Демонстрация метафилактического использования

Загружено с сайта veterinaryrecord.bmj.com 28 февраля 2011 г. - Опубликовано на сайте group.bmj.com
Papers
Papers
Демонстрация метафилактического использования
гамитромицина в отношении бактериальных патогенов,
вызывающих респираторные заболевания крупного рогатого
скота, в многоцентровом испытании в условиях фермы
Д. Багготт (D. Baggott), А. Казартелли (A. Casartelli), Ф. Фрессе (F. Fraisse), К. Манавелла (C. Manavella), Р.
Марто (R. Marteau), С. Ребайн (S. Rehbein), М. Видеманн (M. Wiedemann), С. Йоон (S. Yoon)
Данное многоцентровое контролируемое полевое испытание проводилось на пяти коммерческих
откормочных площадках по всей Европе с участием 802 голов молодняка крупного рогатого скота
с высоким риском развития респираторных заболеваний КРС (BRD), вызванных бактериальными
патогенами Mannheimia haemolytica или Pasteurella multocida и/или Mycoplasma bovis. Половину
лечили однократным введением гамитромицина в дозе 6 мг/кг веса подкожно, а половине вводили
контрольное вещество-плацебо в виде физиологического раствора. У всех животных ежедневно в
течение 14 дней наблюдали развитие признаков BRD, согласно установленным критериям. Доля
эффективного метафилактического профилактического лечения, определенная как выживание
животных в день 14 без развития признаков BRD, в группе лечения гамитромицином (86
процентов) оказалась статистически значимо (P = 0,0012) выше, чем в получавшем физраствор
контроле (61 процент). Заболеваемость пролеченных животных по сравнению с контролем
снижалась на 64 %.
Условия закрытых помещений, в которых выращивают
молодняк, способствуют колонизации и распространению
патогенных микроорганизмов, вызывающих респираторные
заболевания крупного рогатого скота (BRD) (Bryson, 2000,
Macartney и другие, 2003, Radostits и другие, 2007). С развитием
BRD обычно связаны бактерии (Mannheimia haemolytica,
Pasteurella multocida и Histophilus somni), микоплазмы и вирусы
(вирус парагриппа типа 3, респираторно-синцитиальный вирус
крупного рогатого скота, вирусной диареи крупного рогатого
скота и герпес вируса крупного рогатого скота 1 типа
[вызывающий инфекционный ринотрахеит]) (Bryson, 2000,
Valarcher и Hagglund, 2006).
Ветеринарные данные
D. Baggott, BVSc, PhD,
F. Fraisse, BTSA, BSc, PhD,
C. Manavella, MSc,
Merial, Centre de Recherche de
Saint Vulbas, Parc Industriel de la
Plaine de l'Aine, Allee des Cypres,
01150 Saint Vulbas, Франция
A. Casartelli, DVM,
Ambulatorio Veterinario, Via
Ennio 25, 20137 Milano, Италия
R. Marteau, DVM,
Clinique Veterinaire des Roches,
164 rue Jean Baptiste Corot, 38150
Morestel, Франция
S. Rehbein, DrMedVetHabil, Dip.
EVPC,
M. Wiedemann, DrAgr,
Merial, Kathrinenhof Research
Centre, Walchenseestrasse 8-12,
83101 Rohrdorf, Германия
Открытый доступ
S. Yoon, PhD,
Merial, 3239 Satellite
Boulevard, Duluth, GA
30096, США
Электронная почта для
переписки:
derek.baggott@merial.com
Конфликт интересов:
статья не была заказана;
проведено внешнее
рецензирование.
Хотя патогенез BRD носит многофакторный характер,
заболеваемость и смертность обычно бывают обусловлены
патофизиологическими
реакциями
на
колонизацию
дыхательных путей патогенными бактериями, такими как M.
haemolytica, P. multocida и H. somni, а также микоплазмами
(Mosier, 1997), поэтому эффективна антибиотикотерапия.
Гамитромицин
–
это
антибактериальный
препарат,
разработанный исключительно для ветеринарного применения
в разовой дозе 150 мг/мл подкожно и выпускаемый в виде
инъекционного раствора (препарат Zactran; компания Merial)
для лечения и профилактики BRD, связанных с инфекцией M.
haemolytica, P. multocida и H. somni. Гамитромицин –
современный полусинтетический макролид подкласса азалидов.
Как и вся группа макролидов в целом, гамитромицин оказывает
бактериостатическое действие за счет ингибирования РНКзависимого синтеза бактериального белка, но в исследованиях
in vitro также показано, что в концентрациях, достигаемых в
легочной ткани, он может действовать бактерицидно (Retsema и
другие, 1990, Jain и Danziger, 2004). Макролиды в целом, и
больше всего азалиды, достигают в тканях (особенно в
легочной) высоких концентраций в течение продолжительных
периодов времени, по сравнению с концентрацией в плазме
(Bryskier и Bergogne-Berezin, 1999). Они также легко
накапливаются в клетках иммунной системы хозяина, включая
полиморфноядерные лейкоциты и макрофаги, и легко
распространяются во внеклеточной жидкости (Mattoes и
Nightingale, 2002). Распределение дозы и фармакокинетические
свойства гамитромицина аналогичны таковым у других
азалидов (Huang и другие, 2009). В сочетании с мощным
бактерицидным действием эти свойства делают гамитромицин
одним из ведущих антибиотиков-кандидатов для лечения и
контроля развития BRD.
В данной статье описано многоцентровое рандомизированное
контролируемое полевое испытание, проведенное путем
сравнения результатов лечения крупного рогатого скота
гамитромицином и плацебо с целью оценки эффективности
применения гамитромицина для профилактического лечения
BRD в Европе.
Загружено с сайта veterinaryrecord.bmj.com 28 февраля 2011 г. - Опубликовано на сайте group.bmj.com
Papers
Оценка депрессии > 0 баллов, и
Оценка характера дыхания > 0 баллов, и
Ректальная температура ≥ 40,0 °C
Животных, удовлетворяющих критериям диагностики BRD, исключали
из исследования, и их обследовал ветеринарный врач для подбора
лечения не исследуемыми препаратами по терапевтическим
показаниям. Животных с депрессией и/или респираторными
нарушениями > 2 баллов обследовали для решения о проведении
эвтаназии по гуманным соображениям
Шкала для оценки депрессии
0 Норма: поведение животного без отклонений
1 Легкая депрессия: несколько замедленно подходит к кормушке, но
пищу принимает
2 Умеренная депрессия: незначительно опущенные голова/уши,
нежелание двигаться, не подходит к кормушке
3 Тяжелая депрессия: выражено опущенные голова/уши; очень
неохотно двигается
4 Агония (лежит)
Оценка характера дыхания
0 Норма: нет признаков нарушений дыхания. Частота дыхания и
дыхательное усилие соответствуют условиям окружающей среды
1 Легкая дыхательная недостаточность: серозные и/или небольшие
слизистые выделения из носа или глаз и/или кашель
2 Умеренная дыхательная недостаточность: слизисто-гнойные или
обильные слизистые выделения из носа или глаз и/или увеличение
частоты дыхания или дыхательного усилия
3 Тяжелая дыхательная недостаточность: выраженное увеличение
частоты дыхания или дыхательного усилия, включая одно или
несколько из следующих действий: дыхание через открытый рот,
брюшное дыхание, или разгибание головы
Рисунок 1. Клинические критерии респираторных заболеваний крупного рогатого скота (BRD)
Материалы и методы
Исследование проводили в соответствии с принципами
надлежащей клинической практики (Anon 2000) в отношении
разработки
ветеринарных
продуктов
с
получением
информированного согласия участвующих в испытании
владельцев скота. В исследование вошли пять коммерческих
животноводческих предприятий – одно во Франции, два в
Германии и два Италии. Всего в испытание были включены 802
животных в жвачном периоде и моложе, в дожвачном (Таблица
1). Все они были недавно приобретены и/или смешаны с
другими животными в загонах свободного содержания.
Стандартные меры по контролю заболеваний у всех животных
на участвующей в испытании ферме были аналогичными и
ограничивались назначением (но не обязательным, и в любых
сочетаниях) респираторных вирусных вакцин, эндектоцидных и
флукицидных препаратов для контроля внутренних и внешних
паразитов, до или после прибытия на ферму. Ни одно из
животных не получало бактериальных вакцин по поводу BRD в
течение предыдущих шести месяцев, или противомикробных
препаратов в течение 30 дней до включения в исследование.
Чтобы свести к минимуму возможную предвзятость в
результатах испытания, исследователи и все сотрудники,
выполнявшие оценки после лечения, были не осведомлены
относительно назначения лечения животным.
