Pátráme po mikrobech Díl V.
Testování citlivosti mikrobů a jejich faktorů rezistence Ondřej Zahradníček K praktickému cvičení pro VLLM0421c Kontakt na mne:
[email protected]
Obsah této presentace Úvod & pohádka Přehled antimikrobiálních látek MIC, MBC, baktericidní a bakteriostatická antibiotika Mechanismy účinku atb a mechanismy rezistence Epidemiologicky významné typy rezistence Metody testování I: Difusní diskový test Metody testování II: E-test Metody testování III: Mikrodiluční test Metody detekce faktorů resistence + fágová terapie Bonus: Přehled antimikrobiálních látek
Pohádka • Bylo jednou jedno antibiotikum, říkejme mu třeba ampicilin. A to se rozhodlo vyrazit do světa a pomáhat lidem bojovat s mikroby. • Bylo to statečné antibiotikum, odhodlané vyzrát na kaţdého mikroba, který by se naskytl v dohledu. Ale ouha…
Ampicilin potkává mikroby… • První mikrob se jmenoval Proteus mirabilis a opravdu se nechal ampicilinem zničit. Ampicilin to povzbudilo, a tak šel dál • Jenţe potkal mikroba jménem Klebsiella pneumoniae, a to ho vyděsilo. Ampicilin otráveně řekl: Ach jo, na tebe nemám, klebsielo, ty jsi na mě primárně rezistentní, s ním nic nenadělám… no nic, půjdu radši zase dál, a na tebe pošlu nějakého účinnějšího brášku…
Do třetice • Ampicilin potkal mikroba Escherichia coli. To je dobré, řekl si, tu by se mi mohlo podařit zničit. Ale ouha… jak se do ní pustil, vysmekla se mu, utekla a chechtala se: Chi chi, ty si myslíš, ţe na mě vyzraješ, já jsem sice kdysi byla na tebe citlivá, ale mezitím jsem na tebe získala sekundární rezistenci, a tak teď se mnou nic nepořídíš!
Pláč ampicilinův • se rozléhal tkání. Ale přišel k němu mikrobiolog a řekl: neboj, ampiciline, příště to uděláme lépe. Každého mikroba, který by na tebe mohl být citlivý, ale mohl by být i rezistentní, otestujeme, abychom se přesvědčili, jak na tom jsme. A kdyţ nebudeš co platný ty, budeme podle testu vědět, kdo z tvých brášků bude účinný. • I zaradoval se ampicilin, a rozběhl se pomáhat lidem dál.
Poučení z naší pohádky • Některé mikroby jsou na některá antibiotika primárně rezistentní. Nemá ani cenu jejich citlivost na ně testovat, je vţdycky nulová. • Jiné mikroby mohou (ale nemusí) získat sekundární rezistenci. Potom – se buď otestuje citlivost mikroba in vitro na danou antimikrobiální látku – nebo se zjistí, zda příslušný mikrob produkuje určitý faktor, zodpovědný za rezistenci
Přehled antimikrobiálních látek
Moţnosti „boje“ s mikroby • Imunizace – vyuţívá přirozených mechanismů makroorganismu • Dekontaminační metody – hrubé fyzikální a chemické vlivy, působení vně organismu (viz minulé praktikum) • Antimikrobiální látky – jemné, cílené působení uvnitř organismu s cílem maximálního zásahu mikroba a minimálního vlivu na makroorganismus • A také některé další metody, například
použití bakteriofágů (= „biologický boj“)
Druhy antimikrobiálních látek
• Látky působící celkově: – – – – – –
První antibiotikum objevil sir Alexander Fleming
Antiparazitární látky proti parazitům Antimykotika proti kvasinkám a vláknitým houbám Antivirotika proti virům Antituberkulotika proti mykobakteriím Antibiotika proti bakteriím (přírodního původu) Antibakteriální chemoterapeutika také proti bakteriím, ale syntetická
V poslední době se často používá pojem „antibiotika“ i pro antibakteriální chemoterapeutika
• Látky působící lokálně: antiseptika
Ještě dekontaminace, nebo uţ antimikrobiální látka? • Hranice mezi dekontaminačními metodami a antimikrobiálními látkami je neostrá. • Zpravidla se za dekontaminaci ještě povaţuje působení na neporušenou kůži. • Aplikace do rány uţ znamená uţití antimikrobiální látky (antiseptika) • Důsledky i legislativní: dekontaminační prostředky se na rozdíl od antibiotik nepovaţují za léčiva
MIC, MBC, baktericidní a bakteriostatická antibiotika
Působení určitých vlivů na mikroby I
• Při působení vlivu jako je pH má osa působení horní i dolní extrém
• Při působení antimikrobiálních látek (ale také například desinfekčních prostředků) má logický smysl pouze pravá polovina osy
Působení vlivů na mikroby II • Při dekontaminaci trváme na usmrcení mikrobů (mikrobicidní efekt) • Při užití antimikrobiálních látek můţeme počítat se spoluprací pacientovy imunity, proto obvykle stačí i mikrobistatický (inhibiční) účinek • Toto však neplatí u akutních stavů či imunokompromitovaných pacientů, kde se snaţíme o mikrobicidní působení vždy
MIC a MBC MIC – minimální inhibiční koncentrace je pojem, který se u antibiotik pouţívá pro označení meze růstu (mnoţení) mikroba MBC – minimální baktericidní koncentrace se pouţívá pro mez přeţití bakterie. (Mluvíme pro jednoduchost jen o bakteriích. U virů by se pouţil pojem „minimální virucidní“ apod.)
Později se ještě setkáte s pojmy MBIC a MBEC, které se týkají působení na antibiotika v.biofilmu
Primárně baktericidní a primárně bakteriostatická atb
Primárně baktericidní jsou atb, kde MIC a MBC jsou si téměř rovny Primárně bakteriostatická jsou atb, u kterých se vyuţívá hodnoty nad MIC, ale nikoli nad MBC (svou podstatou bakterie jen inhibují) V praxi se snažíme vyvarovat použití bakteriostatických antibiotik u závažných akutních stavů, imunosuprimovaných pacientů apod. Neplatí ovšem striktně –
antibiotika s dobrým průnikem do kostí použijeme u akutní osteomyelitidy navzdory tomu, že jsou bakteriostatická.
