“Capita selecta in de infectiologie” Studienamiddag ... · carbapanemase van het testorganisme...

Infectiebeleid en laboratorium

“Capita selecta in de infectiologie”Studienamiddag ziekenhuisapothekers

Jerina BoelensMicrobiologie-ziekenhuishygiëne UZ Gent

Inhoud

1. Commensale flora2. Staaltypes3. Correcte staalname4. Beschikbare laboratoriumtechnieken4. Beschikbare laboratoriumtechnieken5. Gevoeligheidsbepaling6. 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• 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 normalecommensale flora � bij aseptische afname is elke gevonden kiem significant en belangrijken belangrijk

2.1 Type 1 stalenCerebrospinaal vocht bij kliniek van meningitis• Grampositieve diplococcen Belang: vermoeden S.

pneumoniae• Gramnegatieve diplococcen Belang: vermoeden N.

meningitidisR/ penicillinePreventie van secundaire gevallenVerplichte aangifte bij Toezicht volksgezondheidVerplichte 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 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 hierwisselend• Voorbeelden:

− faeces− faeces− keel (Plaut-Vincent)− vagina (bacteriële vaginose, gisten)− urethraal uitstrijkje(N. gonorroea)

3. Correcte staalname

40

0 pre-pre-1 pre-2 analytische fase3 post-4 post-post-

31

2

40 4 post-post-

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?• 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• 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• 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• WIV sepsisregistratie

– Instellen antibiogram– Identificatie

Casus 2

• Vrouw, 72 jaar• Spoedopname• Hoest met witte sputa• Geen koorts• Geen koorts• Dyspnoe

• Longauscultatie: bilateraal inspiratoirecrepitaties met ronchi

• Klinisch onderzoek verder normaal

Casus 2

• Sputumkweek• Hemoculturen• PBO normaal• CRP 31,3 mg/L• CRP 31,3 mg/L• RX thorax: geen infiltraten

• Tentatieve diagnose: COPD-exacerbatie• Bij koorts: nieuwe hemoculturen en start

Augmentin

Casus 2

• Hemoculturen positiefStaphylococcen

• Klinisch beter, geen koorts meer, geen AB gestart

• Staphylococ: vermoeden contaminatie bij afname

• Geen CVC, geen prothesen,…

Casus 2

• IdentificatieStaphylococcus epidermidis

• Typische “huid”-staphylococ• Klassieke contaminant bij afname• 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)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. •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.Laboratoriumdiagnostiek4.1 Microscopie

Vergroting 10x100

Zonder kleuring: nat preparaat

beweeglijkheid

grotere micro-organismengrotere 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,…– 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 substraatScreeningsbodem

4.2 Kweek: identificatie• Biochemische

systemen• Groot nadeel:

groei nodig en dus (vaak) overnacht incubatieincubatie

4.2 Kweek: identificatie

MALDI-TOF MS:Matrix Assisted Laser Desorption/IonisationTime-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• Spectrum is proteïneprofiel→ Fenotypische techniek

• Universele techniek

• Directe vs indirecte methode

5.2 Kweek Identificatie me t 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• 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• 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

Van Leeuwen et al, JCM 1999

• Snel resultaat• Goede specificiteit (100%) en sensitiviteit (97%)

• Casus: PBP2a-test negatief: AB-gram afgewacht

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 positiefPET 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

Boehme et al, NEJM 2010Helb et al, JCM 2010

RRDR van het rpoB-gen

5. Gevoeligheidsbepaling en resistentieAlexander Flemming

De slordige onderzoeker:

Schimmels uit de lucht besmetten en doodden zijn bacteriën

� Eerste antibiotica: de micro-� Eerste antibiotica: de micro-organismen 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

Diffusie-antibiogram

5. Gevoeligheidsbepaling en resistentie

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)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)

1. Disk diffusie EUCAST breekpunten :

meropenem S ≥ 22 mm (99% Enterobacteriaceae 31-35 mm)

R < 16 mm

2. E-test meropenem S ≤ 2 mg/ml R > 8 mg/ml

CPE-detectie

R > 8 mg/ml

3. Fenotypische bevestiging: Hodge test

4. Genotypische bevestiging: Referentielaboratorium

• PrincipeOmnigevoelige E. coli (ATCC 25922) groeit door in de inhibitiezone van carbapenemschijfje waar het carbapanemase van het testorganisme diffundeert

• Problemen

Hodge test

- 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

• Bruikbaarheid

Testorganismen B en D zijn

positief; A en C zijn negatief

Birgy et al. J Clin Microbiol 2012; 50: 1295.DOI:10.1128/JCM.06131-11

Goed voor detectie van KPC en OXA-4 8 (95-100 % gevoeligheid)

Casus 5

• Verdacht voor CPE, type OXA-48���� Actie!