На момент включения в испытание все животные были
признаны здоровыми, но с высоким риском развития BRD, так
как по крайней мере у 10 (что эквивалентно 5 процентам или
более) голов крупного рогатого скота в рамках того же
воздушного пространство на каждой ферме были выявлены
клинические признаки BRD (оценка депрессии > 0 баллов,
патологического дыхания > 0 баллов и ректальная температура
40,0 °C или более [Рис. 1]) в течение предыдущих 48–72 часов и
выделены M. haemolytica, P. multocida и/или Mycoplasma bovis в
мазках из носоглотки (Таблица 2). Животных, у которых до
начала испытания были выявлены BRD, лечили по
терапевтическим показаниям не испытываемыми препаратами.
На каждой ферме всех животных содержали в пределах одного
воздушного пространства в естественно вентилируемых
зданиях или в зданиях с контролируемой средой, и в
соответствии с правилами ЕС по обеспечению благополучия
животных. После проведения испытания всех животных,
получавших лечение гамитромицином, содержали на
соответствующих фермах, пока не были удовлетворены
требования к локально утвержденным периодам вывода мясных
пород
животных
из
исследований
гамитромицина.
Непрерывное воздействие патогенов, вызывающих BRD, на
животных на протяжении всего периода испытания
обеспечивалось наличием переносчиков целевого возбудителя у
контрольных голов крупного рогатого скота, получавших
лечение физраствором, и у голов крупного рогатого скота, не
включенных в испытание, но содержавшихся в том же
воздушном пространстве, что и леченые гамитромицином
животные.
Проведение испытания
На каждой участвовавшей в испытании ферме после
подтверждения случаев инфекции BRD в пределах воздушного
пространства, в котором находились испытуемые животные,
практически здоровые головы скота (для которых оценка
депрессии и характера дыхания составила 0 баллов; Рис. 1)
попарно в порядке прибытия объединяли в группы животных со
сходной массой тела. Животных в пределах каждой пары
рандомизированно распределяли в одну из двух групп лечения.
Всех включенных животных лечили подкожным введением в
один и тот же день (День 0) на каждой участвовавшей в
испытании ферме: одной группе вводили по 150 мг/мл раствора
гамитромицина из расчета 6 мг гамитромицина /кг массы тела,
а другой группе в качестве контроля вводили стерильный 0,9 %
физиологический раствор в дозе 2 мл/кг массы тела. Обе
группы лечения на всех фермах были смешаны.
Животных наблюдали ежедневно со дня проведения лечения в
течение 14 дней для выявления признаков развития BRD и
оценки общего состояния здоровья. У каждого животного
проводили клиническое обследование с определением статуса
по наличию BRD на основании оценки депрессии, характера
дыхания и ректальной температуры (Рис. 1). После лечения
гамитромицином или физиологическим раствором включенных
животных удаляли из исследования и при необходимости, если
были диагностированы BRD, лечили соответствующими не
исследуемыми препаратами по терапевтическим показаниям.
BRD у крупного рогатого скота диагностировали, если были
ТАБЛИЦА 1: Подробное описание животных из пяти ферм, участвовавших в исследовании эффективности
гамитромицина для профилактики клинических проявлений BRD
Число включенных и
Число включенных в
пролеченных
анализ
эффективности
Исследовательский
G*
Контроль**
Породы
Возраст
Масса
G Контроль
центр
(месяцев)
(кг)
Франция
43
44
CH, CC, L, BA,
7–23
152–582
42 43
CB
Германия 1
60
60
FV
<1–2
73–139
60 60
Германия 2
63
63
FV
<1–3
54–88
61 63
Италия 1
121
121
CH, CC
7–18
198–390
121 121
Италия 2
113
114
S, A, L, CH, CC
4–18
200–430
113 114
Всего
400
402
<1–23
54–582
397 401
* Лечение однократным введением гамитромицина в дозе 150 мг/мл инъекционного раствора на 6 мг/кг массы тела (2 мл/50 кг)
**
Лечение однократным введением стерильного 0,9 % физиологического раствора в дозе 2 мл/50 кг массы тела
A – обрак, BA – белая аквитанская, CB – кроссбред, CC – шароле гибридная, CH – шароле, FV – немецкая симментальская, L –
лимузен, S – сейлер
выполнены клинические критерии
(оценка депрессии > 0 баллов,
оценка характера дыхания > 0
баллов, ректальная температура ≥
40,0 °C) (Рис. 1) в течение одного
дня, или при выявлении
клинических признаков BRD, не
удовлетворявших всем
клиническим критериям, но
признанных достаточно тяжелыми
для посещения ветеринарного
врача, который решал, нужно ли
удалить животное из исследования
по гуманным соображениям в день
1 (на следующий день после
проведения лечения).
Загружено с сайта veterinaryrecord.bmj.com 28 февраля 2011 г. - Опубликовано на сайте group.bmj.com
Papers
ТАБЛИЦА 2: Распространенность (%) респираторных заболеваний крупного рогатого скота (BRD) и выделение вызывающих их бактериальных и микоплазменных
патогенов до включения животных на пяти участвовавших в испытании фермах, а также минимальная ингибиторная концентрация (MIC) изолятов гамитромицина
in vitro
Количество животных
Исследовательский
центр
Франция
Германия 1
Германия 2
Италия 1
Италия 2
Всего
Количество
животных
в помещении
Кол-во (%)
Выборка
с BRD
97
10 (10,3)
(мазки
носа)
8
93*
279
281
249
18 (19,4)
34 (12,2)
34 (12,1)
22 (9,0)
из
18
34
34
22
116
Положительные
возбудители
BRD
на
Количество образцов, положительных на патогены (диапазон
MIC гамитромицина [мкг/мл])
Pm
Mh
Hs Mb
2
0
2 (1,0)
0
12
15
22
12
63
5 (0,125–2,0)
9 (0,25–2,0)
0
0
14 (0,125–2,0)
8 (0,5–1,0)
2 (0,5–2,0)
2 (1,0)
12 (не тест.)
26 (0,5–2,0)
0
4
0
7
0
22
0
0
0 34(>16)**
1
* После получения мазков из носа в помещение были добавлены дополнительные исследуемые животные
** Диапазон MIC для каждой участвовавшей в исследовании фермы определяли на основании одного случайно выбранного изолята
Hs Histophiius somni, Mb микоплазмы bovis, Mh Mannheimia haemoiytica, Pm Pasteureiia muitocida
Период мониторинга в исследовании, равный 14 дням, был
выбран
на
основе
ожидаемой
продолжительности
антибактериального
действия
гамитромицина,
продолжающегося до 15 дней (в зависимости от
чувствительности
возбудителя),
согласно
оценкам
фармакокинетики, минимальной ингибиторной концентрации
(MIC) и данных об общей концентрации препарата в ткани
легких (Huang и другие, 2009).
Микробиология
На каждой участвовавшей ферме перед включением в
исследование у каждого животного с клиническими признаками
BRD получали по два мазка из носоглотки с помощью
покрытых оболочкой тампонов длиной 20–27 см (компания
Medical Wire & Equipment) для подтверждения, что
заболеваемость BRD на ферме составляла 5 процентов или
выше. Мазки культивировали, чтобы подтвердить наличие
возбудителей BRD в предполагаемой для исследования целевой
популяции животных. Мазки помещали в соответствующую
для целевых патогенов транспортную среду, то есть один мазок
для культивирования M. bovis в транспортную среду для
микоплазм (компания Mycoplasma Experience), а второй – для
культивирования на M. haemolytica, P. multocida и H. somni в
угольную транспортную среду Эймса (компания Medical Wire
& Equipment), культивировали посев и определяли результат с
использованием стандартных процедур (Quinn и другие, 2002).
Изоляты M. bovis определяли путем культивирования на
диагностическом агаре для выявления M. bovis (компания
Mycoplasma
Experience),
содержавшем
2,3,5-трифенил
тетразолия хлорид, в котором исключительно M. bovis вызывает
образование колоний красного цвета. Подтвержденные изоляты
каждого возбудителя тестировали для оценки in vitro
чувствительности к гамитромицину (за исключением M. bovis,
где для каждой фермы было протестировано только по одному
изоляту) с использованием методов разведения бульона,
включая эталонные штаммы для контроля качества, чтобы
определить MIC для гамитромицина (Таблица 2).
Анализ данных
Для определения эффективности гамитромицина данные со
всех ферм анализировали по отдельности и в сочетании. Было
признано целесообразным объединить данные для животных в
дожвачном и жвачном периодах со всех ферм, поскольку
фармакокинетические профили гамитромицина (Anon 2008) и
патогенез BRD в обеих возрастных группах были сходными.