Primárně baktericidní a primárně bakteriostatická atb
Mechanismy účinku a mechanismy resistence
• Na buněčnou stěnu (baktericidní) – Betalaktamová antibiotika – Glykopeptidová antibiotika (působí i na proteosyntézu)
BAKTERIOBAKTERIOSTATICKÁ
• Na cytoplasmatickou membránu – polypeptidy (baktericidní) • Na nukleovou kyselinu – chinolony (baktericidní) • Na proteosyntézu: aminoglykosidy (baktericidní); makrolidy, tetracykliny, linkosamidy, amfenikoly (bakteriostatické) • Na metabolismus – sulfonamidy, bakteriostatické Primárně bakteriostatická antibiotika nejsou vhodná k léčbě akutních stavů, pacientů s poruchou imunity a podobně!
BAKTERICIDNÍ
Mechanismy působení antibiotik
Proč je neprobíráme podrobněji • Podrobnosti o jednotlivých skupinách a jejich pouţití se dozvíte na přednášce nebo se je dočtete v učebnici • Přehled antibiotik také naleznete v bonusovém materiálu. • Dále si antibiotika proberete v rámci výuky farmakologie • Můţete si také zapsat předmět „Základy antimikrobiální terapie“ VSAT081 – předmět je jednosemestrální a je povinně volitelný ve 4. nebo 5. ročníku studia
Rezistence mikrobů na antimikrobiální látky • Primární rezistence: všechny kmeny daného druhu jsou rezistentní. Příklad: betalaktamová atb nepůsobí na mykoplasmata, která vůbec nemají stěnu. • Sekundární rezistence: vznikají necitlivé mutanty, a ty při selekčním tlaku antibiotika začnou převaţovat. (Escherichie mohou být citlivé na ampicilin, ale v poslední době výrazně přibývá rezistentních kmenů)
Mechanismy rezistence • • • •
Mikrob zabrání vniknutí antibiotika do buňky Mikrob aktivně vypuzuje atb z buňky Mikrob nabídne antibiotiku falešný receptor Mikrob enzymaticky štěpí antibiotikum (například betalaktamázy štěpí betalaktamová antibiotika)
Znalost příslušného mechanismu nám umožňuje pokusit se na mikroba vyzrát
Inhibitory betalaktamáz – 1
• Působíme-li samotným antibiotikem, je inaktivováno bakteriální betalaktamázou.
Inhibitory betalaktamáz – 2
• Má-li však laktamáza na výběr atraktivnější substrát, zvolí si ho, a antibiotikum pak můţe nerušeně působit.
Příklady antibiotik potencovaných inhibitory betalaktamáz
Z intranetu FN USA
Inhibitory betalaktamáz vţdycky nestačí • Bohuţel, inhibitory betalaktamáz zabírají jen u méně účinných typů betalaktamáz • Existují velmi silné, širokospektré betalaktamázy (viz také dále), u kterých inhibitory nestačí (ani při jejich pouţití není léčba spolehlivě účinná) • Určitý efekt ale lze pozorovat i u těchto betalaktamáz. To se vyuţívá v diagnostice, kdy se pozoruje rozdíl v účinku určitého antibiotika s inhibitorem a bez něj
Epidemiologicky významné typy rezistence
Epidemiologicky významné rezistence – 1 • MRSA – methicilin rezistentní stafylokoky. Nevpouštějí do svých buněk oxacilin ani jiné betalaktamy. Mnohé MRSA jsou rezistentní také na další atb (makrolidy, linkosamidy). Citlivé zůstávají glykopeptidy (vankomycin, teikoplanin). • VISA, VRSA – stafylokoky částečně nebo úplně rezistentní i na glykopeptidy • VRE – vankomycin rezistentní enterokoky. Snadno se šíří – enterokoky má spousta lidí ve střevě
MRSA v Evropě 2008 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/e/ed/EARSS_MRSA_2008.gif
Epidemiologicky významné rezistence – 2 • Producenti ESBL (Extended Spectrum Beta Lactamase). G- bakterie (klebsiely, ale i E. coli aj.) mohou tvořit širokospektré betalaktamázy, kde ani účinek inhibitorů není dostatečný. Účinné bývají jen karbapenemy a někdy některá ne-betalaktamová atb. • Podobné jsou také ampC betalaktamázy. Kromě karbapenemů zde zůstávají citlivé i cefalosporiny 4. generace. • MLS rezistence je sdruţená rezistence na makrolidy a linkosamidy (a steptograminy), u streptokoků a stafylokoků. U S. aureus zatím naštěstí vzácné.
„Antibiotická politika“, atb střediska • Pouţívání širokospektrých antibiotik představuje selekční tlak – přeţívají rezistentní kmeny bakterií • V zemích, kde se antibiotika pouţívají volně, bývají vysoké počty rezistencí na antibiotika • U nás existují „volná antibiotika“, která mohou lékaři předepisovat volně, a „vázaná atb“, jeţ musí schvalovat antibiotické středisko • Atb střediska bývají zřizována při mikrobiologických laboratořích velkých nemocnic. Dělají i poradenskou činnost.
Metody testování I: difusní diskový test
Metody zjišťování citlivosti in vitro • Zjišťování citlivosti in vitro = v laboratoři • Nezaručí stoprocentní účinnost léčby • Přesto vhodné u většiny nálezů kultivovatelných patogenních bakterií V běžných případech kvalitativní testy (citlivý – rezistentní) V indikovaných případech kvantitativní (zjišťujeme MIC). Jde
zpravidla o rizikové kmeny u rizikových pacientů.
