Původní práce. Aktivita ceftarolinu in vitro vůči izolátům vyvolávajícím komplikované infekce kůže a měkkých tkání v České republice v roce 2012

Transkript

1 Aktivita ceftarolinu in vitro vůči izolátům vyvolávajícím komplikované infekce kůže a měkkých tkání v České republice v roce 12 MUDr. Helena Žemličková, Ph.D. Národní referenční laboratoř pro antibiotika, Státní zdravotní ústav Praha Spolupracovníci: MUDr. Václava Adámková, Antibiotické středisko VFN Praha; MUDr. Markyta Bártová, Antibiotické středisko Fakultní Thomayerovy nemocnice, Praha; MUDr. Nataša Bartoníková, Antibiotické středisko Nemocnice Tomáše Bati, Zlín; MUDr. Eva Bendová, CSc., Antibiotické středisko FNKV, Praha; MUDr. Tamara Bergerová, Oddělení bakteriologie FN Plzeň; MUDr. Markéta Hanslianová, Oddělení klinické mikrobiologie FN Brno; MUDr. Magdalena Horníková, Antibiotické středisko Nemocnice České Budějovice; MUDr. Blanka Horová, Antibiotické středisko Nemocnice na Bulovce, Praha; RNDr. Eva Chmelařová, Antibiotické středisko, Zdravotní ústav Ostrava; prof. MUDr. Milan Kolář, Ph.D., Antibiotické středisko FN Olomouc; MUDr. Vojtěch Hanulík, Antibiotické středisko FN Olomouc; MUDr. Otakar Nyč, Ph.D., Antibiotické středisko FN Motol, Praha; MUDr. Vladimír Petkov, Oddělení klinické mikrobiologie IKEM, Praha; MUDr. Lenka Ryšková, Antibiotické středisko FN Hradec Králové; MUDr. Marta Štolbová, Oddělení klinické mikrobiologie Masarykovy nemocnice Ústí nad Labem; MUDr. Renata Tejkalová, Antibiotické středisko FN U sv. Anny Brno Souhrn Žemličková H. Aktivita ceftarolinu in vitro vůči izolátům vyvolávajícím komplikované infekce kůže a měkkých tkání v České republice v roce 12. Remedia 12; 22: Ceftarolin fosamil je cefalosporinové antibiotikum s aktivitou vůči grampozitivním i gramnegativním mikrobům. Účinnost tohoto antibiotika byla sledována v 15 laboratořích České republiky u 921 izolátů vyvolávajících infekce kůže a měkkých tkání. Hodnoty minimální inhibiční koncentrace (MIC) byly stanoveny pomocí E-testu. Ceftarolin vykazoval velmi dobrou účinnost (MIC /9,25 mg/l) vůči kmenům Staphylococcus aureus citlivým k oxacilinu/meticilinu (n = 339) i vůči 118 kmenům rezistentním k oxacilinu/meticilinu (MIC,5 mg/l; MIC 9 1 mg/l). Excelentní aktivita byla zjištěna také vůči betahemolytickým streptokokům (Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae a Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis). Kmeny enterobakterií (n = 3) byly inhibovány koncentrací,5 mg/l, výjimku tvořilo několik izolátů druhu Klebsiella pneumoniae (n = 2) a Citrobacter freundii (n = 3), jejichž hodnoty MIC se pohybovaly v rozmezí 1 16 mg/l. Tyto výsledky potvrzují dobrou aktivitu ceftarolinu in vitro vůči mikrobům vyvolávajícím infekce kůže a měkkých tkání v České republice. Klíčová slova: ceftarolin fosamil antibiotická citlivost komplikované bakteriální infekce kůže a měkkých tkání. Summary Zemlickova H. Ceftarolin in vitro activity against isolates causing complicated skin and soft tissue infections in the Czech Republic in 12. Remedia 12; 22: Ceftaroline fosamil is a cephalosporin antibiotic active against gram-positive and gram-negative microbes. In 15 laboratories in the Czech Republic, the efficacy of this antibiotic was monitored in 921 isolates causing infections of the skin and soft tissues. Minimum inhibitory concentrations (MICs) were determined using E-test. Ceftaroline showed