Isoniazid

• Pyridine-4-carbohydrazide

• 54-85-3Y

• DB00951Y

• 3635Y

• D00346Y
• C07054Y

• CHEBI:6030Y

• ChEMBL64Y

Isoniazid, also known as isonicotinylhydrazide (INH), is an antibiotic used for the treatment of tuberculosis. [2] For active tuberculosis it is often used together with rifampicin, pyrazinamide, and either streptomycin or ethambutol. [3] For latent tuberculosis it is often used by itself. [2] It may also be used for atypical types of mycobacteria, such as M. avium, M. kansasii, and M. xenopi. [2] It is usually taken by mouth but may be used by injection into muscle. [2]

Common side effect include increased blood levels of liver enzymes and numbness in the hands and feet. [2] Serious side effects may include liver inflammation and acute liver failure. [2] It is unclear if use during pregnancy is safe for the baby. [4] Use during breastfeeding is likely safe. [4] Pyridoxine may be given to reduce the risk of side effects. [5] Isoniazid works in part by disrupting the formation of the bacteria’s cell wall which results in cell death. [2]

Isoniazid was first made in 1952. [6] It is on the World Health Organization’s List of Essential Medicines, the safest and most effective medicines needed in a health system. [7] Isoniazid is available as a generic medication. [2] The wholesale cost in the developing world is about US$0.60–4.75 per month. [8] In the United States a month of treatment costs less than $25. [5]

Contents

Medical uses [ edit ]

Tuberculosis [ edit ]

Isoniazid is often used to treat latent and active tuberculosis infections. In persons with isoniazid-sensitive Mycobacterium tuberculosis infection, drug regimens based on isoniazid are usually effective when persons adhere to the prescribed treatment. However, in persons with isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis infection, drug regimens based on isoniazid have a high rate of failure. [9]

Isoniazid has been approved as prophylactic therapy for the following populations:

• People with HIV infection and a PPD (purified protein derivative) reaction of at least 5 mm induration
• Contacts of people with tuberculosis and who have a PPD reaction at least 5 mm induration
• People whose PPD reactions convert from negative to positive in a two-year period – at least 10 mm induration for those up to 35 years of age, and at least 15 mm induration for those at least 35 years old
• People with pulmonary damage on their chest X-ray that is likely to be due to healed tuberculosis and also have a PPD reaction at least 5 mm induration
• Injection drug users whose HIV status is negative who have a PPD reaction at least 10 mm induration
• People with a PPD of greater than or equal to 10 mm induration who are foreign-born from high prevalence geographical regions, low-income populations, and patients residing in long-term facilities [10][11]

Isoniazid can be used alone or in combination with Rifampin for treatment of latent tuberculosis, or as part of a four-drug regimen for treatment of active tuberculosis. [12] The drug regimen typically requires daily or weekly oral administration for a period of three to nine months, often under Directly Observed Therapy (DOT) supervision. [12]

Non-tuberculous mycobacteria [ edit ]

Isoniazid was widely used in the treatment of Mycobacterium avium complex as part of a regimen including rifampicin and ethambutol. [13] Evidence suggests that isoniazid prevents mycolic acid synthesis in M. avium complex as in M. tuberculosis [14] and although this is not bactericidal to M. avium complex, it greatly potentiates the effect of rifampicin. The introduction of macrolides led to this use greatly decreasing. However, since rifampicin is broadly underdosed in M. avium complex treatment this effect may be worth re-investigating. [15]

Special populations [ edit ]

It is recommended that women with active tuberculosis who are pregnant or breastfeeding take isoniazid. Preventive therapy should be delayed until after giving birth. [16] Nursing mothers excrete a relatively low and non-toxic concentration of INH in breast milk, and their babies are at low risk for side effects. Both pregnant women and infants being breastfed by mothers taking INH should take vitamin B6 in its pyridoxine form to minimize the risk of peripheral nerve damage. [17] Vitamin B6 is used to prevent isoniazid-induced B6 deficiency and neuropathy in people with a risk factor, such as pregnancy, lactation, HIV infection, alcoholism, diabetes, kidney failure, or malnutrition. [18]

People with liver dysfunction are at a higher risk for hepatitis caused by INH, and may need a lower dose. [16]