Kdyţ „in vitro“ neodpovídá „in vivo“ • U močových infekcí by nás měl zajímat breakpoint odvozený od koncentrací dosaţitelných v moči, nikoli v séru. (U většiny močových infekcí se ovšem MIC nezjišťuje) • U abscesů, procesů v kostech a zejména u meningitid: breakpointy jsou vyjádřením koncentrace atb především v séru; musíme vzít v úvahu, ţe koncentrace v různých místech těla mohou být mnohem niţší • Je také nutno počítat s tím, ţe mikroby mohou existovat ve formě biofilmu – nutno určovat hodnoty např. minimální biofilm eradikující koncentrace
Difúzní diskový test – 1 • Na MH (nebo jiný) agar se štětičkou plošně naočkuje suspenze baktérie • Pak se nanášejí tzv. antibiotické disky – papírky napuštěné antibiotikem • Atb difunduje z disku agarem dál • U standardní Petriho misky se pouţívá zpravidla šest disků, někdy se dává ještě sedmý doprostřed
Jak naočkovat difusní diskový test • Připravte suspenzi bakterie ve fyziologickém roztoku s glukózou • Suspenzi rovnoměrně naneste na misku s MH agarem • Po zaschnutí suspenze rozmístěte opatrně a rovnoměrně po povrchu agaru antibiotické disky
Difúzní diskový test – 2 • Koncentrace atb klesá se vzdáleností od disku (a tedy i jeho schopnost inhibovat) • Pokud mikrob roste aţ k disku, nebo má jen malou zónu, je rezistentní (necitlivý) • Je-li kolem disku dost velká zóna citlivosti (větší neţ stanovená hranice), je citlivý.
Difúzní diskový test učeně – 1
Antibiotikum difunduje z disku, který je jím napuštěn, agarem. Čím dále od disku, tím je menší koncentrace antibiotika. V určitém bodě je koncentrace přibliţně rovna MIC – to znamená, ţe antibiotikum přestává být schopno inhibovat růst dané bakterie.
Difúzní diskový test učeně – 2
Možnost A: Léčebná koncentrace neinhibuje růst mikrobů. Růst mikrobů by inhibovala aţ vyšší koncentrace. Léčebná koncentrace < MIC. Mikrob je rezistentní, ledaţe zvýšíme koncentraci (to ale můţe poškodit pacienta)
Difúzní diskový test učeně – 3
Možnost B: Léčebná koncentrace spolehlivě inhibuje růst mikrobů. Léčebná koncentrace > MIC. Mikrob je citlivý na dané antibiotikum.
Pamatujte si: •V praxi reálně porovnáváme zóny (měříme zónu v milimetrech a porovnáváme s hodnotou referenční zóny •Nepřímo ale vlastně porovnáváme koncentrace: MIC versus léčebná koncentrace (zvaná též breakpoint).
To ale neznamená, že bychom mohli reálně určovat MIC difusním diskovým testem – na to je ten test příliš nepřesný.
Poznámka pro zvídavé: •Ve skutečnosti se zpravidla nepouţívá tzv.
přirozený breakpoint (odvozený z.léčebné koncentrace), nýbrţ jsou zohledněny různé další faktory tak, aby in vivo bylo antibiotikum skutečně účinné a aby byl včas odhalen vznik rezistentní subpopulace kmenů (mikrobiologický breakpoint, klinický breakpoint). Více viz například stránky evropské organizace EUCAST: http://www.eucast.org
Difusní diskový test po lopatě CITLIVÝ REZISTENTNÍ 1 Bakterie se bojí antibiotika. Velká zóna – někdy dokonce tak velká, ţe se ani nedá změřit. 2 Bakterie se nebojí antibiotika, jsou na ně rezistentní. Malá, anebo vůbec ţádná zóna kolem atb disku.
Sestavy antibiotik • Disky se zpravidla pouţívají v určitých daných sestavách. Existují sestavy vhodné spíše pro G+ či spíše při G– mikroby. Lze ovšem vytvořit i sestavy relativně „univerzálních“ antibiotik. Multirezistentní kmeny ovšem jsou často rezistentní i na takováto antibiotika. G+ mikrob G- mikrob Sestava pro G+ většinou citlivé větš. rezistentní Sestava pro Gvětš. rezistentní většinou citlivé Širokospektrá sestava
většinou citlivé
většinou citlivé
Difúzní diskový test v praxi: zóny se změří a porovnají s referenčními www.medmicro.info
Ţádná zóna: Mikrob je rezistentní Zóna je větší neţ hraniční: Mikrob je citlivý
Zóna existuje, ale je menší neţ hraniční: Mikrob je rezistentní
Difúzní diskový test u pigmentovaného mikroba (Pseudomonas aeruginosa)
www.medmicro.info
Někdy jsou příliš velké zóny Jsou-li zóny tak velké, ţe se nedají změřit, tak je neměřte a prostě rovnou napište, ţe kmen je na dané antibiotikum citlivý.
Zeleně jsou vyznačeny teoretické okraje zón – všimněte si, že z.naprosté většiny buď splývají, nebo jsou mimo misku
Foto O. Z.
Metody testování II: E-test
E-testy • Podobné v principu difúznímu diskovému testu • Místo disku se však pouţije proužek • V prouţku stoupající koncentrace atb od jednoho konce ke druhému (získáno díky speciální technologii – proto jsou tak drahé) • Zóna není kruhová, ale vejčitá. • Test je kvantitativní • Na papírku je stupnice – jednoduché odečítání (viz obrázek na další obrazovce)
E-testy – vyhodnocení Hodnota MIC se odečítá přímo na prouţku – v.místě, kde okraj zóny protíná daný prouţek
www.uniklinik-ulm.de
Někde pouţívají speciální velké misky
www.unifesp.b
Metody testování III: mikrodiluční test
Mikrodiluční test • Atb je v řadě důlků v plastové destičce, koncentrace postupně klesá • Nejnižší koncentrace, která inhibuje růst, představuje hodnotu MIC • V přiloţené šabloně je zpravidla označen breakpoint. Je-li MIC niţší neţ breakpoint, je kmen citlivý. Je-li MIC vyšší, je rezistentní • Jedna destička se zpravidla pouţije pro jeden kmen, např. 12 antibiotik, kaţdé v 8 různých koncentracích (přesněji: dvanácté jen v.sedmi,
rohový důlek vpravo nahoře je kontrola růstu)
Jak odečíst mikrodiluční test • Zjistěte a zapište hodnoty MIC pro dvanáct testovaných antibiotik • Zakalený důlek = roste to tam • Nezakalený důlek = neroste to tam • Neroste to tam = je to inhibováno • Nejmenší koncentrace, která inhibuje je minimální inhibiční koncentrace • MIC breakpoint kmen citlivý • MIC > breakpoint kmen rezistentní
Mikrodiluční test – ukázka
Foto O. Z.