• Isolatie• Isolatie• Antibioticabeleid

Casus 5: antibioticabeleid

• Multidisciplinair overleg• Kolonisaties niet behandelen• Gevoeligheid aan bijkomende antibiotica

wordt pro-actief uitgetestwordt pro-actief uitgetest• Stam wordt doorgestuurd naar het

referentielab ter moleculaire bevestiging/uitsluiting

OXA48

Casus 5

OXA48

Casus 1: antibioticabeleid

• Multidisciplinair overleg• Kolonisaties niet behandelen• Gevoeligheid aan bijkomende antibiotica

wordt pro-actief uitgetestwordt pro-actief uitgetest

6. Multidisciplinair overleg

• Infectiologen, klinisch apothekers en microbiologen

• Dagelijks overlegmoment• Dagelijks overlegmoment• Wekelijkse items• Wekelijks overleg met hematoloog• Bij noodzaak overleg met pediater-

infectioloog 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, • Structurele overlegmomenten,

eventueel met vaste items• Kennis• Gezamenlijk doel

Farmaceutische aspecten die colistine therapie beïnvloeden

Isabel Spriet, UZ LeuvenVZA 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 USAPolymycine E (= colistine): wereldwijd gebruik

• 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

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 aminesgederivatiseerd 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’

• 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’

CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde?

He et al. JAC 2013

He et al. JAC 2013

- Gelijkaardig voor 3 merken, Atlantic afwijkend- Meerdere piekjes wijzen op andere vormen ‘CMS’ dan exclusief

penta-sulfomethyl CMS

CMS vs. colistine (2) – is alle ‘CMS’ hetzelfde?

Resultaat van RP-HPLC

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 (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 CBAFactor 2,7 verschil in mg!

Bij voorschrijven in mg moet duidelijk gespecifieerd worden waarover het gaat!

• Extra verwarring: mg colistine base activity (CBA) komt niet overeen met mg colistine base!

CMS vs. colistine (3) – over welke dosis spreken we?

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 Gram-kiemen

• 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 bacterielemembraan 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

• 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

Spp. MIC90 CLSI breekpuntgevoeligheid

CLSI breekpunt resistentie

Acinetobacter spp. 2 2 2

K. pneumoniae 2 2 2

E. coli 1 2 2

P. aeruginosa 2 2 8

Dudhani et al AAC 2010Bergen et al., Curr Opin Pharmacol 2011Bergen 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 LC-MS/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%

10%20% <1%

Onduidelijk wat ‘otherclearance’ is

Rol van de lever?Enzymen?Interacties?

Farmacokinetiek (4) – Belang van ladingsdosis

• oplaad

Plachouras, AAC 2009

Vermijdt onderbehandeling tijdens de eerste 48-72u

Vermijdt ontstaan van resistentie tijdens de eerste 48-72u

Vd correleert goed met lichaamsgewicht

Farmacokinetiek (5) – klassieke dosering van 3 x 2 MIU bereikt gewenste spiegel niet (NIH studie)

Lange t1/2

Toedieningsfrequentie 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

4 x 2 MIU

30-50 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU(< 50 kg: 6 MIU)Vanaf 12h: 3 x 2 MIU

3 x 2 MIU

10-30 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU(< 50 kg: 6 MIU)Vanaf 12h: 2 x 2 MIU

2 x 2 MIU

< 10 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU(< 50 kg: 6 MIU)Vanaf 12h: 1 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

1 x 2 MIU (non-IHD)1 x 3 MIU (IHD)

CVVH Ladingsdosis: 9 MIU(<50 kg: 6 MIU)Vanaf 12h: 4 x 2 MIU

4 x 2 MIU op tedrijven naar 12MIU/dag

> 120 ml/min Ladingdosis: 9 MIU(<50 kg: 6 MIU)Vanaf 12h: 4 x 2 MIU

4 x 2 MIU op tedrijven tot 12MIU/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 vr ijzetting 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 10-30%

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%

• Dose dependent• Time dependent• Partially reversible

Toxiciteit (3): 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

Toxiciteit (4): nefrotoxiciteit - risicofactoren

Gauthier T et al AAC 2012

• 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 vi t C per dag), opvolging adhv RIFLE criteria

Toxiciteit (5): ascorbinezuur als protectie

Toxiciteit (5): neurotoxiciteit

• Rate: 0-7%, reversibel• Dosisafhankelijk, komt voor

in beginfase van therapie• Dizziness, weakness, facial

and peripheral paresthesia, vertigo, confusion, ataxia-neuromuscular blockade, acute respiratory failure and apnea

Falagas, CCM 2006Spaepen, J Infection 2011

Patient met MDR E. coliBehandeld met combinatietherapieDosis CMS: 3*3 MIU/dGegeneraliseerde epilepsie

Creat 1,2 mg/dL, CrCl 50 ml/minVoorspelde Css,avg: 3 mg/mL

Gemeten concentratie: 8,1 mg/LVerklaard door niet gekende afname in klaring van colistine

Plaats voor TDM?

Couet W et al. CMI 2011Dhudani et al. JAC 2010

• 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)

Aandachtspunten bij toediening

Gelyofiliseerd poeder Opgelost met 2 mL WFI7 dagen stabiel bij 4 en 25°C

Verdund in 100 mL NaCl 0,9% of Glu 5%Snelle vorming CMS, zeker bij kamertempAdvies: meteen todienen, indien niet mogelijk: bewaren bij 4°C

Conversie temperatuur en concentratie-afhankelijkSnelle hydrolyse wanneer hoge temperatuur en sterk gedilueerd

- 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 co-

therapie?• 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