В день 14 у животных, у которых не были диагностированы
BRD, лечение считали эффективным. Данные животных,
удаленных из испытания по иным, помимо BRD, причинам, в
ходе анализа успешности лечения не рассматривали. Ключевым
показателем профилактической эффективности считали долю
случаев эффективного лечения с профилактикой развития BRD
в 14-й день в группе лечения гамитромицином, по сравнению с
контрольной группой, получавшей физраствор. Для каждой
фермы между группами лечения гамитромицином и контроля
сравнивали долю эффективности лечения на 14-й день с
помощью точного теста Фишера. Доля случаев эффективного
лечения на 14-й день при сочетании данных со всех ферм была
проанализирована на обобщенной линейной модели с функцией
логит-ссылки и биномиальным распределением, причем
факторы модели включали лечение в качестве фиксированного
эффекта, а выбор фермы и лечения в зависимости от фермы –
как случайные эффекты. Для всех анализов использовали
уровень значимости 0,05, рассчитанный с использованием
процедур программного обеспечения SAS версии 8.2 (SAS
Institute).
Результаты
В ходе испытания в результате BRD не погибло ни одно
животное, и ни одно из нежелательных явлений не было
признано связанным с лечением гамитромицином. По
гуманным соображениям, по причинам, не связанным с BRD
(колики в животе и неспецифический энтерит) из исследования
были исключены два животных из группы лечения
гамитромицином и одно из контрольной группы лечения
физраствором, также их исключили из анализа эффективности
профилактического лечения. Одно животное с фермы во
Франции непреднамеренно получило недостаточную дозу
препарата и также было исключено из анализа данных.
Следовательно, для анализа эффективности профилактического
лечения были доступны данные 397 животных, получавших
гамитромицин, и 401, получавшего физраствор.
ТАБЛИЦА 3: Эффективность однократного назначения гамитромицина для профилактики респираторных заболеваний крупного рогатого скота
(BRD), представленная как число и доля случаев эффективного лечения и процент заболеваемости, оцениваемые через 14 дней после проведения
лечения
Гамитромицин*
Контроль**
Исследовательский
центр
Число (%) случаев
эффективного лечения
Заболеваемость
*** (%)
Число (%) случаев
эффективного лечения
Заболеваемость (%)
Снижение
заболеваемости (%)
P
Франция
34/42 (81)
19
31/43 (72)
28
32
0,4444§
Германия 1
41/60 (68)
32
17/60 (28)
72
56
0,0001§
Германия 2
46/61 (75)
25
23/63 (37)
63
60
<0,0001§
Италия 1
113/121 (93)
7
90/121 (74)
26
73
<0,0001§
Италия 2
107/113 (95)
5
82/114 (72)
28
82
<0,0001§
Всего
341/397 (86)
14
243/401(61)
39
64
0,0012****
*Лечение однократным введением гамитромицина в дозе 150 мг/мл инъекционного раствора на 6 мг/кг массы тела (2 мл/50 кг)
** Лечение однократным введением стерильного 0,9 % физиологического раствора в дозе 2 мл/50 кг массы тела
***Заболеваемость – доля случаев возникновения BRD в группах лечения гамитромицином и контроля. Снижение заболеваемости – соотношение случаев
заболевания у животных, обработанных гамитромицином, по сравнению с животными контрольной группы
****Вероятность по генерализованной линейной модели для соотношения эффективного лечения в комбинированных группах, получавших гамитромицин, и
контрольных группах, получавших физиологический раствор
∞Вероятность по точному тесту Фишера для соотношения эффективности лечения на индивидуальных исследовательских площадках в группах, получавших
гамитромицин, и группах, получавших физиологический раствор
Частота интраназального
выделения вызывающих
BRD
патогенов
до
включения
в
исследование
на
участвующих
в
исследовании
фермах
приведена в Таблице 2.
Диапазоны MIC для
гамитромицина,
определенные
для
каждого из изолятов
каждого из патогенных
видов
возбудителей
BRD, также приведены в
Таблице 2.
Загружено с сайта veterinaryrecord.bmj.com 28 февраля 2011 г. - Опубликовано на сайте group.bmj.com
Papers
Доля
эффективного
профилактического
лечения
в
комбинированных группах лечения гамитромицином (86
процентов) была статистически значимо (P <0,002) выше, чем в
комбинированных
контрольных
группах,
получавших
стерильный физиологический раствор (61 процент) (Таблица 3).
Более высокая частота эффективности при лечении крупного
рогатого скота гамитромицином была статистически значима (P
<0,0001) на всех индивидуальных фермах, проводивших
исследование, кроме фермы во Франции, где общее количество
животных по сравнению с другими фермами было
относительно
низким,
таким
образом,
уменьшая
статистическую мощность данных с этой фермы. Общая
заболеваемость BRD в исследуемой популяции (эквивалентная
проценту заболевших BRD голов скота в контроле) составила
39 процентов, варьируя от 72 и 63 процентов, соответственно,
на двух фермах в Германии, до 26 и 28 процентов на фермах в
Италии и Франции. Заболеваемость пролеченных животных по
сравнению с контролем снизилась на 64 %.
Обсуждение
Исследование, основанное на клинической оценке, показало,
что гамитромицин эффективен для снижения заболеваемости
бактериальными BRD в полевых условиях в Европе, при
однократном подкожном профилактическом введении в дозе 6
мг/кг массы тела крупному рогатому скоту из группы высокого
риска развития BRD, связанного с инфекцией М. haemoiytica, Р.
muitocida и/или M. bovis.
На основании клинических исходов большинство изолятов,
полученных на участвовавших в исследовании фермах от
заболевших BRD животных до включения их в исследование,
были признаны восприимчивыми к гамитромицину, несмотря
на высокие значения MIC в некоторых изолятах M. bovis
(Таблица 2). Исследование также показало, что для
антибиотиков, особенно для макролидов, результаты тестов in
vitro на чувствительность MIC очень сильно зависят от
методологических различий, таких как рН среды, изменения
среды и размер инокулюма; например, при небольшом
увеличении рН можно выявить повышение MIC вплоть до
четырехкратного (Ben Ali и другие, 2002, Godinho и другие,
2005). Таким образом, для некоторых макролидов показатель
MIC может оказаться малоинформативным в отношении
клинической эффективности; вероятно, это справедливо для
некоторых изолятов M. bovis из этого исследования.
Заболеваемость контрольных животных на двух фермах в
Германии оказалась выше (от 63 до 72 процентов), чем на трех
других фермах (от 26 до 28 процентов). Кроме того, на
немецких фермах заболеваемость у пролеченных животных (от
25 до 32 процентов) оказалась выше, чем на других фермах (от
5 до 19 процентов), хотя по сравнению с контрольными
группами было выявлено достаточно высокое, приблизительно
на 60 процентов, снижение заболеваемости. На этих фермах в
исследование были включены молодые телята в возрасте
меньше трех месяцев, имевшие более разнообразную
бактериальную флору, чем более взрослые животные на других
фермах (Таблица 2). Бактериальные патогены, выделенные на
фермах в Германии, оказались по данным тестирования MIC in
vitro (значения MIC от 0,125 до 2,0 мкг/мл) чувствительны к
гамитромицину (Таблица 2), так что можно предположить, что
относительно высокая заболеваемость испытуемых животных в
Германии отражает более высокую восприимчивость молодых
животных к BRD и, возможно, наличие нечувствительных к
лечению респираторных патогенов, например вирусов, которые
не были определены.
Считается, что участки размножения бактерий и начальных
патологических изменений при BRD расположены на
поверхности альвеол и клеток бронхиолярной выстилки, а
также в жидкости прилегающей легочной эпителиальной
выстилки (PELF) (Nightingale и Mattoes, 2002). Хотя измерения
концентрации гамитромицина в гомогенате цельных легких
невозможно, как сообщают Хуанг и коллеги (2009),
использовать в качестве количественного показателя
концентрации препарата в PELF, дальнейшие исследования
(Giguere и другие, 2011) выявили, что препарат быстро
проникает во все ткани легких в течение30 минут после
введения, причем средние концентрации гамитромицина в
PELF теленка и связанных с ней клетках достигают пикового
значения через 24 часа (4,6 и 17,8 мкг/мл, соответственно) и
сохраняются на уровне выше 0,5 мкг/мл в течение по меньшей
мере семи дней после лечения. Поэтому вполне вероятно, что
концентрация гамитромицина в PELF в течение семи дней
после лечения остается выше MIC гамитромицина для главной
из вызывающих BRD патогенов мишени in vitro на 90
процентов (MIC90)(от 0,5 до 1,0 мкг/мл) (Huang и другие, 2009).