Mikrodiluční test – odečítání Někdy se v důlcích mohou objevit bublinky – při odečítání si jich nevšímejte
• Ve sloupcích 1, 3, 4 a 5 je hodnota MIC příliš vysoká neţ aby mohla být změřena. Můţeme ale zapsat „MIC > x“, kde „x“ je koncentrace v horním důlku.
Příklad odečítání E F G H
E
F
G
H
32 16 8 4 2 1
64 32 16 8 4 2
128 64 32 16 8 4
64 32 16 8 4 2
2 1
1 0,5
0,5 1 0,25 0,5
• E: MIC >32, breakpoint =16, závěr: rezistentní • F: MIC = 32, breakpoint = 16, závěr: rezistentní • G: MIC = 8, breakpoint = 32 závěr: citlivý • H: MIC 0,1, breakpoint = 8, závěr: citlivý
Metody detekce faktorů rezistence
Zjišťování faktorů rezistence • Někdy je lépe speciálními metodami zjišťovat přítomnost konkrétních faktorů rezistence, např. betalaktamáz. • Důvody mohou být následující: – testování citlivosti nedává dostatečně spolehlivé výsledky (špatná difuse v difusním testu, antibiotikum nepracuje přímo, ale přes metabolit…) – chceme vědět, zda jde o resistenci určitého konkrétního typu (ESBL, ampC)
Nitrocefinový test pro detekci běţné betalaktamázy • Pouţívá se v situacích, kdy výsledek difusního, ale i mikrodilučního testu, je nejasný • Týká se to zejména • neisserií (nahrazujeme test citlivosti na penicilin) • Moraxella catarrhalis (nahrazujeme ampicilin) • Haemophilus influenzae (nahrazujeme ampicilin)
• V praxi jde o prouţkový test podobný biochemickým identifikačním testům typu oxidázového testu • Dává dobré výsledky jen u čerstvých kmenů, z toho důvodu jej prakticky provádět nebudeme (výsledky nebyly vţdy dobré)
Dvě moţnosti postupu Obrázky z letáku výrobce testu
Vyhodnocení
Obrázky z letáku výrobce testu
Testování produkce širokospektrých betalaktamáz typu ESBL • Širokospektré betalaktamázy jsou horší neţ „běţné“ betalaktamázy (testované nitrocefinovým testem). Důleţitým typem širokospekteré betalaktamázy je „ESBL“ beta-laktamáza. Testujeme ji dvěma způsoby. Principem obou je posílení účinku antibiotika klavulanovou kyselinou. (Efekt tohoto posílení by tu nebyl dostatečný pro léčebné pouţití, ale pro diagnostiku stačí.)
• U „testu dvojité synergie“ (nedělá se v aktuální verzi praktika) si všímáme deformace zóny betalaktamového antibiotika na straně přivrácené k disku s ko-amoxicilinem
• V „CLSI testu“ porovnáváme účinek stejného antibiotika s / bez klavulanové kyseliny
Metoda CLSI Činí-li rozdíl mezi zónami kolem disků cefotaximu bez inhibitoru: cefotaximu s klavulanátem s ním více než pět milimetrů, je kmen povaţován za producenta (širokospektré) betalaktamázy. Totéţ platí pro ceftazidim. Foto O. Z.
Testy produkce dalších typů betalaktamáz • U testování konstitutivní ampC porovnáváme zóny citlivosti čtyř betalaktamů na MH půdě bez oxacilinu a s oxacilinem • Vedle konstitutivní ampC betalaktamázy existuje také indukovaný typ ampC betalaktamázy. Projeví se pouze v případě, ţe bakterie je provokována klavulanovou kyselinou či jiným aktivátorem • V poslední době se objevují nové typy betalaktamáz: metalobetalaktamázy (hlavně u G– nefermentujících) a karbapenemázy (u různých G– bakterií)
„ABCD“ test U tohoto testu ověřujeme přítomnost dvou typů betalaktamáz najednou. Rozdíly mezi jednotlivými antibiotiky jsou typické buď pro betalaktamázu typu ESBL, nebo pro ampC betalaktamázu konstitutivního typu (jak vidíme na obrázku) httpjmm.sgmjournals.orgcontent606715F1.expansion.gif
Screening kmenů MRSA a VRE • Při screeningu kmenů MRSA a VRE (ale i producentů ESBL) se pouţívají speciální screeningové půdy. • Jsou zpravidla chromogenní, specifické pro určitý rod a druh bakterie, a obsahují „inkriminované“ antibiotikum (např. vankomycin u VRE), takţe citlivé kmeny tam nerostou.
MRSA (vlevo) a VRE (vpravo) na svých specifických chromogenních půdách
Fágová terapie • Jak antibiotika ztrácejí účinnost (bakterie jsou rezistentní), dostávají se do zorného pole opět alernativní způsoby léčby. • Je také moţné vyzkoušet účinek fágů či fágového lyzátu (směs bílkovin produkovaných fágem) na kulturu mikrobů (v místě, kde byl aplikován fágový lyzát, bakterie buď rostou, nebo nerostou) • Později (v J14 va P04) vyzkoušíme také účinnost
bakteriofágů na biofilm a jejich vyuţití při takzvané fagotypizaci (zvláštní metoda identifikace bakterií)
Bakteriofágová terapie v praxi Na tomto obrázku vidíte kmen stafylokoka, naočkovaného tak, ţe pokrývá celý povrch média. Avšak fágový lyzát přítomnost inhibičních zón – coţ znamená, ţe kmen je citlivý k danému fágovému lyzátu. Nepřítomnost zón by znamenala, ţe kmen je vůči danému fágu rezistentní.
Konec
Foto O. Z.