Levels of liver enzymes in the bloodstream should be frequently checked in daily alcohol drinkers, pregnant women, IV drug users, people over 35, and those who have chronic liver disease, severe kidney dysfunction, peripheral neuropathy, or HIV infection since they are more likely to develop hepatitis from INH. [16] [19]

Side effects [ edit ]

Up to 20% of people taking isoniazid experience peripheral neuropathy when taking doses of 6 mg/kg of weight daily or higher. [20] Gastrointestinal reactions include nausea and vomiting. [10] Aplastic anemia, thrombocytopenia, and agranulocytosis due to lack of production of red blood cells, platelets, and white blood cells by the bone marrow respectively, can also occur. [10] Hypersensitivity reactions are also common and can present with a maculopapular rash and fever. [10] Gynecomastia may occur. [12]

Asymptomatic elevation of serum liver enzyme concentrations occurs in 10% to 20% of people taking INH, and liver enzyme concentrations usually return to normal even when treatment is continued. [21] Isoniazid has a boxed warning for severe and sometimes fatal hepatitis, which is age-dependent at a rate of 0.3% in people 21 to 35 years old and over 2% in those over age 50. [10] [22] Symptoms suggestive of liver toxicity include nausea, vomiting, abdominal pain, dark urine, right upper quadrant pain, and loss of appetite. [10] Black and Hispanic women are at higher risk for isoniazid-induced hepatotoxicity. [10] When it happens, isoniazid-induced liver toxicity has been shown to occur in 50% of patients within the first 2 months of therapy. [23]

Some recommend that liver function should be monitored carefully in all people receiving it, [16] but others recommend monitoring only in certain populations. [21] [24] [25]

Headache, poor concentration, weight gain, poor memory, insomnia, and depression have all been associated with isoniazid use. [26] All patients and healthcare workers should be aware of these serious side effects, especially if suicidal ideation or behavior are suspected. [26] [27] [28]

Isoniazid is associated with pyridoxine (vitamin B6) deficiency because of its similar structure. Isoniazid is also associated with increased excretion of pyridoxine. Pyridoxal phosphate (a derivative of pyridoxine) is required for d-aminolevulinic acid synthase, the enzyme responsible for the rate-limiting step in heme synthesis. Therefore, isoniazid-induced pyridoxine deficiency causes insufficient heme formation in early red blood cells, leading to sideroblastic anemia. [18]

Drug interactions [ edit ]

People taking isoniazid and acetaminophen are at risk of acetaminophen toxicity. Isoniazid is thought to induce a liver enzyme which causes a larger amount of acetaminophen to be metabolized to a toxic form. [29] [30]

Isoniazid decreases the metabolism of carbamazepine, thus slowing down its clearance from the body. People taking carbamazepine should have their carbamazepine levels monitored and, if necessary, have their dose adjusted accordingly. [31]

It is possible that isoniazid may decrease the serum levels of ketoconazole after long term treatment. This is seen with the simultaneous use of rifampin, isoniazid, and ketoconazole. [32]

Isoniazid may increase the amount of phenytoin in the body. The doses of phenytoin may need to be adjusted when given with isoniazid. [33] [34]

Isoniazid may increase the plasma levels of theophylline. There are some cases of theophylline slowing down isoniazid elimination. Both theophylline and isoniazid levels should be monitored. [35]

Valproate levels may increase when taken with isoniazid. Valproate levels should be monitored and its dose adjusted if necessary. [33]

Mechanism of action [ edit ]

Isoniazid is a prodrug that inhibits the formation of the mycobacterial cell wall. Isoniazid must be activated by KatG, a bacterial catalase-peroxidase enzyme in Mycobacterium tuberculosis. [36] KatG catalyzes the formation of the isonicotinic acyl radical, which spontaneously couples with NADH to form the nicotinoyl-NAD adduct. This complex binds tightly to the enoyl-acyl carrier protein reductase InhA, thereby blocking the natural enoyl-AcpM substrate and the action of fatty acid synthase. This process inhibits the synthesis of mycolic acids, which are required components of the mycobacterial cell wall. A range of radicals are produced by KatG activation of isoniazid, including nitric oxide, [37] which has also been shown to be important in the action of another antimycobacterial prodrug pretomanid. [38]

Isoniazid is bactericidal to rapidly dividing mycobacteria, but is bacteriostatic if the mycobacteria are slow-growing. [39] It inhibits the cytochrome P450 system and hence acts as a source of free radicals. [40]