Эффективность
обусловлена
не
только
увеличением
продолжительности
сохранения
высоких
уровней
гамитромицина в PELF, но и длительным постантибиотическим
действием (сохранение антибактериального действия in vitro
после удаления антибиотика) до восьми часов, что типично для
современных макролидов (Diarra и другие, 1999).
В большинстве регионов мира предложены мощные
инициативы для поощрения ответственного использования
противомикробных препаратов в ветеринарной практике
(Европейская платформа для ответственного использования
лекарственных средств у животных, 2008 год; Британская
ветеринарная ассоциация, 2009). Использование антибиотиков
для контроля развития BRD можно в широком смысле
классифицировать на терапевтическое, при котором лечат
животных с клиническими признаками болезни, и на
профилактическое, когда группы животных лечат до начала
болезни, чтобы ограничить потенциальное воздействие BRD.
Профилактические подходы могут быть далее подразделены на
чисто профилактические, когда антибиотики в группах
крупного рогатого скота с высоким риском развития BRD
вводят до появления клинической картины заболевания, и
метафилактические, при которых антибиотики вводят здоровым
животным, которые находятся в контакте с клинически
больными (Brumbaugh, 2009). Согласно этим определениям, в
настоящем исследовании придерживались метафилактического
подхода. Ветеринарные врачи принимают решение
придерживаться какого-либо из этих подходов на основании
множества соображений, и одним из наиболее важных является
благополучие животных, находящихся под их наблюдением.
Терапевтический подход, как правило, приводит к низкому
уровню использования антибиотиков, но требует высокого
уровня ухода за животными с целью выявления BRD на ранних
стадиях, и адекватных усилий и средств, позволяющих
немедленно начать наблюдать, обследовать и лечить больных
животных, если их состояние ухудшится. При выборе
правильного подхода следует стремиться к тому, чтобы
относительный риск развития инфекции и ее последствий
перевешивали риски, связанные с использованием антибиотика.
Риск развития инфекции связан с вирулентностью
микроорганизма(ов), количественным воздействием животного
на микроорганизм(ы) и состоянием иммунной защиты
животного (Brumbaugh, 2009). Вирулентности
микроорганизмов и степень воздействия могут быть
предсказаны на основе предыдущего опыта развития
заболеваний на ферме/объекте, в том числе с учетом
конкретных диагнозов и изоляции возбудителей, а также
оценки заболеваемости и смертности, когда это возможно.
Статус иммунной системы животного можно прогнозировать,
зная физиологические и иммунологические характеристики
животных из группы риска; таким образом, должны быть
рассмотрены одновременно их возраст, стрессоры, воздействию
которых они подвергаются, анамнез болезней и статус
вакцинации. В описанном исследовании, в котором
использовали метафилактический подход, риск развития BRD
определяли на основании выявления клинических признаков
BRD после перевода и/или объединения животных в
исследовательском центре у 5 или более процентов крупного
рогатого скота, контактирующего через общее воздушное
пространство. Это привело к фактической заболеваемости
контрольных животных на уровне от 28 до 72 процентов.
Лечение гамитромицином значительно снижало
заболеваемость, в целом на 64 процента (от 32 до 82 процентов
Загружено с сайта veterinaryrecord.bmj.com 28 февраля 2011 г. - Опубликовано на сайте group.bmj.com
Papers
на отдельных фермах). Это подтверждает предположение, что
прогнозируемые последствия при отсутствии лечения
(заболеваемость нелеченых животных) позволяют считать
применение продукта оправданным, так как в результате
улучшаются условия жизни животных.
При обосновании ответственного подхода к использованию
противомикробных препаратов следует также отметить, что
необходимо ограничить воздействие на бактерии сублетальных
уровней антибиотиков, чтобы уменьшить риск отбора
устойчивости
к
антибиотикам.
Фармакокинетический/фармакодинамический профиль 15членных азалидов, таких как гамитромицин, можно назвать
почти уникальным среди противомикробных препаратов:
высокая концентрация в ткани, быстрое накопление в тканях,
накопление в макрофагах и циркулирующих фагоцитах,
длительный
период
полувыведения,
длительный
постантибиотический эффект. Эти свойства азалидов, к
которым относится и гамитромицин, в сочетании с надлежащим
использованием препаратов позволяют уменьшить риск
развития устойчивости микроорганизмов к этому подклассу
антибиотиков в большей степени, чем для многих других
классов подобных препаратов, используемых в ветеринарной
медицине (Retsema, 1999).
Итак, многоцентровое полевое испытание, проведенное в
Европе, показало, что однократное введение гамитромицина в
рамках метафилактического подхода в группе риска у крупного
рогатого скота, при широком диапазоне коммерческих условий
содержания, значительно снижает клиническую заболеваемость
BRD (вызванную М. haemolytica, Р. multocida и/или M. bovis) в
течение 14-дневного периода наблюдения.
Выражение благодарности
Авторы выражают благодарность владельцам участвовавших в
исследовании животных, Фабрицио Солари Базано и всем
сотрудникам центра Arcoblu (Милан, Италия) за координацию
итальянских исследований, компании Mycoplasma Experience за
выделение Mycoplasma Bovis из мазков из носа, а также многим
другим коллегам за помощь в проведении исследования и
подготовке рукописи, в частности А. Б. Форбс, Б. Сомервиллу,
Р. К. Тессману. Это исследование было профинансировано
компанией Merial Limited, Duluth, GA 30096, США.
Список литературы
ANON (2000) International Cooperation on Harmonisation of
Technical Requirements for Registration of Veterinary Medicinal
Products (VICH). Guideline (GL9) Good
Clinical Practice. European Medicines Agency.
www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Scientific_guid
eline/2009/10/WC500004343.pdf. Accessed February 23, 2010
ANON (2008) Zactran Summary of Product Characteristics.
Committee for Medicinal Products for Veterinary Use, European
Medicines Agency BEN ALI, A., GOLDSTEIN, F. W. & ACAR, J.
F. (2002) In vitro activity of macrolides against traditional
susceptible bacteria. In Macrolide Antibiotics. Eds W. Schonfeld,H.
A. Kirst. Birkhauser Verlag. pp 185-200
BRITISH VETERINARY ASSOCIATION (2009) Responsible Use
of Antimicrobials in Veterinary Practice.
http://www.bva.co.uk/public/documents/BVA_Antimicrobials_Post
er.PDF. Accessed February 23, 2010
BRUMBAUGH, G. W. (2009) Principles of antimicrobial therapy:
prophylactic or metaphylactic use of antimicrobial drugs. In Large
Animal Internal Medicine. 4th edn. Ed B. P. Smith. Mosby Elsevier.
pp 1517-1519
BRYSKIER, A. & BERGOGNE-BEREZIN, E. (1999) Macrolides.
In Antimicrobial Agents. Ed A. Bryskier. ASM Press. pp 475-526
BRYSON, D. G. (2000) The calf pneumonia complex – current
thoughts on aetiology.Cattle Practice 8, 103-107
DIARRA, M. S., MALOUIN, F. & JACQUES, M. (1999)
Postantibiotic and physiological effects of tilmicosin, tylosin, and
apramycin at subminimal and suprainhibitory concentrations on
some swine and bovine respiratory tract pathogens. International
Journal of Antimicrobial Agents 12, 229-237
EUROPEAN PLATFORM FOR THE RESPONSIBLE USE OF
MEDICINES IN ANIMALS (2008) Best-Practice Framework for
the Use of Antimicrobials in Foodproducing Animals in the EU.
www.epruma.eu/topics/antimicrobials-in-foodproducinganimals.html. Accessed February 23, 2010
GIGUERE, S., HUANG, R., MALINSKI, T., DORR, P.,
TESSMAN, R. K. & SOMERVILLE, B. (2011) Disposition of
gamithromycin in plasma, pulmonary epithelial lining fluid,
bronchoalveolar cells, and lung tissue in cattle. American Journal of
Veterinary Research (In press)
GODINHO, K. S., RAE, A., WINDSOR, G. D., TILT, N.,
ROWAN, T. G. & SUNDERLAND, S. J. (2005) Efficacy of
tulathromycin in the treatment of bovine respiratory disease
associated with induced Mycoplasma bovis infections in young dairy
calves. Veterinary Therapeutics 6, 96-112
HUANG, R. A., LETENDRE, L. T., BANAV, N., FISCHER, J. &
SOMERVILLE, B. (2009) Pharmacokinetics of gamithromycin in
cattle with comparison of plasma and lung tissue concentrations and
plasma antibacterial activity. Journal of Veterinary Pharmacology
and Therapeutics 33, 227-237
JAIN, R. & DANZIGER, L. H. (2004) The macrolide antibiotics: a
pharmacokinetic and pharmacodynamic overview. Current
Pharmaceutical Design 10, 3045-3053
MACARTNEY, J. E., BATEMAN, K. G. & RIBBLE, C. S. (2003)
Health performance of feeder calves sold at conventional auctions
versus special auctions of vaccinated or conditioned calves in
Ontario. Journal of the American Veterinary Medical Association
223, 677-683
MATTOES, H. M. & NIGHTINGALE, C. H. (2002)
Pharmacokinetics/pharmacodynamics of macrolides. In Macrolide
Antibiotics. Eds W. Schonfeld, H. A. Kirst. Birkhauser Verlag. pp
25-36
MOSIER, D. A. (1997) Bacterial pneumonia. Veterinary Clinics of
North America: Food Animal Practice 13, 483-493
NIGHTINGALE, C. H. & MATTOES, H. M. (2002) Macrolide,
azalide and ketolide pharmacodynamics. In Antimicrobial
Pharmacodynamics in Theory and Clinical Practice. Eds C. H.
