Infectiebeleid en laboratorium
“Capita selecta in de infectiologie” Studienamiddag ziekenhuisapothekers Jerina Boelens Microbiologie-ziekenhuishygiëne UZ Gent
Inhoud 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Commensale flora Staaltypes Correcte staalname Beschikbare laboratoriumtechnieken Gevoeligheidsbepaling Multidisciplinair overleg
1. Commensale flora • Richard P. Wenzel: “Some experts estimate that the total number of human cells is 1013 and the total number of colonizing microbes is 1014. Despite this 10-to-1 inequity, the balance of power is influenced by an intact human immune system and the integrity of the skin and mucous membranes.”
• Elk lichaamsoppervlak dat in contact staat met de buitenwereld heeft een eigen commensale flora • Al tijdens de geboorte begint de opbouw van de eigen commensale flora
1. Commensale flora
1.1 De normale gastro-intestinale flora
1.1 De normale gastro-intestinale flora
1.2 Huidflora • Residente flora – In de microscopische huidplooien – In de lumina van de talgklieren en de haarfollikels – Lage virulentie… behalve bij invasieve procedures waar ze ingebracht wordt in normaal steriele plaatsen of bij aanwezigheid van vreemd materiaal
• Transiënte flora – Oppervlakkige epitheellagen – Opgestegen residente flora + micro-organismen die tijdens de zorg of bij contact met personen en/of voorwerpen Wisselende samenstelling – Bron van kruisinfecties
• Goede handontsmetting elimineert de transiënte en vermindert de residente flora Pittet et al. Arch Internal Med 1999
2. Types stalen
Lipsky & Plorde, Postgraduate Medicine, 1978
2.1 Type 1 stalen • Staal afkomstig uit een ‘steriele plaats’ • Afwezigheid van normale commensale flora bij aseptische afname is elke gevonden kiem significant en belangrijk
2.1 Type 1 stalen Cerebrospinaal vocht bij kliniek van meningitis • Grampositieve diplococcen Belang: vermoeden S. pneumoniae • Gramnegatieve diplococcen Belang: vermoeden N. meningitidis R/ penicilline Preventie van secundaire gevallen Verplichte aangifte bij Toezicht volksgezondheid
2.2 Type 2 stalen • Belang van de staalkwaliteit en correcte afnameprocedure! • Q-score: epitheelcellen als merker van contaminatie • Bijvoorbeeld sputumstalen: zelden homogeen: etter vermengd met speeksel • Bijvoorbeeld urinestalen: midstream urine
2.3 Type 3 stalen • Pathogenen in normale flora van de keel, de vagina, faeces, open wondes, • Belang van microscopie is hier wisselend • Voorbeelden: − faeces − keel (Plaut-Vincent) − vagina (bacteriële vaginose, gisten) − urethraal uitstrijkje (N. gonorroea)
3. Correcte staalname
0
0 pre-pre1 pre2 analytische fase 3 post4 post-post-
4
1 2
3
Bartlett, Medical Microbiology. Quality cost and clinical relevance. 1974
3. Correcte staalname • Vragen van de arts: • Heeft mijn patiënt een infectie? • Wat is de verwekker van deze infectie? • Welke antibiotica kan ik eventueel gebruiken? • Welke stalen moet ik afnemen en naar het lab sturen?
• Wat doet de microbioloog/het lab daarmee?
• Combinatie van technieken • Geduld • Het resultaat van de ene stap, bepaalt de volgende stappen • Interpretatie o.b.v. kennis van commensalen en pathogenen • Interpretatie o.b.v. klinische informatie
Casus 1 • • • • •
Man, 76 jaar Spoedopname Strangurie Frissons en koorts tot 39°C Verder geen klachten
• Pijnlijke prostaat bij rectaal toucher • Klinisch onderzoek verder normaal
Casus 1 • Urinesediment – 3000 WBC/µL
• Urinekweek • Hemoculturen • PBO – 11870 WBC/µL met linksverschuiving – Instellende trombopenie
• CRP normaal, PSA wordt bijbepaald • Tavanic wordt opgestart
Casus 1 • Hemoculturen positief
Casus 1 • Hemoculturen positief – Welke kiem?