Metabolism [ edit ]

Isoniazid reaches therapeutic concentrations in serum, cerebrospinal fluid, and within caseous granulomas. It is metabolized in the liver via acetylation into acetylhydrazine. Two forms of the enzyme are responsible for acetylation, so some patients metabolize the drug more quickly than others. Hence, the half-life is bimodal, with "slow acetylators" and "fast acetylators". A graph of number of people versus time shows peaks at one and three hours. The height of the peaks depends on the ethnicities of the people being tested. The metabolites are excreted in the urine. Doses do not usually have to be adjusted in case of renal failure.

History [ edit ]

Three pharmaceutical companies unsuccessfully attempted to patent the drug at the same time, [42] the most prominent one being Roche, which launched its version, Rimifon, in 1952. [43] With the introduction of isoniazid, a cure for tuberculosis was first considered possible.

The drug was first tested at Many Farms, a Navajo community in Arizona, due to the Navajo reservation’s tuberculosis problem and because the population had not previously been treated with streptomycin, the main tuberculosis treatment at the time. [44] The research was led by Walsh McDermott, an infectious disease researcher with an interest in public health, who had previously taken isoniazid to treat his own tuberculosis. [45]

Isoniazid and a related drug, iproniazid, were among the first drugs to be referred to as antidepressants. [46]

Preparation [ edit ]

Isoniazid is an isonicotinic acid derivative. It is manufactured using 4-cyanopyridine and hydrazine hydrate. [47] In another method, isoniazid was claimed to have been made from citric acid starting material. [48]

Brand names [ edit ]

Hydra, Hyzyd, Isovit, Laniazid, Nydrazid, Rimifon, and Stanozide. [49]

Other uses [ edit ]

Chromatography [ edit ]

Isonicotinic acid hydrazide is also used in chromatography to differentiate between various degrees of conjugation in organic compounds barring the ketone functional group. [50] The test works by forming a hydrazone which can be detected by its bathochromic shift.

Dogs [ edit ]

Isoniazid may be used for dogs, but there have been concerns it can cause seizures. [51]

Содержание

Структурная формула

Русское название

Латинское название вещества Изониазид

Химическое название

Гидразид 4-пиридинкарбоновой кислоты

Брутто-формула

Фармакологическая группа вещества Изониазид

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

Характеристика вещества Изониазид

Противотуберкулезное средство. Гидразид изоникотиновой кислоты, структурный аналог витамина В₆. Белый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. Чувствителен к воздействию воздуха и света. Легко растворим в воде, трудно — в этиловом спирте, очень мало — в хлороформе, практически нерастворим в эфире, бензоле. pH 1% водного раствора от 5,5 до 6,5. Молекулярная масса 137,14.

Фармакология

Ингибирует ДНК-зависимую РНК-полимеразу и подавляет синтез миколовой кислоты (основного компонента клеточной мембраны микобактерий туберкулеза). Оказывает бактерицидное действие на Mycobacterium tuberculosis в стадии размножения, МПК 0,015 мкг/мл. Действует на возбудителей, расположенных вне- и внутриклеточно (внутриклеточные концентрации в 50 раз превышают внеклеточные). Наиболее эффективен при остро протекающих процессах. Активность в отношении атипичных микобактерий низкая. При монотерапии быстро развивается резистентность возбудителя (в 70% случаев).