Nightingale, T. Murakawa, P. G. Ambrose. Marcel Dekker. pp 205220
QUINN, P. J., MARKEY, B. K., DONNELLY, W. J. &
LEONARD, F. C. (2002) Pathogenic bacteria: Pasteurella species
and Mannheimia haemolytica, and Haemophilus species. In
Veterinary Microbiology and Microbial Disease. Blackwell Science.
pp 137-151
RADOSTITS, O. M., GAY, C. C., HINCHCLIFF, K. W. &
CONSTABLE, P. D. (2007) Bovine respiratory disease. In
Veterinary Medicine: A Textbook of the Diseases of Cattle, Sheep,
Pigs, Goats and Horses. 10th edn. Saunders Elsevier. pp 923-946
RETSEMA, J. A. (1999) Susceptibility and resistance emergence
studies with macrolides. International Journal of Antimicrobial
Agents 11 (Suppl 1), S15-21
RETSEMA, J. A., GIRARD, A. E., GIRARD, D. & MILISEN, W.
B. (1990) Relationship of high tissue concentrations of azithromycin
to bactericidal activity and efficacy in vivo. Journal of Antimicrobial
Chemotherapy 25 (Suppl A), 83-89
VALARCHER, J. F. & HAGGLUND, S. (2006) Viral respiratory
infections in cattle. Proceedings of the World Buiatrics Congress.
Nice, October 15 to 19, 2006. pp 384-397
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Papers
Papers
Demonstration of the metaphylactic use of
gamithromycin against bacterial pathogens
associated with bovine respiratory disease in a
multicentre farm trial
D. Baggott, A. Casartelli, F. Fraisse, C. Manavella, R. Marteau, S. Rehbein,
M. Wiedemann, S. Yoon
On five commercial cattle rearing sites across Europe, a total of 802 young cattle at high risk
of developing bovine respiratory disease (BRD) associated with the bacterial pathogens
Mannheimia haemolytica or Pasteurella multocida and/or Mycoplasma bovis were
enrolled into a multicentre, controlled field trial. Half were treated with a single dose of
gamithromycin at 6 mg/kg bodyweight by subcutaneous injection and half received an
injection of a saline placebo as the control. All animals were observed daily for 14 days
for signs of BRD as defined by set criteria. The proportion of metaphylactic preventive
treatment successes, defined as animals surviving to day 14 without signs of BRD, in the
gamithromycin-treated group (86 per cent) was significantly (P=0.0012) higher than in the
saline-treated controls (61 per cent). Morbidity among the treated animals was reduced by
64 per cent compared with the controls.
THE conditions in which young, confined cattle are kept during the
rearing process are conducive to the colonisation and proliferation of
pathogens that cause bovine respiratory disease (BRD) (Bryson 2000,
Macartney and others 2003, Radostits and others 2007). Typical
microorganisms associated with BRD include bacteria (Mannheimia
haemolytica, Pasteurella multocida and Histophilus somni), Mycoplasma
species and viruses (parainfluenza virus type 3, bovine respiratory
syncytial virus, bovine viral diarrhoea virus and bovine herpesvirus
type 1 [the cause of infectious bovine rhinotracheitis]) (Bryson 2000,
Valarcher and Hagglund 2006).
Veterinary Record
D. Baggott, BVSc, PhD,
F. Fraisse, BTSA, BSc, PhD,
C. Manavella, MSc,
Merial, Centre de Recherche de Saint
Vulbas, Parc Industriel de la Plaine de
l’Aine, Allee des Cypres, 01150 Saint
Vulbas, France
A. Casartelli, DVM,
Ambulatorio Veterinario, Via Ennio 25,
20137 Milano, Italy
R. Marteau, DVM,
Clinique Vétérinaire des Roches,
164 rue Jean Baptiste Corot, 38150
Morestel, France
S. Rehbein, DrMedVetHabil, DipEVPC,
M. Wiedemann, DrAgr,
Merial, Kathrinenhof Research Centre,
Walchenseestrasse 8-12, 83101
Rohrdorf, Germany
doi: 10.1136/vr.c6776
S. Yoon, PhD,
Merial, 3239 Satellite Boulevard, Duluth,
GA 30096, USA
E-mail for correspondence:
derek.baggott@merial.com
Provenance: not commissioned;
externally peer reviewed
Although BRD is multifactorial in its pathogenesis, morbidity and
mortality are usually the result of the pathophysiological responses to
colonisation of the respiratory tract by pathogenic bacteria, such as
M haemolytica, P multocida and H somni and Mycoplasma species (Mosier
1997), hence the value of antibiotic therapy. The antibacterial agent
gamithromycin was developed exclusively for veterinary use as a
single dose, 150 mg/ml subcutaneous injectable solution (Zactran;
Merial) for the therapeutic and preventive control of BRD associated
with M haemolytica, P multocida and H somni. Gamithromycin is a novel
semisynthetic macrolide of the azalide subclass. As for the macrolides
in general, gamithromycin has a bacteriostatic action through inhibition of bacterial RNA-dependent protein synthesis, but based on in
vitro studies it also can act in a bactericidal manner at concentrations
that are reached in lung tissue (Retsema and others 1990, Jain and
Danziger 2004). The macrolides generally, and the azalides even more
so, achieve high concentrations for extended periods in the tissues,
particularly lung tissue, compared with their concentrations in plasma
(Bryskier and Bergogne-Berezin 1999). They also accumulate readily in host defence cells, including polymorphonuclear leucocytes and
macrophages, and readily distribute into extracellular fluid (Mattoes
and Nightingale 2002). Gamithromycin shares the dose distribution
and pharmacokinetic properties of the azalides (Huang and others
2009). Coupled with its potent bactericidal activity, these properties
make gamithromycin a strong candidate antibiotic for the treatment
and control of BRD.
This paper describes a multicentre, randomised, controlled field
trial designed to evaluate the efficacy of gamithromycin for the preventive treatment of BRD in Europe by comparing gamithromycintreated cattle with placebo-treated cattle.
Materials and methods
The trial was conducted in accordance with Good Clinical Practice
guidelines (Anon 2000) for veterinary product development with the
informed consent of the owners of the cattle involved. Five commer10.1136/vr.c6776 | Veterinary Record | 1 of 5
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Papers
Depression score >0, and
Respiratory character score >0, and
Rectal temperature of ≥40.0°C
Cattle meeting the criteria for BRD were removed from the study and
assessed by a veterinarian for treatment with non-test drugs according
to therapeutic needs. Those with depression and/or respiratory
character scores >2 were assessed for euthanasia on welfare grounds
Depression score
0 Normal: nothing unusual in the animal’s attitude
1 Mild depression: somewhat slow coming to the feed bunk, but did
eat
2 Moderate depression: slight drooping of the head/ears, reluctant to
move about, reluctant to come to feed
3 Severe depression: pronounced head/ear drooping; very reluctant
to move
4 Moribund (recumbent)
Respiratory character score
0 Normal: no abnormal respiratory signs present. Respiratory rate
and effort are appropriate for the environment
1 Mild respiratory distress: serous and/or slight mucous nasal or
ocular discharge and/or cough
2 Moderate respiratory distress: mucopurulent or copious mucous
nasal or ocular discharge and/or increase in respiratory rate or
effort
3 Severe respiratory distress: marked increase in respiratory rate
or effort including one or more of the following: open-mouth
breathing, abdominal breathing or head extended
FIG 1: Clinical criteria of bovine respiratory disease (BRD)
cial cattle rearing units – one site in France and two sites in each of
Germany and Italy – were included. A total of 802 male and female
ruminating and younger, preruminating cattle were enrolled in the
trial (Table 1). All had been recently assembled and/or commingled
with other cattle into loose-housed pens. Routine disease control
measures were similar for all animals at a trial site and were limited
to administration of (but not necessarily any or all of) viral respiratory
vaccines, endectocides and flukicides for the control of internal and
external parasites, before or after arrival at the trial sites. None of the
animals had received bacterial vaccines for BRD within the previous
six months, or antimicrobials within 30 days before enrolment. To
minimise bias in the trial results, the investigators and all personnel
performing post-treatment evaluations were masked to the treatment
assignment of the animals.