a very good performance (MIC /9.25 mg/l) against strains of Staphylococcus aureus sensitive to oxacillin/methicillin (n = 339) and against 118 strains resistant to oxacillin/methicillin (MIC.5 mg/l; MIC 9 1 mg/l). Excellent activity against beta-hemolytic streptococci (Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae and Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis) was found as well. Strains of enterobacteria (n = 3) were inhibited by concentrations of.5 mg/l. The only exceptions were several isolates of Klebsiella pneumoniae (n = 2) and Citrobacter freundii (n = 3). Their MIC values were in the range of 1 16 mg/l. These results confirm the good in vitro activity of cetrafoline against microbes causing infections of the skin and soft tissues in the Czech Republic. Key words: ceftaroline fosamil antibiotic susceptibility complicated bacterial skin and skin structure infections. Úvod Ceftarolin fosamil, respektive jeho aktivní metabolit ceftarolin, je cefalosporinové antibiotikum určené k parenterálnímu podání pro léčbu akutních bakteriálních infekcí kůže a měkkých tkání a komunitní bakteriální pneumonie [1 3]. Ceftarolin je účinný vůči grampozitivním bakteriím včetně kmenů Staphylococcus aureus rezistentních k oxacilinu/meticilinu (MRSA) i vůči gramnegativním bakteriím z čeledi Enterobacteriaceae (vyjma kmenů produkujících širokospektrou betalaktamázu ESBL, AmpC betalaktamázu a karbapenemázu) [3 5]. 358

2 Obdobně jako je tomu u dalších betalaktamových antibiotik, je antibakteriální aktivita ceftarolinu zprostředkována vazbou na esenciální PBP (penicillin-binding proteins) a následnou inhibicí syntézy buněčné stěny mikroba. Unikátní vlastností ceftarolinu je jeho afinita k PBP2a proteinům, jejichž syntéza je řízena meca genem a které jsou typické pro kmeny MRSA [3, 5]. Klinické studie zaměřené na sledování terapeutického efektu ceftarolinu pro léčbu akutních bakteriálních infekcí kůže a měkkých tkání (acute bacterial skin and skin structure infections, ABSSSI) a komunitní bakteriální pneumonie (community-acquired bacterial pneumonia, CABP) potvrdily srovnatelnou klinickou účinnost tohoto antibiotika s použitými komparátory (vankomycin + aztreonam v případě léčby ABSSSI a ceftriaxon v léčbě CABP) vůči těmto infekcím způsobeným grampozitivními i gramnegativními původci [6 8]. Na základě výsledků klinických studií zaregistroval v říjnu americký úřad Food and Drug Administration (FDA) ceftarolin fosamil pro léčbu ABSSSI způsobených citlivými izoláty mikroorganismů Staphylococcus aureus (včetně MRSA), Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae a Klebsiella oxytoca a pro léčbu CABP vyvolanou Streptococcus pneumoniae (včetně bakteriemické formy pneumonie), Staphylococcus aureus (pouze kmeny citlivé k oxacilinu/meticilinu), Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca a Escherichia coli [1]. European Medicines Agency (EMA) schválila v září 12 ceftarolin fosamil pro nitrožilní léčbu komplikovaných infekcí kůže a měkkých tkání a komunitní pneumonie u dospělých pacientů [2]. Tab. 1 Kritéria pro intepretaci výsledků MIC ceftarolinu Tab. 2 Kritéria pro intepretaci výsledků MIC ceftarolinu u druhů, kde není hranice citlivosti definována (Kritéria specifikována pouze pro účely studie) interpretační kritéria citlivý intermediární rezistentní Streptococcus dysgalactiae,32 Enterobacteriaceae (Morganella morganii, Enterobacter cloacae, Citrobacter koseri, Citrobacter freundii, Proteus mirabilis) interpretační kritéria citlivý intermediární rezistentní Staphylococcus aureus 1 Streptococcus pyogenes,16 Streptococcus agalactiae,32 Enterobacteriaceae (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca) podle [1] FDA, 12,5 1 2,5 1 2 inzerce 359