Хорошо абсорбируется из ЖКТ (прием во время еды снижает всасывание), может подвергаться значительной биотрансформации при «первом прохождении» через печень. C_max достигается через 1–3 ч и при приеме 300 мг составляет 3–7 мкг/мл, эффективная концентрация сохраняется в течение 6–24 ч после перорального приема. Связывание с белками плазмы очень низкое (0–10%). Объем распределения — 0,57–0,76 л/кг. Присутствует в эффективных концентрациях во многих тканях (включая участки казеозного некроза) и биологических жидкостях, в т.ч. плевральной и асцитической, мокроте, слюне. Проходит через ГЭБ , в спинно-мозговой жидкости его концентрация составляет примерно 20% таковой в плазме крови. Метаболизируется в печени: ацетилируется N-ацетилтрансферазой до фармакологически неактивного N-ацетилизониазида, который затем превращается в изоникотиновую кислоту и моноацетилгидразин (оказывает гепатотоксичное действие). Скорость инактивации генетически детерминирована системой цитохрома Р450: среди пациентов различают «быстрых инактиваторов» (выделение менее 10% активного вещества с мочой в течение суток), у которых Т_1/2 составляет 1 ч, и «медленных инактиваторов» (выделение более 10% активного вещества), у которых относительно мало N-ацетилтрансферазы и Т_1/2 составляет около 3 ч. «Быстрым инактиваторам» может потребоваться несколько большая доза для поддержания эффективной концентрации в крови. Индивидуальная скорость ацетилирования существенно не влияет на эффективность изониазида при ежедневном приеме, но может уменьшать антимикобактериальную активность при его прерывистом (1–2 раза в неделю) введении. У новорожденных Т_1/2 удлиняется до 7,8–19,8 ч (вследствие незрелости ферментных систем печени). Выводится почками (75–95%), преимущественно в виде неактивных метаболитов (N-ацетилизониазид, 93 и 63% у «быстрых» и «медленных» инактиваторов соответственно, и изоникотиновая кислота), в небольших количествах — с фекалиями. При Cl креатинина в т.ч. к этионамиду, пиразинамиду, Ниацину (никотиновая кислота) и другим сходными по химической структуре ЛС , эпилепсия, склонность к судорожным припадкам, полиомиелит ( в т.ч. в анамнезе), тяжелая печеночно-почечная недостаточность, психические заболевания, выраженный атеросклероз, заболевания зрительного и периферических нервов, токсический гепатит в анамнезе, связанный с приемом изониазида или его производных (фтивазид, метазид, опиниазид), флебит (в/в введение).

Ограничения к применению

Дозы выше 10 мг/кг/сут: беременность, кормление грудью, порфирия, психоз в анамнезе, алкоголизм, легочно-сердечная недостаточность III стадии, артериальная гипертензия II и III стадии, ИБС , распространенный атеросклероз, заболевания нервной системы, бронхиальная астма, псориаз, экзема (в фазе обострения), гипотиреоз, острый гепатит, цирроз печени, хроническая почечная недостаточность.

Применение при беременности и кормлении грудью

При беременности применение возможно только по строгим показаниям, при сопоставлении предполагаемой пользы для матери и риска для плода (следует применять в дозах до 10 мг/кг/сут).

Категория действия на плод по FDA — C.

На время лечения рекомендуется отказаться от грудного вскармливания.

Побочные действия вещества Изониазид

Со стороны нервной системы и органов чувств: головная боль, головокружение, раздражительность, инсомния, энцефалопатия, эйфория, амнезия, неврит или атрофия зрительного нерва, периферический неврит и полиневрит, парестезия, паралич конечностей, судороги, в т.ч. генерализованные, учащение судорожных припадков у больных эпилепсией, интоксикационный психоз.

Со стороны сердечно-сосудистой системы и крови (кроветворение, гемостаз): сердцебиение, повышение системного и легочного АД , усиление ишемии миокарда у пожилых пациентов, боль в области сердца, стенокардия; агранулоцитоз, гемолиз (при дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), сидеробластная или апластическая анемия, тромбоцитопения.

Со стороны органов ЖКТ : сухость во рту, тошнота, рвота, гипербилирубинемия, продромальные симптомы гепатита (потеря аппетита, тошнота или рвота, необычная усталость или слабость), повышение активности печеночных трансаминаз, токсический гепатит.

Со стороны мочеполовой системы: гинекомастия, меноррагия, дисменорея.

Аллергические реакции: эозинофилия, кожная сыпь.

Прочие: мышечные подергивания, атрофия мышц, лихорадка, «кушингоид», гипергликемия, лихорадка, флебит (при в/в введении).

Взаимодействие

Антациды, особенно алюминийсодержащие, уменьшают всасывание изониазида. Усиливает (взаимно) эффект других противотуберкулезных препаратов. При одновременном приеме со стрептомицином замедляется выведение почками обоих ЛС , с рифампицином — возрастает риск гепатотоксичности. Гепатотоксичность потенцируется изофлураном. Витамин B₆ и глутаминовая кислота уменьшают вероятность побочных эффектов, ингибиторы МАО — увеличивают. Подавляет метаболизм, увеличивает концентрацию в плазме и усиливает действие непрямых антикоагулянтов, теофиллина, бензодиазепинов, карбамазепина, этосуксимида; снижает концентрацию кетоконазола. Усиливает токсические эффекты циклосерина, дисульфирама, энфлурана, фенитоина, парацетамола и других ЛС , оказывающих гепато- и нейротоксическое действие.

