组织的药物残留浓度确定休药期，休药期定为14 d。

6 毒性及副作用

据专家研究报道[7,8]，头孢噻呋具有较低的口服急性毒性和全身毒性。大鼠急性口服半数致死量（LD50）为7 760 mg/kg·bw·d，急性静脉和肌肉注射LD50分别为2 156 mg/kg·bw·d 和1 250 mg/kg·bw·d。头孢噻呋无致癌、致畸、致突变性，无生殖毒性。头孢噻呋对破损的皮肤及家兔眼有轻微刺激性，头孢噻呋同其他头孢菌素类抗生素混合使用可能会产生过敏反应。