Infectiebeleid en laboratorium

Infectiebeleid en laboratorium Capita selecta in de infectiologie Studienamiddag ziekenhuisapothekers Jerina Boelens Microbiologie-ziekenhuishygiëne UZ Gent

Inhoud 1. Commensale flora 2. Staaltypes 3. Correcte staalname 4. Beschikbare laboratoriumtechnieken 5. Gevoeligheidsbepaling 6. Multidisciplinair overleg

1. Commensale flora Richard P. Wenzel: Some experts estimate that the total number of human cells is 10 13 and the total number of colonizing microbes is 10 14. 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

Residente flora 1.2 Huidflora 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 4 0 pre-pre- 1 pre- 2 analytische fase 3 post- 0 4 post-post- 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

Man, 76 jaar Spoedopname Strangurie Casus 1 Frissons en koorts tot 39 C Verder geen klachten Pijnlijke prostaat bij rectaal toucher Klinisch onderzoek verder normaal

Urinesediment 3000 WBC/µL Urinekweek Hemoculturen PBO Casus 1 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

Vrouw, 72 jaar Spoedopname Casus 2 Hoest met witte sputa Geen koorts Dyspnoe Longauscultatie: bilateraal inspiratoire crepitaties met ronchi Klinisch onderzoek verder normaal

Sputumkweek Hemoculturen PBO normaal CRP 31,3 mg/l Casus 2 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,

Identificatie Casus 2 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 Vergroting 10x100 4.1 Microscopie Zonder kleuring: nat preparaat beweeglijkheid Na kleuring: gramkleuring grotere micro-organismen 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.)

Legionella spp. Antigen in urine 4.3 Antigendetectie 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

Vrouw, 27 jaar Dialyse (in Brussel) Casus 5 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: Cotrimoxazol: Fosfomycine: Cefuroxime: Gentamycine: Colimycine: Temocilline: Ofloxacine/Levofloxacine: Amoxy-clavulaanzuur: Amikacine: Piperacilline/Tazobactam: Cefotaxime/ceftriaxone: Ceftazidime: Meropenem: R (6 mm) S (16 mm) S (20 mm) R (13 mm) S (26 mm) S (15 mm) R (6 mm) R (17 mm) R (6mm) S (25 mm) R (6 mm) S (21 mm) S (24 mm) S (22 mm)

1. Disk diffusie EUCAST breekpunten: meropenem CPE-detectie S 22 mm (99% Enterobacteriaceae 31-35 mm) R < 16 mm 2. E-test meropenem S 2 mg/ml R > 8 mg/ml 3. Fenotypische bevestiging: Hodge test 4. Genotypische bevestiging: Referentielaboratorium

Principe Omnigevoelige 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 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 2 5 (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 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 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 30-50 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 3 x 2 MIU 10-30 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 2 x 2 MIU < 10 ml/min Ladingsdosis: 9 MIU (< 50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 1 x 2 MIU 4 x 2 MIU 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 CVVH Ladingsdosis: 9 MIU (<50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 4 x 2 MIU > 120 ml/min Ladingdosis: 9 MIU (<50 kg: 6 MIU) Vanaf 12h: 4 x 2 MIU 1 x 2 MIU (non-ihd) 1 x 3 MIU (IHD) 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 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 N AKI (RIFLE) Pogue, CID 2011 126 43% Hartzell, CID 2009 66 45% Sorli, BMC Inf 2013 102 26-49% Nieuwste studies gebruiken RIFLE criteria - zeer streng en zeer gevoelig - recent opnieuw hogere incidenties gerapporteerd

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