At the time of enrolment in the trial, all animals included were considered healthy but with a high risk of BRD, on the basis that at least 10,
equivalent to 5 per cent or more, of the cattle within the same airspace at
each site had presented with clinical signs of BRD (depression score >0,
abnormal respiration score >0 and rectal temperature 40.0°C or more
[Fig 1]) over the previous 48 to 72 hours, and with M haemolytica, P multocida and/or Mycoplasma bovis isolated on nasopharyngeal swabs (Table 2).
Animals presenting with BRD before the start of the trial were treated
according to their therapeutic needs with non-test drugs.
At each site, all animals were maintained within the same airspace in naturally ventilated or controlled environment buildings and
in compliance with EU animal welfare regulations. After the trial, all
gamithromycin-treated animals were held at the respective trial sites
until they had fulfilled the locally approved investigational meat withdrawal period for gamithromycin. Continuous exposure of enrolled
animals to BRD pathogens was ensured throughout the trial by the
presence of target pathogen carriers in the form of saline-treated control cattle and cattle that were not enrolled in the trial maintained in
the same airspace as the gamithromycin-treated cattle.
Trial conduct
At each trial site, once BRD cases had been confirmed within the
airspace occupied by the trial animals, cattle that were apparently
healthy (those with depression and respiratory character scores of 0;
Fig 1) were paired in order of presentation within groups of animals
of similar bodyweight. Animals within each pair were randomly
allocated to one of two treatment groups. All enrolled cattle were
treated by subcutaneous injection on the same day (day 0) at each
trial site: one group with 150 mg/ml gamithromycin solution at 6
mg gamithromycin/kg bodyweight, and the other group with 0.9
per cent sterile saline solution at 2 ml/kg bodyweight, as the control.
Both treatment groups were commingled at all sites.
Animals were observed daily from the day of treatment for
14 days for signs of BRD and general health. During these health
observations, a clinical assessment of each animal was made to determine its BRD status, based on depression and respiratory character
scores and the rectal temperature (Fig 1). Following treatment with
gamithromycin or saline, enrolled cattle were removed from the study
and treated as necessary with appropriate non-test drugs according
to their therapeutic needs if they were diagnosed with BRD. Cattle
were diagnosed with BRD if they fulfilled the clinical criteria of BRD
(depression score >0, respiratory character score >0 and rectal temperature ≥40.0°C) (Fig 1) for one day, or they showed clinical signs
of BRD which, while not fulfilling all the clinical criteria of BRD,
were considered severe enough by the attending veterinarian to justify removal on welfare grounds starting on day 1 (the day following
treatment).
The trial monitoring period of 14 days was selected on the basis of
an anticipated duration of antibacterial effect of gamithromycin of up
to 15 days (depending on pathogen susceptibility) as estimated from
pharmacokinetic, minimum inhibitory concentration (MIC) and total
lung concentration data (Huang and others 2009).
Microbiology
At each trial site, before animals were enrolled, two nasopharyngeal samples were collected using sheathed, 20 to 27 cm long swabs
(Medical Wire & Equipment) from each animal displaying clinical
signs of BRD to confirm that the incidence of BRD at the site was
5 per cent or more. The swabs were cultured to confirm the presence of the target BRD pathogens in the proposed study populations.
The swabs were placed in appropriate transport media for the target
pathogens, that is, one for culture of M bovis into mycoplasma transport medium (Mycoplasma Experience) and the other for culture of
M haemolytica, P multocida and H somni into Amies charcoal transport
medium (Medical Wire & Equipment), and cultured and identified
using standard procedures (Quinn and others 2002). M bovis isolates were identified by
culturing on a M bovis diagnostic agar mediTABLE 1: Details of cattle at five sites used in a trial of the efficacy of gamithromycin in
um (Mycoplasma Experience) containing
preventing clinical bovine respiratory disease
2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride to proNumber enrolled and
Number included in
duce red-centred colonies for M bovis only.
treated
efficacy analysis
Confirmed isolates of each pathogen were
Trial site
G*
Control†
Breeds
Age (months)
Weight (kg)
G
Control
tested for in vitro susceptibility to gamithroFrance
43
44
CH, CC, L, BA, CB
7-23
152-582
42
43
mycin (except for M bovis, where only one
Germany 1
60
60
FV
<1-2
73-139
60
60
isolate per trial site was tested) using broth
Germany 2
63
63
FV
<1-3
54-88
61
63
Italy 1
121
121
CH, CC
7-18
198-390
121
121
dilution techniques, including quality conItaly 2
113
114
S, A, L, CH, CC
4-18
200-430
113
114
trol reference strains, to determine the MIC
Total
400
402
<1-23
54-582
397
401
of gamithromycin (Table 2).
* Treated with a single dose of 150 mg/ml gamithromycin injectable solution at 6 mg/kg (2 ml/50 kg) bodyweight
Treated with a single injection of sterile 0.9 per cent saline solution at 2 ml/50 kg bodyweight
A Aubrac, BA Blonde d’Aquitaine, CB Crossbred, CC Charolais cross, CH Charolais, FV Fleckvieh (German Simmental),
L Limousin, S Saler
†
2 of 5 | Veterinary Record | 10.1136/vr.c6776
Data analysis
Data from each site separately and all sites
combined were analysed to determine the
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Papers
TABLE 2: Pre-enrolment incidence (%) of bovine respiratory disease (BRD) and isolations of causative bacterial and mycoplasmal pathogens
at the five trial sites, and in vitro minimum inhibitory concentration (MIC) of gamithromycin of the isolates
Trial site
France
Germany 1
Germany 2
Italy 1
Italy 2
Total
Number of animals
in airspace
97
93*
279
281
249
Number (%)
with BRD
10 (10.3)
18 (19.4)
34 (12.2)
34 (12.1)
22 (9.0)
Number of animals
Sampled
Positive for BRD
(nasal swabs)
pathogens
8
18
34
34
22
116
2
12
15
22
12
63
Number of samples positive for pathogens (MIC gamithromycin range [µg/ml])
Pm
Mh
Hs
Mb
0
5 (0.125-2.0 9 (0.25-2.0) 0
0
14 (0.125-2.0)
2 (1.0)
8 (0.5-1.0)
2 (0.5-2.0)
2 (1.0)
12 (not tested)
26 (0.5-2.0)
0
0
0
0
0
0
1
4
7
22
0
34 (>16)†
* Additional study animals were added to the airspace after nasal swabs were collected
†
MIC range based on one randomly selected isolate per trial site
Hs Histophilus somni, Mb Mycoplasma bovis, Mh Mannheimia haemolytica, Pm Pasteurella multocida
efficacy of gamithromycin. It was considered appropriate to combine
the data for ruminating and preruminating cattle from all sites because
of similar gamithromycin pharmacokinetic profiles (Anon 2008) and
BRD pathogenesis in both age groups.
On day 14, a treatment success was declared for cattle that were
not diagnosed with BRD. Cattle that were removed from the trial
for reasons other than BRD were not considered in the analysis of
treatment success. The pivotal determinant of preventive efficacy was
the proportion of BRD prevention treatment successes on day 14 in
the gamithromycin-treated group compared with the saline-treated
control group. For each individual site, the proportion of treatment
­successes on day 14 was compared between the gamithromycintreated group and controls by Fisher’s exact test. The proportion of
treatment successes on day 14 combined across all sites was analysed
by a generalised linear model with a logit link function and a binomial
distribution, where model factors included treatment as a fixed effect,
and site and treatment by site interaction as random effects. A twosided significance level of 0.05 was used for all analyses, which were
performed using the procedures of SAS Version 8.2 (SAS Institute).
determined for the isolates of each BRD pathogen species are shown
in Table 2.