Casus 1 • Hemoculturen positief met een gramnegatieve staaf – Telefonisch contact met behandelende arts • Antibiotica-advies • WIV sepsisregistratie
– Instellen antibiogram – Identificatie
Casus 2 • • • • •
Vrouw, 72 jaar Spoedopname Hoest met witte sputa Geen koorts Dyspnoe
• Longauscultatie: bilateraal inspiratoire crepitaties met ronchi • Klinisch onderzoek verder normaal
Casus 2 • • • • •
Sputumkweek Hemoculturen PBO normaal CRP 31,3 mg/L RX thorax: geen infiltraten
• Tentatieve diagnose: COPD-exacerbatie • Bij koorts: nieuwe hemoculturen en start Augmentin
Casus 2 • Hemoculturen positief Staphylococcen
• Klinisch beter, geen koorts meer, geen AB gestart • Staphylococ: vermoeden contaminatie bij afname • Geen CVC, geen prothesen,…
Casus 2 • Identificatie Staphylococcus epidermidis
• Typische “huid”-staphylococ • Klassieke contaminant bij afname – Coagulase-negatieve staphylococcen – Propionibacterium acnes
3. Correcte staalname van hemoculturen • Aerobe en anaerobe fles • Steeds afname van een set of koppel • Eventuele uitzondering neonatologie • Flessen bewaren afgeschermd van de zon • Visuele inspectie van fles voor gebruik. Is de sensor geel: NIET GEBRUIKEN • Vervaldatum controleren
3. Correcte staalname van hemoculturen • Dop van de fles verwijderen • Ontsmet rubber op de fles en arm patiënt (70% alcoholische oplossing). Respecteer de contacttijd = laten drogen • Vlindernaald of spuit (10 of 20 mL) • Optimale hoeveelheid:10 mL voor volwassen flessen • Gebruik geen bloed uit tubes!
3. Correcte staalname van hemoculturen • Met naald en spuit • In 1 keer 20 mL afnemen • Eerst anaerobe, dan aerobe fles • Reden: er kan zuurstof in de spuit zitten • Met adaptor • Gebruik een vlindernaald • Eerst aeroob, dan anaeroob • Reden: er kan zuurstof in de leiding zitten • De flessen blijven vacuüm zuigen!
3. Correcte staalname algemeen • Vooral bij type 1 stalen: belangrijk niet te contamineren Ontsmetten met ontsmettingsmiddel op alcoholische basis of iodinepreparaat • Klassieke type 1 stalen: lumbaalvocht, ventrikelvocht, ascites, pleuravocht, gewrichtsvocht,… •Snel transport: bepaalde kiemen overleven zeer slecht (S. pneumoniae, N. meningitidis)
• Persoonlijk afleveren? • Communicatie!
3. Correcte staalname: uitstrijkjes
Eswab
4. Beschikbare laboratoriumtechnieken 1. Microscopisch onderzoek 2. Kweek 3. Antigendetectie 4. PCR 5. Antilichamen (immuunrespons)
4.Laboratoriumdiagnostiek 4.1 Microscopie Vergroting 10x100 Zonder kleuring: nat preparaat beweeglijkheid grotere micro-organismen
Na kleuring: gramkleuring zuurvaste kleuring andere (fluorescente) kleuringen
H. pylori; kommavormig (in maagbiopt bij maagulcus)
4.2 Kweek • Logaritmische vermenigvuldiging naar grote aantallen • Wanneer de groeiomstandigheden gunstig zijn, deelt een bacterie zich elke 10 tot 20 minuten. • Gevolg: in ideale omstandigheden groeit het aantal bacteriën gigantisch snel • Optimale groei-omstandigheden: – Voedingsbron: suikers, soms bloed, mineralen,… – Temperatuur: 36°C – Optimale atmosfeer (aeroob, capnofiel, anaeroob)
• Vloeibare versus vaste milieus (kwalitatief versus kwantitatief)
4.2 Kweek: belang keuze media • Selectiviteit – onderdrukken van sommige soorten : met bv kristalviolet, azide, antibiotica, NaCl
• Rijkdom – Toevoegen van bloed voor moeilijke groeiers
• Differentiatie – pH-indicatorsystemen, chromogene stoffen
Gefundeerde combinatie van media afhankelijk van type staal en verwachte verwekkers Voorbeelden: lumbaal vocht versus faeces
4.2 Kweek: belang keuze media
CRE Selectiviteit: antibiotica (carbapenem) In combinatie met een chromogeen substraat Screeningsbodem
4.2 Kweek: identificatie • Biochemische systemen • Groot nadeel: groei nodig en dus (vaak) overnacht incubatie
4.2 Kweek: identificatie
MALDI-TOF MS: Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation Time-Of-Flight Mass Spectrometry
Krishnamurthy & Ross, Rapid communications in mass spectrometry 1996
4.2 Kweek Identificatie met MALDI-TOF MS • Belang van matrix • Spectrum tussen 2 000 en 20 000 Da • Spectrum is proteïneprofiel → Fenotypische techniek
• Universele techniek • Directe vs indirecte methode
5.2 Kweek Identificatie met MALDI-TOF MS
4.2 Kweek Identificatie met MALDI-TOF MS • Impact: – Snelheid – Eenvoud: universele techniek voor alle kiemen, voor moeilijke en eenvoudige groeiers, zelfs gisten… – Zeer nauwkeurig • Opgelet: – Precisie bij uitvoering (staalverwisselingen controlemechanismen inbouwen) – Belang expertise – Zwaktes (S. pneumoniae vs banale orale streptococ, E. coli vs Shigella spp.)