Sir Alexander Fleming
• Sir Alexander Fleming (6. srpna 1881 farma Lochfield u Darvelu v hrabství Ayrshire ve Skotsku – 11. března 1955 Londýn) byl http://cs.wikipedia.org/wi ki/Alexander_Fleming skotský lékař známý objevem baktericidních účinků lysozymu, http://nobelprize.org/nobe ale hlavně získáním penicilinu l_prizes/medicine/laureate z plísně Penicillium notatum. s/1945/fleming-bio.html • V roce 1922 učinil Fleming objev s lysozymem, který ve své době neměl příliš velký význam, ale o třicet let později se k němu věda vrátila.V roce 1928 Fleming objevil penicilin, k tomto objevu došlo z části náhodou, Fleming totiţ náhodou našel na staré Petriho misce plíseň usazenou na agaru. Izolovat čistý penicilin se nepodařilo a kdyţ Fleming přednesl tento objev svým mimo laboratorním kolegům nikdo se o něj nezajímal. Izolovat penicilin se podařilo teprve v květnu 1940 oxfordskému chemikovi jménem Ernst Chain s jeho přítelem biochemikem jménem http://cs.wikipedia.org/wiki/Alexander_Fleming Howard Flory.
Test synergismu Na obrázku je pozitivní výsledek – zóna je širší na levé straně (tedy straně přivrácené ke ko-amoxicilinu)
Příklad pozitivního výsledku Důleţitá je modře ohraničená oblast
Foto O. Z.
Bonusový materiál: Přehled antimikrobiálních látek • Toto je pouze stručný přehled nejdůleţitějších antibiotik, nikoli záruka, ţe to bude stačit ke zkoušce Fotografie, u kterých není uveden zdroj, pocházejí z AISLP na intranetu FN USA v Brně
Betalaktamová antibiotika • Mají ve struktuře tzv. betalaktamový kruh • Působení na buněčnou stěnu • Jsou baktericidní, působí však jen na rostoucí bakterie, které si budují stěnu • Jsou téměř netoxické (lidské buňky stěnu nemají), ale mohou alergizovat • Patří sem: – – – –
Peniciliny (deriváty kyseliny penicilanové) Cefalosporiny (deriváty kys. cefalosporanové) Monobaktamy Karbapenemy
Různé formy „klasického“ (Flemingova) penicilinu • Parenterální (injekční) formy – Benzylpenicilin (G-penicilin), nitroţilní. Lékem volby u řady infekcí (viz dále). – Prokain-benzylpenicilin, nitrosvalový. Hůře se drţí plasmatická dávka – nepomůţe ani zvýšení dávky – Benzatin-benzylpenicilin, nitrosvalový. Měl by se pouţívat pouze na streptokoky a treponemata
• Perorální (ústy podávané) formy – Fenoxymetylpenicilin (V-penicilin). Lékem volby u angíny, v sekvenční léčbě* po G-penicilinu aj. – Penamecilin *Sekvenční léčba je postup, kde se začne injekčním antibiotikem a pokračuje se perorálním.
Perorální peniciliny – V penicilin…
… a penamecilin
Kde je G-penicilin lékem volby (jen pro ilustraci!)
• Meningitida a sepse způsobená meningokoky, pneumokoky a streptokoky. • Pneumokoková pneumonie. • Endokarditida způsobená viridujícími streptokoky. • Těţké streptokokové a klostridiové infekce měkkých tkání. • Anaerobní infekce vyvolané nesporulujícími anaeroby (s výjimkou Bacteroides fragilis), např. aspirační pneumonie a plicní absces. • Aktinomykóza. Podle Konsensu používání • Neuroborrelióza. antibiotik • Anthrax, diphtherie, červenka. subkomise pro • Neurosyfilis, kongenitální syfilis. antibiotickou politiku ČLS JEP
Depotní formy penicilinu
(po podání se dlouho udrţuje v organismu určitá hladina)
Depotní formy penicilinu pro dlouhodobou léčbu
Protistafylokokové peniciliny
Spektrum rozšířené o stafylokoky, ale ne o jiné bakterie • Methicilin – uţívá se v některých jiných zemích. Pro nás je významný tím, ţe figuruje ve zkratce MRSA (u nás by byla příhodnější zkratka ORSA – oxacilin rezistentní S. aureus) • Oxacilin – indikován pouze u stafylokokových infekcí a u smíšených infekcí stafylokokovostreptokokových a stafylokokovopneumokokových. Zato v případě stafylokoků by se měl pouţívat u nealergických pacientů striktně, nenahrazovat makrolidy, na které velice vzrůstá počet rezistencí
Ampicilin a amoxicilin • Rozšíření účinku na některé gramnegativní bakterie, enterokoky a další bakterie • Ampicilin je uţitečný hlavně v injekční formě, perorální se příliš nedoporučuje (místo něj raději amoxicilin) • Amoxicilin je doporučován k léčbě zánětů středního ucha a přínosních dutin. (Zde nemá smysl vyšetřovat např. výtěr z nosu či ucha a je lépe rovnou zahájit léčbu.)
Problém: betalaktamázy
• Řada bakterií produkuje různé typy betalaktamáz, ať uţ primárně (tj. vţdycky) nebo sekundárně (tj. jen některé kmeny). V takovém případě např. amoxicilin nemusí být účinný. • Moţným řešením je spolu s antibiotikem podat tzv. inhibitor betalaktamázy, který zajistí účinnost amoxicilinu (či jiného antibiotika) i za těchto okolností (vizte téţ pojednání v hlavní části prezentace prezentace)
Ko-ampicilin a ko-amoxicilin • Ko-ampicilin je označení ampicilinu se sulbaktamem, známé např. pod firemním názvem Unasyn • Ko-amoxicilin je označení amoxicilinu s kyselinou klavulanovou, známé např. jako Augmentin, Amoksiklav apod. • Neměly by se pouţívat tam, kde stačí např. samotný amoxicilin, povzbuzují bakterie k tvorbě betalaktamáz. U rezistentních bakterií jsou ale uţitečné.