3 Tab. 3 Vyšetřované bakterie a jejich původ hnis krev stěr z rány celkem Citrobacter freundii Citrobacter koseri Enterobacter cloacae Escherichia coli Klebsiella oxytoca Klebsiella pneumoniae Morganella morganii 4 16 Proteus mirabilis Streptococcus agalactiae MRSA MSSA Streptococcus dysgalactiae Streptococcus pyogenes celkový součet MSSA Staphylococcus aureus citlivý k oxacilinu/meticilinu; MRSA Staphylococcus aureus rezistentní k oxacilinu/meticilinu obvykle v nemocnicích terciárního typu napříč celou Českou republikou vyšetřována citlivost k ceftarolinu u požadovaných druhů bakterií a tyto údaje byly spolu s informací o původu izolátu zaznamenávány do protokolu. Bakterie Vyšetřovaný soubor zahrnoval bakteriální izoláty vyvolávající komplikované infekce kůže a měkkých tkání získané z krve, ze stěru z rány nebo hnisu. Každá laboratoř měla shromáždit celkem 63 izolátů zahrnujících kmenů Staphylococcus aureus (z toho MRSA); 5 kmenů Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae a Klebsiella oxytoca, 2 kmeny Citrobacter freundii, Citrobacter koseri, Proteus mirabilis, Morganella morganii a Enterobacter cloacae; 3 kmeny Streptococcus pyogenes a Streptococcus agalactiae a po třech kmenech Streptococcus dysgalactiae. Opakované izoláty kmenů stejného druhu od jednoho pacienta byly vyloučeny, dále byly vyloučeny kmeny Enterobacteriaceae produkující širokospektrou betalaktamázu (ESBL). Všechny kmeny C. freundii, C. koseri a S. dysgalactiae izolované v laboratořích byly zaslány do Národní referenční laboratoře pro antibiotika (NRL/ATB) k ověření identifikace a k vyšetření minimální inhibiční koncentrace (MIC) ceftarolinu. K retestaci byly NRL/ATB dále vyžadovány kmeny, které se jevily jako necitlivé k ceftarolinu při primárním testování v lokální laboratoři. Tab. 4 Účinnost ceftarolinu in vitro u 921 vyšetřovaných kmenů grampozitivních a gramnegativních bakterií počet kmenů (n= 921) MIC (mg/l) rozmezí MIC MIC MIC 9 Citrobacter freundii 16,125 16,,125 2 Enterobacter cloacae 37,64,5,125,25 Escherichia coli 113,16,5,64,25 Klebsiella oxytoca 45,16,5,125,25 Klebsiella pneumoniae 59,16 1,125,5 Morganella morganii,16,25,64,125 Proteus mirabilis,32,5,125,25 MRSA 118,125 1,5 1 MSSA 339,16,5,25,25 Streptococcus agalactiae 53,2,32,16,16 Streptococcus dysgalactiae 22,4,16,8,8 Streptococcus pyogenes 49 <,2,16,4,8 ; MSSA Staphylococcus aureus citlivý k oxacilinu/meticilinu; MRSA Staphylococcus aureus rezistentní k oxacilinu/meticilinu V této práci jsou předloženy výsledky vyšetření účinnosti ceftarolinu in vitro v souboru klinicky relevantních recentních izolátů bakterií z rodu Streptococcus, Staphylococcus a čeledi Enterobacteriaceae (Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Morganella a Proteus), které byly získány v 15 laboratořích České republiky. Materiál a metody Laboratoře V průběhu jednoho měsíce (od do ) byla v 15 mikrobiologických laboratořích lokalizovaných Vyšetřování citlivosti MIC ceftarolinu u vyšetřovaného souboru kmenů byly stanoveny E-testem podle pokynů výrobce [9]. Hranice citlivosti (breakpointy, BP) pro interpretaci výsledků citlivosti jsou uvedeny v tab. 1 a tab. 2. Kontrola kvality vyšetření citlivosti Kvalita vyšetření MIC byla ověřována kontrolními kmeny se známou citlivostí k ceftarolinu. Přípustné rozmezí MIC ceftarolinu u Staphylococcus aureus CNCTC 54 (ATCC 25213) je,125,5 mg/l, u Escherichia coli CNCTC 5276 (ATCC 29922),32,125 mg/l a u Streptococcus pneumoniae CNCTC 43 (ATCC 49619),8,32 mg/l [1]. Výsledky Zúčastněné laboratoře shromáždily celkem 926 kmenů, pro další analýzu byl ze souboru vyřazen druh C. koseri, kde se podařilo v průběhu studie shromáždit pouze 5 kmenů tohoto druhu. Druhové zastoupení a původ kmenů uvádí tab. 3. Účinnost ceftarolinu u vyšetřovaného souboru bakterií je v tab. 4 prezentována jako rozmezí MIC, MIC (koncentrace, které inhibují %, respektive 9 % kmenů). Výsledky MIC vyšetřené E-testem, který obsahuje další hodnoty MIC oproti klasické geometrické řadě používané ve standardní diluční metodě stanovení MIC, byly pro vyhodnocení zaokrouhleny na vyšší hodnotu v případě, že se naměřená hodnota pohybovala v rozmezí dvojnásobné geometrické řady. Výsledky u grampozitivních bakterií (S. aureus, S. pyogenes, S. agalactiae, S. dysgalactiae subsp. equisimilis) Nejvyšší hodnota MIC ceftarolinu vůči kmenům S. aureus bez ohledu na citlivost k oxacilinu/meticilinu byla 1 mg/l, graf 1. Hodnoty MIC byly u kmenů S. aureus citlivých k oxacilinu/meticilinu (MSSA) identické 3

4 (,25 mg/l). U kmenů MRSA byly hodnoty MIC oproti MSSA vyšší (MIC,5 mg/l, MIC 9 1 mg/l). Ceftarolin vykazoval rovněž velmi dobrou aktivitu vůči betahemolytickým streptokokům (S. pyogenes, S. agalactiae a S. dysgalactiae subsp. equisimilis), graf 2. Nejvyšší hodnot byla zjištěna u betahemolytických streptokoků skupiny B (S. agalactiae),16 mg/l, avšak i tato hodnota je o řád nižší než BP doporučený pro tento druh. Výsledky u gramnegativních bakterií (E. coli, K. pneumoniae, K. oxytoca, P. mirabilis, E. cloacae, M. morganii, C. freundii) Nejnižší hodnoty MIC byly zjištěny u druhu M. morganii, následoval druh E. coli, který byl také v souboru vyšetřovaných Enterobacteriaceae nejpočetněji zastoupen (n = 113). Vyšší hodnoty MIC 9 byly nalezeny u K. pneumoniae (,5 mg/l) a C. freundii (2 mg/l). Pouze u těchto dvou druhů se také vyskytly kmeny s intermediární citlivostí k ceftarolinu (MIC = 1 mg/l; C. freundii, n = 1; K. pneumoniae, n = 2) a kmeny rezistentní (MIC 2 mg/l; C. freundii, n = 2), graf 3. U všech necitlivých kmenů (n = 5) byla fenotypovými testy ověřena produkce ESBL a AmpC betalaktamázy. Zatímco příčinou rezistence u kmenů C. freundii byla dereprimovaná produkce AmpC betalaktamázy, u kmenů K. pneumoniae nebyla zjištěna přítomnost uvedených typů betalaktamáz. Celkově bylo do NRL/ATB zasláno 9 kmenů (P. mirabilis, n = 5, K. pneumoniae, n = 2, K. oxytoca, n = 1 a E. cloacae, n = 1), které byly lokálními laboratořemi označeny jako hraničně citlivé nebo rezistentní. Pouze u jediného kmene K. pneumoniae byla v NRL/ATB potvrzena intermediární citlivost k ceftarolinu (MIC 1 mg/l). Vyšší hodnoty MIC naměřené spolupracujícími laboratořemi byly zřejmě zapříčiněny nestandardním inokulem nebo prodloužením inkubační doby. Diskuse Ceftarolin je širokospektré cefalosporinové antibiotikum s aktivitou vůči řadě grampozitivních i gramnegativních bakterií. Zatímco indikace použití tohoto antibiotika schválené FDA se omezují jen na několik mikrobiálních