4.3 Antigendetectie •
Legionella spp. •
Antigen in urine
•
Enkel serotype 1 (niet 2-14)
•
Kan langdurig positief blijven
•
S. pneumoniae
•
RSV
•
Giardia lamblia
•
Adenovirus
•
Toxinedetectie C. difficile
Casus 3 • Man, 45j, varkenskweker • Spoedopname, beeld van septische artritis • Gewrichtspunctie • • • •
Na overnacht incubatie: groei van staphylococcen Identificatie MALDI-TOF MS: S. aureus Was reeds opgestart op Floxapen Cave MRSA?
• PBP2a-test
Casus 3 • PBP2a-test – Positieve test – Negatieve test
• Snel resultaat • Goede specificiteit (100%) en sensitiviteit (97%) • Casus: PBP2a-test negatief: AB-gram afgewacht
Van Leeuwen et al, JCM 1999
4.4 PCR •
Rechtstreeks op staal of op kolonies (meerwaarde)
•
Specifieke aanvraag bij monoplex PCR (bv Chlamydia trachomatis)
•
Kan breder zijn: pathologie-gerichte PCR (bv respiratoire pathogenen) (multiplex PCR) of pan-bacteriële PCR
•
Kwalitatief versus kwantitatief
•
Resistentiegenen
•
Turn-around-time kan enorm variëren
•
Veel manuele stappen versus eenvoudige “dummy-proof” systemen
•
Fingerprinting bij vermoeden van outbreaks
Casus 4 • Vrouw, 53 jaar • Sinds enkele maanden vermagering, nachtzweten, hoest • CT thorax: massa re long en mediastinale klieren, PET positief • Mediastinoscopie met bioptname • Auraminekleuring negatief • GeneXpert MTB/RIF: positief zonder Rifampicineresistentie • Behandeling met triple therapie (Rifampicine, Pyrazinamide en Isoniazide) Boehme et al, NEJM 2010
Casus 4: GeneXpert MTB/RIF • Amplificatie van rpoB-gen (specifiek voor M. tuberculosis complex) • Mutaties in de RRDR van het rpoB-gen
Boehme et al, NEJM 2010 Helb et al, JCM 2010
5. Gevoeligheidsbepaling en resistentie Alexander Flemming De slordige onderzoeker: Schimmels uit de lucht besmetten en doodden zijn bacteriën
Eerste antibiotica: de microorganismen produceren zelf moleculen om hun concurrenten uit te schakelen
Penicillium Penicilline ! (eerste gebruik vanaf 1942 )
5. Gevoeligheidsbepaling en resistentie
5. Gevoeligheidsbepaling en resistentie
M.I.C.: Minimale Inhiberende Concentratie Dilutie-antibiogram
5. Gevoeligheidsbepaling en resistentie Diffusie-antibiogram
Casus 5 • • • •
Vrouw, 27 jaar Dialyse (in Brussel) Vorige zomer verblijf in Turkije Opname op IZ postoperatief na lever- en niertransplantatie
• Aspiraat: Klebsiella pneumoniae • ook isolatie uit keel, abdominaal wondvocht en urine
Casus 5
Ampicilline:
R (6 mm)
Cotrimoxazol:
S (16 mm)
Fosfomycine:
S (20 mm)
Cefuroxime:
R (13 mm)
Gentamycine:
S (26 mm)
Colimycine:
S (15 mm)
Temocilline:
R (6 mm)
Ofloxacine/Levofloxacine:
R (17 mm)
Amoxy-clavulaanzuur:
R (6mm)
Amikacine:
S (25 mm)
Piperacilline/Tazobactam:
R (6 mm)
Cefotaxime/ceftriaxone:
S (21 mm)
Ceftazidime:
S (24 mm)
Meropenem:
S (22 mm)
CPE-detectie 1. Disk diffusie meropenem
EUCAST breekpunten: S ≥ 22 mm (99% Enterobacteriaceae 31-35 mm) R < 16 mm