Piperacilin a tikarcilin • Oproti předcházejícím mají širší spektrum zejména na gramnegativní nefermentující tyčinky (například pseudomonády). • Nejsou však účinné proti enterobakteriím, které produkují betalaktamázy • Lékem volby jsou právě u pseudomonádových infekcí a infekcí dalšími gramnegativními nefermentujícími tyčinkami • Pouţívají se také kombinace s inhibitory betalaktamázy, podobně jako u ampicilinu či
amoxicilinu. • (Piperacilin je v současnosti dostupný jen v kombinaci s inhibitorem betalaktamázy, ačkoli k léčbě by byl užitečný i samotný)
Cefalosporiny 1 • Jsou částečně příbuzné penicilinům • Zkřížené alergie peniciliny × cefalosporiny méně časté neţ např. mezi peniciliny navzájem. V případě nutnosti lze při alergii na peniciliny za kontroly stavu pouţít cefalosporiny a naopak • Některé rezistence jsou společné, jiné se týkají pouze penicilinů, pouze cefalosporinů, nebo pouze některých preparátů • Většinou se oproti penicilinům více vylučují močí, hodí se proto lépe u cystitid (včetně stafylokokových, místo oxacilinu)
Cefalosporiny 2 • Všechny enterokoky a listerie jsou rezistentní na všechny cefalosporiny – přitom peniciliny jsou na tyto bakterie účinné (klasický penicilin jen částečně) • Někdy se zvlášť vyčleňují tzv. cefamyciny – sem patří cefoxitin, popř. cefotetan. Vyznačují se lepším působením na anaerobní bakterie. • Cefamyciny se používají i v diagnostice, např. při ověření kmene MRSA, jde-li o skutečný kmen MRSA, nebo jen kmen s hyperprodukcí stafylokokové betalaktamázy
Cefalosporiny 3
• I. generace: účinné zejména na G+ bakterie, ale i na některé enterobakterie. • II. generace: lepší účinnost na G- bakterie, ale některé (enterobaktery, serratie, Proteus vulgaris aj.) jsou na I. i II. generaci primárně rezistentní • III. generace: mnohem lepší účinnost na enterobakterie a u některých (opravdu jen u některých, např. u ceftazidimu) i na Gnefermentující tyčinky včetně pseudomonád. Bohuţel jsou výraznými selektory betalaktamáz! • IV. generace: účinnost i na producenty některých betalaktamáz (tzv. ampC), obecně ještě lepší na Gbakterie
Cefalosporiny – ukázky 1. a 2. generace
3. generace
„Nové betalaktamy“
• Monobaktamy – nejvýznamnějším zástupcem je aztreonam (AZACTAM). Neúčinkují na G+. • Karbapenemy – imipenem (TIENAM) a meropenem (MERONEM) – na pseudomonády a producenty širokospektrých betalaktamáz (na ty se pouţívá také ertapenem – INVANZ)
Glykopeptidová antibiotika • Působí také především na syntézu buněčné stěny (ale nejen); nejsou příbuzná s betalaktamy. Jsou vhodná pouze k léčbě infekcí vyvolaných G+ bakteriemi. • Pouţívají se jako rezervní, např. u methicilin rezistentních stafylokoků (MRSA), některých enterokoků a podobně • Patří sem vankomycin (EDICIN) a méně toxický, ale draţší teikoplanin (TARGOCID)
NN
Polypeptidová antibiotika
N NN
• Působí na cytoplasmatickou membránu • Jsou vysoce toxická: ototoxická, nefrotoxická • Polymyxin B se pouţívá jen lokálně (např. součást ušních kapek Otosporin) • Polymyxin E – kolistin se ve výjimečných případech uţívá celkově • Působí i na nerostoucí bakterie • Rezistentní jsou všechny grampozitivní bakterie a všechny protey, providencie, morganelly a serratie
• • • •
Chinolonová chemoterapeutika I
Působí na nukleové kyseliny (inhibice gyrázy) Od 2. generace jsou baktericidní Nepodávat do 15 let (růstové chrupavky) I. generace (kyselina oxolinová) a II. generace (norfloxacin – NOLICIN) jen pro močové infekce • Hodně pouţívaná III. generace – ofloxacin (TARIVID), ciprofloxacin (CIPLOX), pefloxacin (ABAKTAL) – i pro systémové infekce
Aminoglykosidy • Působí baktericidně v úvodu proteosyntézy • Jsou ototoxické a nefrotoxické • Synergie s betalaktamy – sníţení toxicity • Streptomycin uţ jen antituberkulotikum. Uţívá se gentamicin, netilmicin, amikacin • Neomycin s bacitracinem = framykoin (neomycin je příliš toxický, proto jen lokálně) Uţ ve starých dílech „Nemocnice na kraji města“ se léčí „gentlemanovýma kouličkama“… vlastně gentamicinovými kuličkami
Ukázky aminoglykosidů
Makrolidy, linkosamidy, tetracykliny, amfenikoly • Působí na proteosynézu, avšak nikoli na její počáteční fázi. Všechny jsou bakteriostatické • Makrolidy a linkosamidy jsou vhodné jen pro grampozitivní bakterie (aţ na výjimky, jako jsou hemofily a některé G- anaeroby) • Tetracykliny a amfenikoly mají široké spektrum • Tetracykliny a amfenikoly patří k starším antibiotikům, dnes se pro toxicitu uţívají spíše méně. Naopak makrolidy se dnes aţ nadužívají.
Makrolidy (a azalidy) • I. generace: erythromycin, v praxi se uţívá dnes uţ poměrně málo. • II. generace: roxithromycin (RULID); josamycin (WILPRAFEN) a spiramycin se příliš nepouţívají • III. generace: klarithromycin (KLACID), azithromycin (SUMAMED, AZITROX). Azithromycin se někdy vyčleňuje do zvláštní skupiny tzv. azalidů. Od ostatních se liší lepším intracelulárním průnikem a dlouhodobým účinkem
Tetracyklinová antibiotika • Poměrně široké spektrum, ale mohou být sekundární rezistence • Nesmějí se podávat do deseti let (vývoj zubů) • Pouţívají se dnes méně neţ dříve, ale občas jsou stále nenahraditelné (u některých atypických pneumonií, některých gynekologických infekcí apod.) • Spíše neţ klasický tetracyklin se dnes pouţívá doxycyklin (Deoxymykoin). In vitro se ale testuje citlivost na tetracyklin a vztahuje se na doxycyklin. • Vzdáleně příbuzná jsou nová glycylcyklinová antibiotika. Preparát tigecyklin (TYGACIL) je širokospektrý a představuje šanci u rezistentních kmenů.