The proportion of preventive treatment successes in the combined gamithromycin-treated groups (86 per cent) was significantly
(P<0.002) higher than in the combined sterile saline-treated controls
(61 per cent) (Table 3). The higher success rate in gamithromycin-treated cattle was statistically significant (P<0.0001) at all individual trial
sites except the site in France, where the total number of animals was
relatively low compared with the other sites, thus reducing the statistical power for the data from this site. The overall BRD morbidity
in the trial population (equivalent to the percentage of BRD-affected
cattle among the controls) was 39 per cent, ranging from 72 and 63
per cent, respectively, at the two sites in Germany to 26 to 28 per cent
at the sites in Italy and France. Morbidity among the treated animals
was lower overall by 64 per cent (32 to 82 per cent at individual sites)
compared with the controls.
Discussion
Based on clinical assessment, this trial showed that gamithromycin is effective in reducing the morbidity of bacterial BRD under
Results
field conditions in Europe when administered as a single subcutaneDuring the trial, no animals died as a result of BRD, and no adverse
ous preventive dose of 6 mg/kg bodyweight to cattle at high risk of
events considered to be related to the gamithromycin treatment
developing BRD associated with M haemolytica, P multocida and/or
occurred. Two gamithromycin-treated animals and one saline-treatM bovis.
ed control animal were removed from the trial on welfare grounds
Most isolates collected from cases of BRD at the trial sites before
for reasons not related to BRD (abdominal colic and non-specific
enrolment were considered susceptible to gamithromycin on the basis
enteritis), and thus were excluded from the analysis of preventive
of the clinical outcomes, despite some M bovis isolate MICs being high
treatment success. One animal at the site in France was uninten(Table 2). It has been demonstrated that for macrolide antimicrobial
tionally underdosed and was also excluded from the data analysis.
compounds in particular, in vitro MIC sensitivity tests are greatly
Consequently, datasets from 397 animals treated with gamithromyaffected by methodological differences, such as the pH of the medium,
cin and 401 treated with saline were available for the analysis of
variations in the medium and the inoculum size, with small increases
preventive treatment success.
in pH, for example, increasing the MIC by up to four times (Ben Ali
The pre-enrolment isolations of intranasal BRD pathogens at the
and others 2002, Godinho and others 2005). Therefore, some mactrial sites are shown in Table 2. The ranges of MICs of gamithromycin
rolide MICs may be poor indicators of clinical efficacy, as appears to
be the case for some M bovis isolates from
this trial.
TABLE 3: Efficacy of a single dose of gamithromycin in preventing bovine respiratory disease
The morbidities in the control cattle at
(BRD), shown as the number and proportion of treatment successes and the percentage
the two sites in Germany were higher (63 to
morbidity, assessed 14 days after treatment
72 per cent) than at the other three sites (26
to 28 per cent). Also at the German sites,
Gamithromycin*
Control†
Number (%) of
Number (%) of
Morbidity
morbidities in the treated animals (25 to 32
Trial site
treatment successes Morbidity‡ (%) treatment successes Morbidity (%) reduction (%)
P
per cent) were higher than at other sites (5
to 19 per cent) even though the reduction
France
34/42 (81)
19
31/43 (72)
28
32
0.4444§
Germany 1
41/60 (68)
32
17/60 (28)
72
56
<0.0001§
in morbidity in treated animals compared
Germany 2
46/61 (75)
25
23/63 (37)
63
60
<0.0001§
with controls was high at approximately 60
Italy 1
113/121 (93)
7
90/121 (74)
26
73
<0.0001§
per cent. At these sites, the animals studied
§
Italy 2
107/113 (95)
5
82/114 (72)
28
82
<0.0001
were young calves less than three months
Total
341/397 (86)
14
243/401 (61)
39
64
0.0012∞
old and had a more diverse bacterial flora
* Gamithromycin 150 mg/ml injectable solution at 6 mg/kg (2 ml/50 kg) bodyweight
than older cattle at other sites (Table 2). The
†
Sterile 0.9 per cent saline solution at 2 ml/50 kg bodyweight
bacterial pathogens isolated from the sites
‡
Morbidity is the percentage of BRD cases in the control or gamithromycin-treated groups. Morbidity reduction is the ratio
in Germany were shown to be susceptible
of morbidity in gamithromycin-treated cattle to controls
§
Probability from Fisher’s exact test for the proportion of treatment success in the individual trial site in gamithromycinto gamithromycin by in vitro MIC testing
treated versus saline-treated control groups
(MIC 0.125 to 2.0 µg/ml) (Table 2), so it is
∞
Probability from generalised linear model analysis for the proportion of treatment success in the combined
assumed that the relatively high morbidity
gamithromycin-treated versus saline-treated control groups
among the test animals in Germany reflect10.1136/vr.c6776 | Veterinary Record | 3 of 5
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Papers
ed the greater susceptibility of younger animals to BRD and possibly
the presence of non-susceptible respiratory pathogens, such as viruses,
that were not identified.
The sites of bacterial multiplication and initial pathology for BRD
pathogens are thought to be on the surface of bronchiolar and alveolar lining cells and in the adjacent pulmonary epithelial lining fluid
(PELF) (Nightingale and Mattoes 2002). Although gamithromycin
concentration measurements in whole lung homogenate, as reported
by Huang and others (2009), do not provide a quantitative measure of
the drug concentration in PELF, a further study (Giguère and others
2011) has reported rapid penetration of all lung tissues within 30 minutes of administration, with mean gamithromycin concentrations in
calf PELF and associated cells peaking at 24 hours (4.6 and 17.8 µg/ml,
respectively) and remaining above 0.5 µg/ml for at least seven days
after treatment. It is probable, therefore, that the concentration of
gamithromycin in PELF stays above the in vitro gamithromycin MIC
90 per cent (MIC90) for the principal target BRD pathogens (0.5 to 1.0
µg/ml) (Huang and others 2009) beyond seven days after treatment.
The efficacy due to the extended duration of high levels of gamithromycin in PELF is further enhanced by the long postantibiotic effect
(the duration of antibacterial effects in vitro after removal of the antibiotic) of up to eight hours, which is typical of modern macrolides
(Diarra and others 1999).
In most regions of the world, there are strong initiatives in place to
encourage the responsible use of antimicrobials in veterinary practice
(European Platform for the Responsible Use of Medicines in Animals
2008, British Veterinary Association 2009). The use of antibiotics in
the control of BRD can be broadly classified as either therapeutic, in
which animals with clinical disease are treated, or preventive, when
groups of animals are treated before the onset of disease in order to
limit the potential impact of BRD. Preventive approaches can be further subdivided into prophylactic, when antibiotics are administered
before the appearance of clinical disease to groups of cattle judged to be
at high risk of developing BRD, and metaphylactic, in which antibiotics are administered to cohorts of apparently healthy animals that are
in contact with clinical cases (Brumbaugh 2009). Using these definitions, the present study involved a metaphylactic approach. While
the decision by veterinarians to adopt any of these approaches rests
on numerous considerations, one of the most important is the welfare
of the animals under their care. A therapeutic approach will generally result in the lowest level of antibiotic usage, but this requires a
high level of stockmanship in order to detect BRD in its early stages,
and adequate labour and facilities with which to handle, examine
and treat the affected animals promptly, if their welfare is not to be
compromised. When determining what approach should be used, the
relative risk of infection and its consequences must be sufficient to
outweigh the risks associated with using an antimicrobial drug. Risk
of infection is related to the virulence of the organism(s), the amount
of exposure of the animal to the organism(s) and the animal’s immune
defence status (Brumbaugh 2009). The virulence of the organisms
and the amount of exposure can be predicted on the basis of previous experience of the disease at the farm/facility, including specific
diagnosis and isolation of pathogens, and estimates of morbidity and
mortality when possible. The animals’ defence status can be predicted
by knowledge of the physiological and immunological characteristics
of the animals at risk; thus, their age, the stressors to which they are
exposed, their previous exposure to disease and their vaccination status should all be considered. In the trial described in this paper, which
employed a metaphylactic approach, the risk of BRD was based on
5 per cent or more of the cattle within the airspace having presented
with clinical signs of BRD after assembly and/or commingling at
the trial site. This resulted in actual morbidities of 28 to 72 per cent
among the control animals. The treatment with gamithromycin significantly reduced morbidity by 64 per cent overall (32 to 82 per cent
at individual sites), confirming that the predicted consequences of not
treating in terms of morbidity in untreated animals justified the use of
the product by improving the welfare of the animals.
