Демонстрация метафилактического использования
реклама
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: [email protected] 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: [email protected] 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/