druhů, které dominovaly jako původci infekcí ve studiích, kde byla potvrzena klinická účinnost ceftarolinu, u dalších studií aktivity ceftarolinu in vitro byl demonstrován efekt tohoto antibiotika i na další druhy bakterií (S. dysgalactiae, C. koseri, C. freundii, E. cloacae, E. aerogenes, M. morganii, P. mirabilis a koaguláza-negativní stafylokoky). Ty se u nozologických jednotek, pro které byl ceftarolin registrován, také uplatňují a představují tak případný další potenciál tohoto antibiotika [1, 5,, 11]. Vzhledem k dlouhodobě příznivému stavu rezistence nejčastějších bakteriálních původců komunitních pneumonií k lékům volby (penicilin, amoxicilin) v ČR byla tato práce zaměřena na sledování účinnosti ceftarolinu vůči mikrobiálním druhům, které se uplatňují u infekcí kůže a měkkých tkání [12]. Výsledky této studie prokázaly aktuálně dobrou účinnost tohoto antibiotika v ČR, necitlivé kmeny se vyskytly jen velmi vzácně (,5 %). Dobrá aktivita ceftarolinu vůči MRSA byla potvrzena i v této práci, žádný z testovaných izolátů neměl MIC vyšší než 1 mg/l. Jak vyplývá z výsledků multicentrické studie zaměřené na testování účinnosti ceftarolinu in vitro v zemích Evropy a Středního východu v letech 8 9, aktivita ceftarolinu vůči MRSA může být patrně ovlivněna i klonálním typem izolátu []. Molekulární,16,32,64,125,25,5 1 Graf 1 Distribuce minimálních inhibičních koncentrací ceftarolinu u stafylokoků. ; MSSA Staphylococcus aureus citlivý k oxacilinu/meticilinu; MRSA Staphylococcus aureus rezistentní k oxacilinu/ meticilinu <,2,2,4,8,16,32 Graf 2 Distribuce minimálních inhibičních koncentrací ceftarolinu u betahemolytických streptokoků. 9 MSSA (n = 339) MRSA (n = 118) S. agalactiae (n = 53) S. dysgalactiae (n = 22) S. pyogenes (n = 49) E. coli (n = 113) C. freundii (n = 16) K. oxytoca (n = 45) K. pneumonii (n = 59) M. morganii (n = ) P. mirabilis (n = ) E. cloacae (n = 37),16,32,64,125,25, Graf 3 Distribuce minimálních inhibičních koncentrací ceftarolinu u enterobakterií. 361

5 analýza 53 izolátů MRSA s MIC ceftarolinu 2 mg/l rozdělila tento soubor do 4 klonálních skupin, z nichž dominoval tzv. Brazilský klon (sekvenační typ ST 239). Tento typ MRSA, rozšířený zejména v. letech a náležející mezi typické nemocniční MRSA, se nyní v ČR prakticky nevyskytuje. Příznivá situace ohledně velmi dobré citlivosti MRSA zjištěné v této studii může tedy souviset i s faktem, že v ČR převládá klon MRSA náležející ke klonálnímu komplexu ST 5, u kterého nebyla rezistence k ceftarolinu zatím detekována [, 13]. Naprostá většina kmenů vyšetřovaných enterobakterií měla nízké hodnoty MIC ceftarolinu. Obdobně jako cefalosporiny 3. generace není ani ceftarolin účinný u kmenů produkujících ESBL a u izolátů Enterobacteriaceae s dereprimovanou produkcí AmpC betalaktamázy [1, 11]. Kmeny s intermediární citlivostí byly zaznamenány u druhů K. pneumoniae a C. freundii, rezistentní izoláty pouze u druhu C. freundii. Zatímco příčinou necitlivosti ceftarolinu u kmenů C. freundii byla právě přítomnost AmpC betalaktamázy, u druhu K. pneumoniae nebyl mechanismus rezistence prokázán. Příčinou může být tzv. inokulový efekt, který u kmenů E. coli a P. mirabilis produkujících klasické betalaktamázy typu TEM nebo SHV a u kmenů K. pneumoniae rezistentních k piperacilinu vede k elevaci MIC ceftarolinu, a to i při použití standardního inokula. U kmenů E. coli a P. mirabilis citlivých k ampicilinu