Linkosamidy • Pouţívá se linkomycin (LINCOCIN) a klindamycin (DALACIN C) • Rezervní antibiotika určená zejména pro pouţití v ortopedii a chirurgii • Velmi dobrý účinek na většinu anaerobů • Výjimkou je Clostridium difficile – riziko pseudomembranosní enterokolitidy
Chloramfenikol (amfenikoly) • Široké spektrum a nepříbuznost s jinými antibiotiky je jeho výhodou • Má vynikající průnik do likvoru • Avšak: je výrazně hematotoxický (ovlivnění krvetvorby) • V humánní klinické praxi se pouţívá pouze chloramfenikol, ostatní amfenikoly se pouţívaly ve veterinární medicíně • Zůstává jako rezerva, kdyby jiné moţnosti selhávaly
Makrolidy a tetracykliny: kdy ano, kdy ne • U onemocnění způsobených mykoplasmaty, chlamydiemi, helikobakterem, brucellou apod. jsou lékem volby. (Mykoplasmata nemají buněčnou stěnu betalaktamová antibiotika na ně neplatí • U angíny či zánětu středního ucha pouze tam, kde je pacient alergický na lék volby (penicilin, amoxicilin)
Ukázky makrolidů a linkosamidů
Tetracykliny a amfenikoly – ukázky
Analoga kyseliny listové • Nejběţnější je sulfametoxazol v kombinaci s pyrimidinovým chemoterapeutikem trimetoprimem – ko-trimoxazol – BISEPTOL… • Bakteriostatický, horší průnik do některých tkání, ale poměrně dobrý průnik do mozkomíšního moku • Běţně se pouţívá k léčbě močových infekcí, ale lze jej pouţít i k léčbě některých respiračních infekcí
Nitrofurantoin (a nifurantel) • Působí na metabolismus cukrů. Je bakteriostatický. Mají poměrně široké spektrum • Nitrofurantoin se uţívá na močové infekce. Podezíral se ze závaţných neţádoucích účinků na gastrointestinální trakt, ty se však jiţ v současnosti nepovaţují za tak závaţné. • Nifuratel se pouţívá lokálně, hlavně v gynekologii, buď samotný (MACMIROR) nebo v kombinaci s antimykotikem (MACMIROR KOMPLEX, kombinace s nystatinem)
Nitroimidazoly • Působí na syntézu nukleových kyselin u anaerobních bakterií. Kromě nich ale působí také na prvoky (T. vaginalis, E. histolytica) • Pouţívá se metronidazol (ENTIZOL, EFLORAN a ornidazol (AVRAZOR, TIBERAL). Nejčastěji se vyuţívají v léčbě gynekologických nebo střevních infekcí • Některá se kombinují s antimykotiky, např. KLION je směs metronidazolu s antimykotikem – Mikonazolem. Pouţívá se v gynekologii.
Ukázky ko-trimoxazolu a nitroimidazolů
Nová antibiotika • Linezolid (ZYVOXID) je antibiotikum z nové skupiny oxazolidinových antibiotik. Inhibuje proteosyntézu. Pouţívá se proti G+ mikrobům tam, kde nechceme pouţít glykopeptidy, případně u rezistence na ně (vankomycin rezistentní enterokoky – viz dále)
• Quinupristin+dalfopristin (SYNERCID) je kombinovaný přípravek streptograminových antibiotik se širokým spektrem účinku • Tigecyklin (TYGACIL) je glycylcyklinové antibiotikum, o kterém jiţ byla řeč • Fidaxomicin (DIFICLIR) je nové nadějné makrocyklické antibiotikum vhodné zejména pro léčbu infekcí Clostridium difficile
Antivirotika (virostatika) • Pouţívají se jen u závažných virových infekcí, běţné se léčí symptomaticky • U velkého mnoţství virů ani neexistuje adekvátní antivirotická léčba • V praxi se zatím nepoužívá in vitro testování citlivosti virů na antivirotika • Léčba se proto opírá spíše o zkušenosti ze změn účinnosti jednotlivých preparátů • Zpravidla mají smysl jen je-li infekce zachycena v inkubační době nebo ve fázi prodromů, ne jiţ u rozvinuté infekce (např. herpesvirové)
Přehled antivirotik (kromě antiretrovirotik) HSV (1 a 2), VZV
aciklovir
p. o., i. v., lokálně
HSV, VZV, EBV
valaciklovir
p. o.
CMV
valaganciklovir
p. o.
HSV1, HSV2
trifuridin
p. o.
CMV, HBV, HSV
ganciklovir
i. v.
RSV, chřipka a jiné
foskarnet
i. v.
chřipka A
ribavirin
i. v., p. o., aerosol
hepatitida B
adefovir dipivoxil
p. o.
HPV
podofylotoxin
lokálně
HPV, VZV, HBV
interferony
i. v.
chřipka
amantadin, zanamivir, oseltamivir
p. o.