2. E-test meropenem
3. Fenotypische bevestiging: Hodge test 4. Genotypische bevestiging: Referentielaboratorium
S ≤ 2 mg/ml R > 8 mg/ml
Hodge test • Principe Omnigevoelige E. coli (ATCC 25922) groeit door in de inhibitiezone van carbapenemschijfje waar het carbapanemase van het testorganisme diffundeert
• Problemen - Vals positief resultaat bij ESBL en/of AmpC met porineprobleem - Vals negatief bij VIM en NDM metallo-b-lactamasen (Ambler klasse B) en te klein inoculum
Testorganismen B en D zijn positief; A en C zijn negatief
• Bruikbaarheid Goed voor detectie van KPC en OXA-48 (95-100 % gevoeligheid) Birgy et al. J Clin Microbiol 2012; 50: 1295.DOI:10.1128/JCM.06131-11
Casus 5 • Verdacht voor CPE, type OXA-48 Actie! • Isolatie • Antibioticabeleid
Casus 5: antibioticabeleid • Multidisciplinair overleg • Kolonisaties niet behandelen • Gevoeligheid aan bijkomende antibiotica wordt pro-actief uitgetest • Stam wordt doorgestuurd naar het referentielab ter moleculaire bevestiging/uitsluiting
Casus 5
OXA48
Casus 1: antibioticabeleid
• Multidisciplinair overleg • Kolonisaties niet behandelen • Gevoeligheid aan bijkomende antibiotica wordt pro-actief uitgetest
6. Multidisciplinair overleg • Infectiologen, klinisch apothekers en microbiologen • • • •
Dagelijks overlegmoment Wekelijkse items Wekelijks overleg met hematoloog Bij noodzaak overleg met pediaterinfectioloog of andere collega’s met infectievragen Yeo et al, Antimicrobial resistance and infection control 2013
6. Multidisciplinair overleg
Infectiebeleid en laboratorium: take home messages • Communicatie • Structurele overlegmomenten, eventueel met vaste items • Kennis • Gezamenlijk doel
Farmaceutische aspecten die colistine therapie beïnvloeden
Isabel Spriet, UZ Leuven VZA 07 01 2014
Many thanks to • J. Wauters, UZ Leuven, Belgium • J. Verhaegen, UZ Leuven, Belgium • R. Nation, Monash University, Australia • J. Li, Monash University, Australia • L. Friberg, Uppsala Univeristy, Sweden • M. Paul, Tel Aviv University, Israel • P. Dickens, Forest Laboratories Benelux
Inhoud • •
• • • • • • •
Inleiding CMS vs. colistine: – wat dienen we toe? – samenstelling van en twijfels bij verschillende ‘merken’ – labeling en publicaties: grote verwarring Colistine - hoe werkt het en hoe onstaat resistentie? Farmacodynamiek Farmacokinetiek en optimalisatie dosering Toxiciteit Plaats voor TDM? Aandachtspunten bij toediening Toekomstperspectieven
Inleiding (1) - Bad bugs, no drugs - 3 ‘superbugs’ op de IDSA hit list: - P. aeruginosa - A. baumanii (USA, Azië, Midden Oosten) - K. pneumonia - Toename in ESBL/CPE (India, UK, cases in Brussel/St Niklaas) - Geen nieuwe antibiotica in de pipeline
POLYMYXINES (colistine en polymyxine B) 50 jaar oude antibiotica… geen vereisten qua drug development procedure, PK, ….
