CMS vs. colistine

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