a kmenů K. pneumoniae citlivých k piperacilinu je tento efekt méně výrazný, ale může se rovněž vyskytnout. To zřejmě souvisí se skutečností, že samotný inokulový efekt je dán nejen přítomností enzymu, ale i množstvím produkované betalaktamázy [11]. Výsledky testování ceftarolinu u reprezentativního souboru kmenů potvrdily velmi dobrou účinnost tohoto nového cefalosporinového antibiotika vůči grampozitivním i gramnegativním izolátům bakterií vyvolávajících infekce kůže a měkkých tkání v podmínkách ČR. Poděkování Děkujeme společnosti AstraZeneca s.r.o. za poskytnutí E-testů a substance pro projekt testování nového antibiotika in vitro. Literatura [1] FDA.gov. Maryland: Teflaro label and approval history. [Updated daily, cited Nov ]. Přístupné na: drugsatfda-docs/label/11/237s11bl.pdf. Navštíveno 3. září 12. [2] EMA.europa.eu: Assessment report Zinforo ceftaroline fosamil. [21 June 12]. Dostupné na: en_gb/document_library/epar_-_public_assessment_report/ human/2252/wc pdf. Navštíveno 26. září 12. [3] Ishikawa T, Matsunaga N, Tawada H, et al. TAK-599, a novel N-phosphono type prodrug of anti-mrsa cephalosporin T-91825: synthesis, physicochemical and pharmacological properties. Bioorg Med Chem 3; 11: [4] Sader HS, Fritsche TR, Kaniga K, et al. Antimicrobial activity and spectrum of PPI-93M (T-91825), a novel cephalosporin, tested against a worldwide collection of clinical strains. Antimicrob Agents Chemother 5; 49: [5] Iizawa Y, Nagai J, Ishikawa T, et al. In vitro antimicrobial activity of T-91825, a novel anti-mrsa cephalosporin, and in vivo anti-mrsa activity of its prodrug, TAK-599. J Infect Chemother 4; : [6] Talbot GH, Thye D, Das A, Ge Y. Phase 2 study of ceftaroline versus standard therapy in treatment of complicated skin and skin structure infections. Antimicrob Agents Chemother 7; 51: [7] Corey GR, Wilcox M, Talbot GH, et al. Integrated analysis of CANVAS 1 and 2: phase 3 multicenter, randomized, double-blind studies to evaluate the safety and efficacy of ceftaroline versus vancomycin plus aztreonam in complicated skin and skin-structure infections. Clin Infect Dis ; 51: [8] File TM Jr, Low DE, Eckburg PB, et al. Integrated analysis of FOCUS1 and FOCUS 2: randomized, double-blinded, multicenter phase 3 trials of the efficacy and safety of ceftaroline fosamil versus ceftriaxone in patients with community-acquired pneumonia. Clin Infect Dis ; 51: [9] E-test application guide. Dostupné na com/wcm/techlib/techlib/documents/doclink/supplementary_ Inserts/9491-9/Supplementary_Inserts_-_16273_- _B_-_en_-_EAG_-_Etest_Application_Guide.pdf [] Morrissey I, Leakey A, Blackman Northwood J. In vitro activity of ceftaroline and comparator antimicrobials against European and Middle East isolates from complicated skin and skin-structure infections collected in 8 9. Int J Antimicrob Agents 12; : [11] Mushtaq S, Warner M, Ge Y, et al. In vitro activity of ceftaroline (PPI-93M, T-91825) against bacteria with defined resistance mechanisms and phenotypes. J Antimicrob Chemother 7; : 311. [12] Žemličková H. Antibiotická rezistence bakteriálních původců nejčastějších komunitních infekcí v České republice. První linie 12; 2: [13] Nübel U, Dordel J, Kurt K, et al. A Timescale for Evolution, Population Expansion, and Spatial Spread of an Emerging Clone of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus. PLoS Pathog ; 6(4): e855. doi:.1371/journal.ppat