Part of the rationale for responsible use of antimicrobials is to limit
the exposure of bacteria to sublethal levels of antibiotics in order to
reduce the selection for antibiotic resistance. The pharmacokinetic/
pharmacodynamic profile of 15-membered ring azalides such as
4 of 5 | Veterinary Record | 10.1136/vr.c6776
gamithromycin is almost unique among antimicrobial agents: high
tissue concentrations, rapid accumulation in tissues, retention by macrophages and circulating phagocytes, long elimination half-life and
prolonged postantibiotic effect. These properties of azalides, which
include gamithromycin, coupled with appropriate use, reduce the
potential for development of resistance against this subclass more
than for many other antibiotic classes used in veterinary medicine
(Retsema 1999).
In conclusion, this European multicentre field trial has shown that
gamithromycin, administered as a single treatment using a metaphylactic approach to at-risk cattle kept under a wide range of commercial
conditions, significantly reduced the clinical incidence of BRD associated with M haemolytica, P multocida and/or M bovis over the 14-day trial
observation period.
Acknowledgements
The authors thank the owners of the animals involved, Fabrizio Solari
Basano and all personnel at Arcoblu, Milan, Italy, for coordinating
the Italian studies, Mycoplasma Experience Limited for the isolation
of Mycoplasma bovis from nasal swabs, and many other colleagues for
their assistance with the conduct of the trial and the preparation of
the manuscript, in particular A. B. Forbes, B. Somerville and R. K.
Tessman. This study was funded by Merial Limited, Duluth, GA
30096, USA.
References
ANON (2000) International Cooperation on Harmonisation of Technical Requirements
for Registration of Veterinary Medicinal Products (VICH). Guideline (GL9) Good
Clinical Practice. European Medicines Agency. www.ema.europa.eu/docs/en_GB
/document_library/Scientific_guideline/2009/10/WC500004343.pdf. Accessed
February 23, 2010
ANON (2008) Zactran Summary of Product Characteristics. Committee for Medicinal
Products for Veterinary Use, European Medicines Agency
BEN ALI, A., GOLDSTEIN, F. W. & ACAR, J. F. (2002) In vitro activity of macrolides
against traditional susceptible bacteria. In Macrolide Antibiotics. Eds W. Schönfeld,
H. A. Kirst. Birkhäuser Verlag. pp 185-200
BRITISH VETERINARY ASSOCIATION (2009) Responsible Use of Antimicrobials in
Veterinary Practice. http://www.bva.co.uk/public/documents/BVA_Antimicrobials_
Poster.PDF. Accessed February 23, 2010
BRUMBAUGH, G. W. (2009) Principles of antimicrobial therapy: prophylactic or metaphylactic use of antimicrobial drugs. In Large Animal Internal Medicine. 4th edn.
Ed B. P. Smith. Mosby Elsevier. pp 1517-1519
BRYSKIER, A. & BERGOGNE-BEREZIN, E. (1999) Macrolides. In Antimicrobial
Agents. Ed A. Bryskier. ASM Press. pp 475-526
BRYSON, D. G. (2000) The calf pneumonia complex – current thoughts on aetiology.
Cattle Practice 8, 103-107
DIARRA, M. S., MALOUIN, F. & JACQUES, M. (1999) Postantibiotic and physiological effects of tilmicosin, tylosin, and apramycin at subminimal and suprainhibitory concentrations on some swine and bovine respiratory tract pathogens. International Journal
of Antimicrobial Agents 12, 229-237
EUROPEAN PLATFORM FOR THE RESPONSIBLE USE OF MEDICINES IN
ANIMALS (2008) Best-Practice Framework for the Use of Antimicrobials in Foodproducing Animals in the EU. www.epruma.eu/topics/antimicrobials-in-foodproducing-animals.html. Accessed February 23, 2010
GIGUÈRE, S., HUANG, R., MALINSKI, T., DORR, P., TESSMAN, R. K. &
SOMERVILLE, B. (2011) Disposition of gamithromycin in plasma, pulmonary epithelial lining fluid, bronchoalveolar cells, and lung tissue in cattle. American Journal of
Veterinary Research (In press)
GODINHO, K. S., RAE, A., WINDSOR, G. D., TILT, N., ROWAN, T. G. &
SUNDERLAND, S. J. (2005) Efficacy of tulathromycin in the treatment of bovine
respiratory disease associated with induced Mycoplasma bovis infections in young dairy
calves. Veterinary Therapeutics 6, 96-112
HUANG, R. A., LETENDRE, L. T., BANAV, N., FISCHER, J. & SOMERVILLE, B.
(2009) Pharmacokinetics of gamithromycin in cattle with comparison of plasma
and lung tissue concentrations and plasma antibacterial activity. Journal of Veterinary
Pharmacology and Therapeutics 33, 227-237
JAIN, R. & DANZIGER, L. H. (2004) The macrolide antibiotics: a pharmacokinetic and
pharmacodynamic overview. Current Pharmaceutical Design 10, 3045-3053
MACARTNEY, J. E., BATEMAN, K. G. & RIBBLE, C. S. (2003) Health performance of
feeder calves sold at conventional auctions versus special auctions of vaccinated or conditioned calves in Ontario. Journal of the American Veterinary Medical Association 223, 677-683
MATTOES, H. M. & NIGHTINGALE, C. H. (2002) Pharmacokinetics/pharmacodynamics of macrolides. In Macrolide Antibiotics. Eds W. Schonfeld, H. A. Kirst.
Birkhauser Verlag. pp 25-36
MOSIER, D. A. (1997) Bacterial pneumonia. Veterinary Clinics of North America: Food Animal
Practice 13, 483-493
NIGHTINGALE, C. H. & MATTOES, H. M. (2002) Macrolide, azalide and ketolide pharmacodynamics. In Antimicrobial Pharmacodynamics in Theory and Clinical Practice.
Eds C. H. Nightingale, T. Murakawa, P. G. Ambrose. Marcel Dekker. pp 205-220
QUINN, P. J., MARKEY, B. K., DONNELLY, W. J. & LEONARD, F. C. (2002) Pathogenic
bacteria: Pasteurella species and Mannheimia haemolytica, and Haemophilus species. In
Veterinary Microbiology and Microbial Disease. Blackwell Science. pp 137-151
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Papers
RADOSTITS, O. M., GAY, C. C., HINCHCLIFF, K. W. & CONSTABLE, P. D. (2007)
Bovine respiratory disease. In Veterinary Medicine: A Textbook of the Diseases of
Cattle, Sheep, Pigs, Goats and Horses. 10th edn. Saunders Elsevier. pp 923-946
RETSEMA, J. A. (1999) Susceptibility and resistance emergence studies with macrolides.
International Journal of Antimicrobial Agents 11 (Suppl 1), S15-21
RETSEMA, J. A., GIRARD, A. E., GIRARD, D. & MILISEN, W. B. (1990) Relationship
of high tissue concentrations of azithromycin to bactericidal activity and efficacy in
vivo. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 25 (Suppl A), 83-89
VALARCHER, J. F. & HAGGLUND, S. (2006) Viral respiratory infections in cattle.
Proceedings of the World Buiatrics Congress. Nice, October 15 to 19, 2006. pp 384-397
10.1136/vr.c6776 | Veterinary Record | 5 of 5
Downloaded from veterinaryrecord.bmj.com on February 28, 2011 - Published by group.bmj.com
Demonstration of the metaphylactic use of
gamithromycin against bacterial pathogens
associated with bovine respiratory disease
in a multicentre farm trial
D. Baggott, A. Casartelli, F. Fraisse, et al.
Veterinary Record published online February 28, 2011
doi: 10.1136/vr.c6776
Updated information and services can be found at:
http://veterinaryrecord.bmj.com/content/early/2011/02/26/vr.c6776.full.html
These include:
References
This article cites 9 articles, 1 of which can be accessed free at:
http://veterinaryrecord.bmj.com/content/early/2011/02/26/vr.c6776.full.html#ref-list-1
Open Access
P<P
Email alerting
service
Topic
Collections
This paper is freely available online under the BMJ Journals unlocked
scheme, see http://veterinaryrecord.bmj.com/site/about/unlocked.xhtml
Published online February 28, 2011 in advance of the print journal.
Receive free email alerts when new articles cite this article. Sign up in
the box at the top right corner of the online article.
Articles on similar topics can be found in the following collections
Unlocked (614 articles)
Notes
Advance online articles have been peer reviewed and accepted for publication but have
not yet appeared in the paper journal (edited, typeset versions may be posted when
available prior to final publication). Advance online articles are citable and establish
publication priority; they are indexed by PubMed from initial publication. Citations to
Advance online articles must include the digital object identifier (DOIs) and date of
initial publication.
To request permissions go to:
http://group.bmj.com/group/rights-licensing/permissions
To order reprints go to:
http://journals.bmj.com/cgi/reprintform
To subscribe to BMJ go to:
http://group.bmj.com/subscribe/