Inleiding (2) - Polymyxines in de wereld
Polymyxines – groep van 5 producten (A, B, C, D, E) Polymyxine B: enkel gebruik in Singapore, Brazilië, sommige delen USA Polymycine E (= colistine): wereldwijd gebruik
Inleiding (3) - ‘Herontdekking’ en ontwikkeling van colistine • • •
•
Gelanceerd in 1959 ‘Verdwenen’ in jaren ‘80 naar aanleiding van fatale nefrotoxiciteit en beschikbaarheid minder toxische alternatieven Hergebruik sinds 2003-2005, getriggerd door MDR pathogenen – vooral bij CF en ICU patiënten – vooral bij VAP/sepsis – intraveneus / aerosol (CF) Gebruik in UZ Leuven: ± 70 ICU patiënten per jaar op IV colistine Klinisch gebruik: J. Wauters Veel aandacht en financiële ondersteuning (NIH, NIAID) voor ‘herontwikkeling’ – Roger Nation en Jian Li (Monash University) - zowel preklinisch als klinische studies – Lena Friberg (Uppsala) – populatiekinetiek – William Couet (Poitiers) - klinische studies
Inleiding (3) - ‘Herontdekking’ en ontwikkeling van colistine
Doelstelling: - Consensusmeeting - Recent onderzoek voorgesteld door experts - Consensus bereiken ivm: -
-
Dosering/laaddosis Klinisch gebruik (combinatietherapie) TDM Gevoeligheidsbepaling Nefrotoxiciteit Toekomstig onderzoek
Consensustekst wordt binnenkort gepubliceerd
Inleiding (3) - ‘Herontdekking’ en ontwikkeling van colistine
CMS vs. colistine (1) – wat dienen we toe? •
Polymyxines – Groep van 5 actieve producten: A, B, C,D, E – Enkel polymyxine B (B1,B2) en E (E1, E2) commercieel beschikbaar – Colistine = polymyxine E, is een multicomponent mengsel van zowel E1 (=colistine A) en E2 (colistine B) – Polycation bij fysiologische pH (zie werking) – Farmacopee: exacte samenstelling van multicomponent mengsel niet goed beschreven, ratio colistine A/B verschilt van lot tot lot of van merk tot merk
CMS vs. colistine (1) – wat dienen we toe? – Colistine wordt toegediend als prodrug, nl. CMS – CMS is minder acuut toxisch – CMS = colistine methaansulfonaat=colistimethaat=colistinesulfomethaat= sulfomehtylcolistine – 5 amines zijn gesulfomethyleerd = penta-methaansulfonaatvorm – CMS = poly-anion bij fysiologische pH – Farmacopee: niet beschreven of alle 5 aminozuren gesulfomethyleerd moeten zijn
CMS vs. colistine (1) – wat dienen we toe?
– Conversie van CMS tot colistine via spontane hydrolyse in waterig milieu – Gebeurt in water, bloed, plasma, urine – Gebeurt traag, sulfomethylgroepen hydrolyseren één voor één, in bloed circuleert CMS, colistine en intermediairen – Gebeurt ook in stalen bloed/urine/plasma, en groeimedia labo – Implicaties: • • • •
Omzetting naar actief colistine is kritisch voor werking PK/PD studies: kritisch omgaan met stalen (zie verder) Gevoeligheidsbepaling labo: gebruik van actief colistine(sulfaat) voor MIC bepaling Publicaties: duidelijke vermelding of men spreekt over CMS vs. colistine
CMS vs. colistine (1) – wat dienen we toe? – CMS: geen antimicrobiële activiteit – Colistine A en B: antimicrobiële activiteit
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde? • •
• • • •
CMS is een complexe prodrug (met 5 te derivatiseren amines) Niet duidelijk of alle 5 amines gederivatiseerd zijn (geen duidelijke farmacopee eisen) Conversie naar colistine lijkt simpel… … maar is tamelijk ingewikkeld…. Er zijn 25 (32) mogelijke verschillende intermediaire componenten Werking en effectiviteit wordt bepaald door de conversiesnelheid naar colistine, en is dus is afhankelijk van de samenstelling, de ‘compleetheid van derivatisatie’
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde? • • •
4 brands beschikbaar (X-Gen, Atlantic, Paddock en Forest) In België (Europa) enkel ‘Colistineb’ van Forest (Colobreathe voor inhalatie, binnenkort Colinject voor IV toediening) Geen “klassieke generieken” met klassieke eis naar bio-equivalentie – –
Klassieke bio-equivalentie moeilijk gezien prodrug en spontane conversie naar colistine Equivalentie wordt in vitro microbiologisch aangetoond op basis van antimicrobiële activiteit
Elementaire analyse (C, H, N, S, O) – –
Gelijkaardig voor alle merken Duidelijk niet volledig gederivatiseerd: gemeten atomaire massa komt niet overeen met theoretische te verwachten massa voor complete ‘penta-sulfomethylatie’ He et al. JAC 2013
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde? Resultaat van RP-HPLC
- Gelijkaardig voor 3 merken, Atlantic afwijkend - Meerdere piekjes wijzen op andere vormen ‘CMS’ dan exclusief penta-sulfomethyl CMS He et al. JAC 2013
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde? PK studie: • 4 CMS ‘merken’ IV toegediend aan ratten • bepaling plasmaconcentratie tijdscurve CMS en gevormd colistine
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde?