Léky účinné proti herpesvirům • • • •
Pouţívají se lokálně i celkově Působí proti replikaci virů Dávkují se po osmi až dvanácti hodinách Pro léčbu pásového oparu je u acikloviru doporučeno použít parenterální formu • Pro léčbu infekcí CMV se uţívá ganciklovir, valaganciklovir, cidofovir a foskarnet. Jsou účinnější, ale bohuţel i toxičtější. Při oparu lokalizovaném na rtu lze údajně téţ pouţít extrakt z.meduňky (Mellisa officinalis), který obsahuje např. kyselinu rozmarýnovou. Extrakt má být účinný především v počátečních stádiích onemocnění. (Nalezeno na internetu, bez záruky)
Herpes simplex: léčba
Shora: famciklovir, valaciklovir, acyklovir opt.pacificu.edu/ce/catalog/14382-AS/Herpes.html
Léky účinné proti chřipce • Pouţívají se u oslabených osob • Na rozdíl od očkování je nelze použít k primární prevenci, některé však lze pouţít k profylaxi • Starší: amantadin a rimantadin, ztrácejí účinnost (proti klasické chřipce). Brání průniku a začlenění viru do buňky • Oseltamivir a zanamivir jsou modernější a účinnější preparáty, k pouţití i proti některým ze současných pandemických kmenů. Jsou to inhibitory neuraminidázy • Dávkují se po 12–24 hodinách. Léčbu je třeba zahájit co nejdříve
Přehled antiretrovirotik Inhibitory proteáz Nukleosidové a nukleotidové inhibitory RT
sakinavir, indinavir, ritonavir, nelfinavir zidovudin, didanosin, stavudin, zalcitabin, lamivudin, abakavir, tenofovir, emtricitabin
Kombinace předchozích
tamivudin + zidovudin tenofovir + emtricitabin
Nenukleosidové inhibitory RT
nevirapin, efavirenz
Další antivirotika • Interferony se pouţívají v léčbě papilomavirových infekcí, hepatitid, VZV aj. Účinek je komplexní.ů • Podofylotoxin se pouţívá lokálně proti papilomavirovým condylomata accuminata • Z dalších se pouţívá vidarabin, iododeoxyuridin a mnoho dalších • Rozvoj antivirotik je očekáván ttp://depts.washington.edu/nnptc/online_training/std_hand book/gallery/pages/rectalcondyloma.html
Antimykotika • Antimykotika jsou léky na houby. • Lokální antimykotika se pouţívají u nekomplikovaných koţních a slizničních mykotických infekcí • Celková léčba je nutná u systémových mykóz, ale i u opakujících se nebo komplikovaných mykóz koţních a slizničních (například vaginálních)
Polyenová antimykotika: amfotericin B • Amfotericin B je účinné, ale velmi toxické (nefrotoxické) antimykotikum. • Nepůsobí příliš na dermatofyty, ale na kvasinky má dobrou účinnost i při rezistenci na azolová antimykotika. Působí i na aspergily (= kropidláky) a mucory (= plíseň hlavičková). Navzdory toxicitě zůstává lékem volby u závaţných infekcí
Polyenová antimykotika: ambisom • Ambisom je liposomální derivát amfotericinu B • Spektrum účinnosti je zachováno, přičemţ výskyt neţádoucích projevů je niţší (asi pětinásobně niţší toxicita) • Z klinického pohledu: aplikace nevyţaduje několikahodinové infúze, ale jen asi 40 min • Jde ovšem bohuţel o velmi nákladný preparát
Polyenová antimykotika: ostatní • Nystatin účinkuje zejména na kandidy a pouţívá se s výhodou k eliminaci střevního rezervoáru kandidové infekce • Natamycin má podobné zaměření. Při pouţití vaginálních globulí se projevuje jeho současný antitrichomonádový efekt • Ani tyto preparáty neúčinkují na dermatofyty
Imidazolová antimykotika • Lokálně i celkově podávané preparáty, na rozdíl od většiny jiných se pouţívají i perorálně • Inhibice syntézy ergosterolu v membráně • Minimální nežádoucí účinky • Hodí se k léčbě kožních a slizničních, nikoli však systémových mykóz • Patří sem mikonazol a ketokonazol, a dále pouze lokální klotrimazol, ekonazol, bifonazol, oxikonazol a fentikonazol
Triazolová antimykotika • Jsou účinnější než imidazoly, ani ne tak spektrem účinku, ale spíše biologickým poločasem, dávkováním apod. • Lze je pouţít i k léčbě systémových mykóz • Patří sem itrakonazol, flukonazol a nový vorikonazol • Flukonazol je dobře snášen a je účinný, avšak Candida crusei je primárně rezistentní • Itrakonazol je lékem volby u bronchopulmonární aspergilózy. Pouţívá se perorálně.
Analoga nukleotidů • Flucytosin (5-fluorocytozin) se v buňce houby mění na cytostatikum, kdeţto člověk ho příliš nemetabolisuje • Nedoporučuje se podávat ho samotný, spíše v kombinaci s amfotericinem B. • U dětí lze monoterapii pouţít u kandidózy močových cest.
Caspofungin a anidulafungin • Caspofungin (CANCIDAS) a nový anidulafungin (ECALTA) jsou echinokandidová antimykotikum k.léčbě invazivní kandidózy a aspergilózy • Jsou to rezervní antimykotika • Nebývají na ně rezistence
Terbinafin a naftifin • Jsou to novější látky k léčbě dermatomykóz
Jodid draselný
• Opomíjená lokální terapie některých kandidóz
Antiparazitární látky • Antiparazitární látky je souhrnný název pro látky působící proti parazitům • Ve skutečnosti je tato skupina různorodá tak, jako jsou různorodí paraziti sami • In vitro citlivost se u parazitů netestuje • Chemoprofylaxe malárie – snad jediný případ, kdy se antimikrobiální látka pouţívá dlouhodobě k profylaxi • Dělí se na antiprotozoika, anthelmintika a látky proti vnějším parazitům
Kontrolní otázky 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Jaký je hlavní rozdíl mezi působením desinfekce a působením antibiotik? Jaký typ léků se pouţívá k léčbě mykóz? Jaký typ léků se pouţívá k léčbě (těţkých) viróz? Jaký typ léků se pouţívá k léčbě tuberkulózy? Jak se nazývají lokální antiinfektiva? Co znamená pojem "breakpoint"? Které skupiny antibiotik patřící mezi betalaktamová antibiotika? U které skupiny antibiotik jsou hodnoty MIC a MBC téměř totoţné? Co znamenají zkratky ESBL, MRSA, VRE a MLS(B)? Které typy testů citlivosti na antibiotika jsou kvantitativní? Co je to, kdyţ se řekne „ampC“? Která je nadějná alternativa antibiotické terapie?