Передозировка

Симптомы: вялость, головокружение, тошнота, рвота, нарушение зрения и слуха, зрительные галлюцинации, невнятная речь, дезориентация, гиперрефлексия, угнетение дыхания, метаболический ацидоз, судороги, ступор, кома, гипергликемия, глюкозурия, кетонурия.

Лечение: ИВЛ , в/в барбитураты короткого действия, в/в витамин В₆ (в дозе, эквивалентной принятой дозе изониазида; если доза неизвестна, вводят по 5 г витамина В₆ в виде 5% водного раствора каждые 5–30 мин до прекращения судорожных припадков или восстановления сознания), натрия бикарбонат (при развитии метаболического ацидоза), диазепам, тиопентал натрий, после прекращения судорог — промывание желудка, прием активированного угля и слабительных средств, осмотические диуретики, форсированный диурез, гемодиализ; при невозможности проведения гемодиализа — перитонеальный диализ одновременно с форсированным диурезом.

Пути введения

Внутрь, в/м , в/в , внутрикавернозно, ингаляционно.

Меры предосторожности вещества Изониазид

Тяжелый и иногда фатальный гепатит, ассоциированный с терапией изониазидом, может развиться даже через несколько месяцев лечения. Риск возникновения гепатита зависит от возраста; примерная частота: 1/1000 человек в возрасте моложе 20 лет, 3/1000 в возрастной группе 20–34 года, 12/1000 в возрастной группе 35–49 лет, 23/1000 в возрастной группе 50–64 года, 8/1000 в возрасте старше 65 лет. Риск гепатита повышается при ежедневном употреблении алкоголя. Точных данных о доле фатальных исходов при изониазидиндуцированном гепатите нет, но, по данным U.S. Public Health Service Surveillance Study (PDR, 2005), среди 13838 пациентов, получавших изониазид, было зафиксировано 8 летальных исходов из 174 случаев гепатита. В связи с этим пациентов, получающих изониазид, следует ежемесячно тщательно обследовать. Повышение уровня сывороточных трансаминаз наблюдается примерно у 10–20% пациентов, обычно в первые несколько месяцев терапии. Несмотря на продолжение терапии, показатели возвращаются к норме, но в некоторых случаях развивается прогрессирующая дисфункция печени. Пациенты должны быть проинструктированы о немедленном обращении к врачу при появлении какого-либо продромального симптома гепатита (усталость, слабость, недомогание, анорексия, тошнота или рвота). Если симптомы и признаки нарушения функции печени ( в т.ч. повышение активности печеночных трансаминаз) обнаруживаются, препарат сразу отменяют, т.к. при продолжении приема возможно более серьезное поражение печени. Возобновляют лечение после нормализации показателей.

При появлении симптомов нарушения зрения на фоне лечения требуется немедленное, а в дальнейшем — регулярное офтальмологическое обследование (для своевременной диагностики поражения зрительного нерва).

Во время лечения следует избегать употребления алкоголя.

Лечение изониазидом следует сочетать с приемом витамина В₆ (внутрь 60–100 мг через 2 ч после инъекции изониазида, или в/м 100–150 мг/сут через 30 мин после инъекции), глутаминовой кислоты (1–1,5 г/сут), витамина В₁ (в/м 1 мл 5% раствора тиамина хлорида или 1 мл 6% раствора тиамина бромида) и натриевой соли АТФ с целью профилактики периферической нейропатии и других побочных явлений со стороны нервной системы.

Следует соблюдать максимально возможные интервалы между введениями изониазида и стрептомицина, принимать изониазид не менее чем за 1 ч до приема антацидов.

Употребление в пищу сыра (швейцарский и др.), рыбы (тунец и др.) и некоторых других продуктов на фоне приема изониазида может сопровождаться ощущением жара или ознобом, покраснением и зудом кожи, сердцебиением, потливостью, головной болью, головокружением вследствие нарушения изониазидом метаболизма тирамина и гистамина.