• • • •
Duidelijk lagere AUC voor gevormd colistine voor Paddock en Forest product Wellicht door meer gederivatiseerd CMS in Paddock en Forest product Onduidelijk welke implicaties dit heeft voor klinische praktijk, en naar vergelijking publicaties toe – in België/Europa enkel Forest product beschikbaar Aanwezigheid Prato – schrijvers Farmacopee: gevolgen?
CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde?
CMS vs. colistine (3) – over welke dosis spreken we? • Equivalentie van de verschillende producten gestandaardiseerd op basis van activiteit van colistine (CBA = colistin base activity) gegenereerd in vitro uit CMS gedurende de microbiologische standaardisatie procedure • Flacons gelabeld in mg CBA (USA) of in international units CMS (IU) (Europa)
Omrekening: 1 MIU = 80 mg CMS Na = 30 mg CBA of 12500 IU/mg CMS
CMS vs. colistine (3) – over welke dosis spreken we?
1 MIU = 80 mg CMS Na = 30 mg CBA Factor 2,7 verschil in mg! Bij voorschrijven in mg moet duidelijk gespecifieerd worden waarover het gaat!
CMS vs. colistine (3) – over welke dosis spreken we? •
Extra verwarring: mg colistine base activity (CBA) komt niet overeen met mg colistine base!
400 mg CMS komt chemisch gezien overeen met 267 mg colistine base en microbiologisch gezien overeen met 150 mg colistine base activiteit
Bevat deze vial… • 100 mg CMS? • 100 mg colistine base? • 100 mg CBA?
of gewoon …. 150 mg ‘antibioticum’ ☺
•
Sommige publicaties • Starten met vermelding van toediening van aantal IU in methods, met vermelding van omrekening naar mg CBA • Bespreken resultaten in mg CMS, met verkeerde omrekening naar mg CBA • Conclusies …. waardeloos! • FDA warning – fataal incident!
Hoe werkt colistine … • •
•
•
•
polycation bindt elektrostatisch/hydrofobisch aan anionische LPS op buitenmembraan van Gramkiemen Ca2+ en Mg2+ worden verplaatst van fosfaatgroepen van membraanlipiden (lipid A): bacterial killing ook de cytoplasmatische membraan wordt aangetast door colistine door opening van de bacteriele membraan kunnen andere antibiotica zoals rifampicine, meropenem, …beter werken (synergisme) – zie verder Joost
… en via hetzelfde mechanisme ontstaat resistentie
•
• • • • •
Resistentie ontstaat door wijzigingen in lipid A (vermindering netto negatieve lading), waardoor geen elektrostatische interactie meer ontstaat Ook LPS verlies of inkapseling van buitenste membraan werd gedocumenteerd Resistentie rates zijn laag Toename in resistentie vooral bij K. pneumoniae. Kruisresistentie tussen poly B en colistine Resistentie duidelijk gelinkt aan suboptimale dosering – In China geen poly B of colistine beschikbaar – National surveillance 2010 – 129 chinese ziekenhuizen: • Gevoeligheid: P. aeruginosa (4925 stammen) en A. baumanii (3490 stammen) gevoelig aan poly B 96,4% en 97,2 %
Farmacodynamiek •
•
Excellente in vitro activiteit Spp.
MIC90
CLSI breekpunt gevoeligheid
CLSI breekpunt resistentie
Acinetobacter spp.
2
2
2
K. pneumoniae
2
2
2
E. coli
1
2
2
P. aeruginosa
2
2
8
PK/PD parameter – Dosisfractionneringsstudies in muismodellen met dij- en longinfecties – fAUC/MIC best correlerende parameter, quasi geen PAE – Langdurige voldoende blootstelling is belangrijk! – fAUC/MIC grootte orde nog niet goed gekend • Ergens tussen 25-50? • Zie verder Dudhani et al AAC 2010 Bergen et al., Curr Opin Pharmacol 2011 Bergen et al., Curr Opin Infect Dis 2012 Bergen et al., Diagn Microbiol Infect. Dis 2012
Farmacokinetiek (1) - bepalingsmethode
• Tot 2003-2005: gehaltebepaling via microbiologische assay – Lange incubatieduur bij 37°C – Sterk verdund – Conversie CMS colistine gaat gewoon door tijdens gehaltebepaling – Overschatting colistineconcentratie • Alle PK studies (inclusief PK in bijsluiter) gedaan met microbiologische methode zijn waardeloos • Pas in 2005 ontwikkeling en validatie van HPLC-UV en LCMS/MS met scheiding CMS en colistine, en veel snellere doorlooptijd
Farmacokinetiek (2) – 3 recente belangrijke grote PK studies • Tot 2009 – case reports en kleine studies • Na 2009 – gebruik van standaarddoseringen (3 x 2 MIU/dag), PK gevolgd door populatiekinetiek met analyse van covariaten – Plachouras (AAC 2009) – 18 ptn, met klaringen tussen 41 – 126 ml/min – Garonzik (AAC 2011) – 105 ptn met klaringen tussen 3 en 169 ml/min, waarvan 16 op RRT – NIH gesponsorde studie (nog niet gepubliceerd) – 228 ptn met klaringen tussen 6 en 171 ml/min, waarvan 66 op RRT
Farmacokinetiek (3) – partiële opheldering van de klaring
70%
20%
<1%
10% Onduidelijk wat ‘other clearance’ is Rol van de lever? Enzymen? Interacties?
Farmacokinetiek (4) – Belang van ladingsdosis
Vermijdt onderbehandeling tijdens de eerste 48-72u
• oplaad
Vermijdt ontstaan van resistentie tijdens de eerste 48-72u Vd correleert goed met lichaamsgewicht Plachouras, AAC 2009
Farmacokinetiek (5) – klassieke dosering van 3 x 2 MIU bereikt gewenste spiegel niet (NIH studie)
Lange t1/2 Toedienings frequentie speelt niet zo’n grote rol Cfr ook AUC/MIC PKPD target
Farmacokinetiek (6): doseringsschema UZ Leuven CrCl (ml/min)
Dag 1 (= eerste 24u)
Vanaf dag 2
> 50 ml/min
Ladingdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 4 x 2 MIU Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 3 x 2 MIU Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 2 x 2 MIU Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 1 x 2 MIU
4 x 2 MIU
30-50 ml/min
10-30 ml/min
< 10 ml/min
3 x 2 MIU
2 x 2 MIU
1 x 2 MIU
Farmacokinetiek (6): doseringsschema UZ Leuven
CrCl (ml/min)
Dag 1 (= eerste 24u)
Vanaf dag 2
IHD
Ladingdosis: 9 MIU (<50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 1 x 2 MIU Ladingsdosis: 9 MIU (<50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 4 x 2 MIU Ladingdosis: 9 MIU (<50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 4 x 2 MIU
1 x 2 MIU (non-IHD) 1 x 3 MIU (IHD)
CVVH
> 120 ml/min
4 x 2 MIU op te drijven naar 12 MIU/dag 4 x 2 MIU op te drijven tot 12 MIU/dag
Toxiciteit (1): nefrotoxiciteit - mechanisme CMS sterk renaal geklaard, gefilterd en tubulair gesecreteerd Colistine wordt gefilterd maar bijna volledig tubulair gereabsorbeerd Colistine leidt tot oxidatieve stress door vrijzetting van vrije zuurstofradicalen uit tubulaire mitochondria te stimuleren Leidt uiteindelijk tot renale cel apoptose en nierdysfunctie (Partieel)reversibel wanneer colistine wordt stopgezet … maar geen alternatieve therapie beschikbaar… stopzetten vaak onmogelijk Mechanisme vergelijkbaar met dat van vancomycine, cisplatinum en gentamicine
Toxiciteit (2): nefrotoxiciteit - incidentie Oude studies rapporteren incidentie 45-55% Nieuwere studies rapporteren incidentie 1030% Verschil mogelijk te verklaren: - meer gezuiverde colistine - gebruik van minder toxische CMS ipv toxische colistine - meer adequate dosisaanpassingen - betere zorg/ondersteuning op ICU Nieuwste studies gebruiken RIFLE criteria - zeer streng en zeer gevoelig - recent opnieuw hogere incidenties gerapporteerd
N
AKI (RIFLE)
Pogue, CID 2011
126
43%
Hartzell, CID 2009
66
45%
Sorli, BMC Inf 2013
102
26-49%
Toxiciteit (3): nefrotoxiciteit - risicofactoren
• Dose dependent • Time dependent • Partially reversible
Toxiciteit (4): nefrotoxiciteit - risicofactoren •
Obesitas (BMI > 31.5)
– Patiënten behandeld op actual bodyweight! – Indien ideaal gewicht << actual gewicht: behandelen op ideaal gewicht! •
Hyperklaren? – Meer filtratie colistine, meer tubulaire reabsorptie, meer schade – Zie NIH studie: suggereert hele hoge dosering bij hyperklaren – Geen literatuur – Na te kijken op eigen ICU
Gauthier T et al AAC 2012
Toxiciteit (5): ascorbinezuur als protectie
• • • •
•
Studie in ratten Behandeld met placebo, colistine, colistine + lage dosis vit C, colistine + hoge dosis vit C Opvolging nierschade: histologisch, serum creatinine en NAG (specifieke marker voor tubulaire schade) Ratten behandeld met hoge dosis vitamine C: significant minder nierschade Klinische studie is lopende (2 armen, ICU, colistine vs colistine + 2 x 2g vit C per dag), opvolging adhv RIFLE criteria
Toxiciteit (5): neurotoxiciteit • Rate: 0-7%, reversibel • Dosisafhankelijk, komt voor in beginfase van therapie • Dizziness, weakness, facial and peripheral paresthesia, vertigo, confusion, ataxianeuromuscular blockade, acute respiratory failure and apnea
Patient met MDR E. coli Behandeld met combinatietherapie Dosis CMS: 3*3 MIU/d Gegeneraliseerde epilepsie Creat 1,2 mg/dL, CrCl 50 ml/min Voorspelde Css,avg: 3 mg/mL Gemeten concentratie: 8,1 mg/L Verklaard door niet gekende afname in klaring van colistine Falagas, CCM 2006 Spaepen, J Infection 2011
Plaats voor TDM? •
Argumenten pro TDM – – – – – – – –
•
target concentratie gekend: Css,avg van 2 mg/L dosering in specifieke groepen nog niet goed gekend grote variabiliteit gerapporteerd (zie Garonzik, zie NIH studie) oorzaken variabiliteit (nog) niet gekend – non renal clearance nog niet gekend (toch de lever) potentiële geneesmiddeleninteracties (nog) niet gekend nauwe TT marge: toxiciteit gerapporteerd bij spiegels > 6 mg/L, potentieel fataal gebruikt als laatste lijn in zeer kwetsbare populatie TDM mogelijk ook benefit op ontstaan resistentie
•
Argumenten contra TDM – (nog) geen studies die benefit op outcome of vermijden resistentie aantonen – kostprijs – aandachtspunten bij staalname en handling
Aandachtspunten bij staalname en handling • • • • •
snelle verwerking van stalen (conversie naar colistine gaat door!) invriezen bij -80 °C en analyseren binnen 4 maand, bij invriezen bij -20°C slechts 1 maand stabiel (conversie wordt aanzienlijk na 1 maand) colistine is amfifiel (polycation, maar ook vetzuurketen) en plakt aan glas en labmateriaal – opgelet met waterige stalen (albumine toevoegen, Tween 80 toevoegen) enkel gebruik LC-MS/MS of HPLC-UV in labo ULB (F Cotton – ondersteuning door Forest) Couet W et al. CMI 2011 Dhudani et al. JAC 2010
Aandachtspunten bij toediening
Gelyofiliseerd poeder
Opgelost met 2 mL WFI 7 dagen stabiel bij 4 en 25°C
Conversie temperatuur en concentratie-afhankelijk Snelle hydrolyse wanneer hoge temperatuur en sterk gedilueerd
Verdund in 100 mL NaCl 0,9% of Glu 5% Snelle vorming CMS, zeker bij kamertemp Advies: meteen todienen, indien niet mogelijk: bewaren bij 4°C
-
Bereiden net voor toediening Geen vials combineren, vandaar keuze voor 4 x 2 MIU ipv 2 x 4,5 MIU
Toekomstperspectieven • • • •
•
Wachten op NIH publicatie Wachten op consensuspaper Prato (na NIH publicatie…) Wachten op ervaring en studies met TDM Verder uitklaren – Non-renal clearance colistine (rol van de lever? Interacties?) – Nefrotoxiciteit? Rol voor TDM? Rol voor vitamine C? Andere cotherapie? Meer data nodig in specifieke subgroepen – – – – –
•
Brandwonden Obesen Hyperklaarders Niervervangende therapie Kinderen
Nieuwe formuleringen op komst …. liposomaal colistine ….
Conclusie • • • •
Bereiden net voor toediening Adequaat opladen Adequate (hoge) onderhoudsdosis Spiegelen bij ‘moeilijke’ patiënten – correcte staalname en handling – enkel door betrouwbare labs
• Vials niet bijhouden • Nog veel niet gekend
CVVH
