Behandlung der ESBL-produzierenden Klebsiella pneumoniae-Bakteriämie mit Carbapenemen oder Flomoxef: eine retrospektive Studie und Laboranalyse der Isolate

Zusammenfassung

Ziele: Besseres Verständnis der klinischen Ergebnisse von Patienten mit β-Lactamase-produzierender Klebsiella pneumoniae (ESBL-KP) -Bakteriämie mit erweitertem Spektrum, die entweder mit Flomoxef oder einem Carbapenem behandelt wurden, und Bewertung der In-vitro-Aktivitäten dieser Antibiotika gegen ESBL-KP.

Methoden: Retrospektive Analysen zur Identifizierung von Risikofaktoren für die Mortalität bei Patienten mit Flomoxef-anfälligem ESBL-KP, insbesondere unter Berücksichtigung der therapeutischen Rolle von Flomoxef und Carbapenem. In-vitro-Aktivitäten von Flomoxef und Carbapenem gegen Flomoxef-empfindliche ESBL-KP-Isolate wurden durch Empfindlichkeitstests und Time–Kill-Studie bewertet.

Ergebnisse: Siebenundzwanzig Patienten (Flomoxef-Gruppe, n = 7; Carbapenem-Gruppe, n = 20) wurden eingeschlossen. Der klinische Schweregrad, der sich in einem hohen Pitt–Bakteriämie-Score (≥6) widerspiegelte, war ein unabhängiger Risikofaktor für die Mortalität (OR 13,43; 95% -KI, 1,08-166,73; P = 0,043), während die Anwendung von Flomoxef oder Carbapenem nicht der Fall war. Die MHK von Flomoxef und Carbapenem zeigten, dass die getesteten ESBL-KP unabhängig von der Inokulumgröße von 105 oder 107 KBE / ml anfällig für diese Antibiotika waren. Eine Time-Kill-Studie zeigte, dass diese Antibiotika (Flomoxef 8 mg/l und Meropenem 4 mg/l) jeweils mindestens 24 h lang aktiv gegen das Nachwachsen des getesteten ESBL-KP wirkten und dieses hemmten.

Schlussfolgerungen: Flomoxef könnte bei der Behandlung einer Flomoxef-anfälligen ESBL-KP-Bakteriämie klinisch genauso wirksam sein wie ein Carbapenem.

Einleitung

Es wurde häufig festgestellt, dass Klebsiella pneumoniae β-Lactamasen mit erweitertem Spektrum (ESBLs) produziert.1 Infektionen durch ESBL-produzierende Erreger sind problematisch, da bei Vorliegen einer Co-Resistenz gegen andere antimikrobielle Klasse nur begrenzte Antibiotikaoptionen zur Verfügung stehen. Derzeit gilt Imipenem oder Meropenem als Medikament der Wahl für Infektionen, die durch ESBL-produzierende Erreger verursacht werden.1,2 Der selektive Druck durch die zunehmende Verwendung von Carbapenemen wird jedoch zur Entwicklung von Carbapenem-resistenten Mikroben führen.3 Eine Alternative zu Carbapenemen kann diesen selektiven Druck lindern und Carbapenem-allergischen Patienten bei Bedarf eine Option bieten.

Es wurde berichtet, dass Cephamycine (d. h. Cefmetazol, Cefotetan und Flomoxef), die durch ihr 7-α-Methyoxy-β-Lactam gekennzeichnet sind, in vitro sowohl gegen niedrige Inokula (105-106 kbe / ml) als auch gegen hohe Inokula (107-108 kbe / ml) von TEM- oder SHV-produzierenden Enterobacteriaceae hochwirksam sind.4 Leider wurden nur wenige klinische Berichte zur Bewertung der Behandlung von Infektionen durch ESBL-Produzenten mit Cephamycinen veröffentlicht.1 Flomoxef ist einzigartig unter den Cephamycinen, da es an Position 7 eine Difluormethylthio-Acetamidogruppe aufweist, die ihm eine bessere In-vitro-Aktivität gegen ESBL-produzierende Enterobacteriaceae verleiht,4 und kann daher eine Behandlungsalternative zu Carbapenemen bieten. Ziel dieser Studie war es, die Ergebnisse von Patienten mit verschiedenen Wirkstoffen bei der Behandlung der ESBL-produzierenden K. pneumoniae (ESBL-KP) -Bakteriämie besser zu verstehen und die In-vitro-Aktivitäten von Flomoxef und Meropenem gegen ESBL-KP zu bewerten.

Materialien und Methoden

Krankenhausumgebung und Studiendesign

Erwachsene Patienten mit Flomoxef-anfälliger ESBL-KP-Bakteriämie, die zwischen dem 1. März 2004 und dem 28. Februar 2005 entweder Flomoxef oder ein Carbapenem (Meropenem oder Imipenem) erhielten Im Chang Gung Memorial Hospital-Kaohsiung Medical Center wurden in eine retrospektive Studie eingeschlossen. Für jeden eingeschlossenen Patienten wurde das verschriebene Flomoxef oder Carbapenem für mindestens 2 Tage angewendet, die innerhalb von 5 Tagen nach Verfügbarkeit des Blutkulturergebnisses begannen, das auf eine Flomoxef-anfällige ESBL-KP-Bakteriämie hinwies. Die Anwendung von Flomoxef oder Carbapenem lag im Ermessen des behandelnden Arztes jedes Patienten. Die medizinischen Diagramme der eingeschlossenen Patienten wurden überprüft, um ihre demografischen, klinischen und Labordaten zu sammeln. Zu den Variablen, die zur Beurteilung der Schwere der Erkrankung der Patienten verwendet wurden, gehörten der Pitt-Bakteriämie-Score, die 2-Aufnahme auf die Intensivstation (ICU) und die Länge des vorherigen Krankenhausaufenthalts. Der Studienendpunkt war die Mortalität infolge einer Bakteriämie innerhalb von 14 Tagen nach der Kultivierung von Blut, das anschließend ein Flomoxef-empfindliches ESBL-KP züchtete.

Bakterienisolate und β-Lactamase-Identifizierung

Alle K. pneumoniae-Isolate wurden mit Standardmethoden identifiziert, und das Vorhandensein von ESBLs wurde unter Verwendung der CLSI-Kriterien für das ESBL-Screening und den Disc-Bestätigungstest bewertet.Für jedes der eingeschlossenen Flomoxef-empfindlichen ESBL-KP-Isolate wurden 1 spezifische β-Lactamasen identifiziert. Kurz gesagt, drei Primersätze, die zuvor für den Nachweis von blaTEM-, blaSHV- und blaCTX-M-Genen beschrieben wurden, wurden im Amplifikations-Verfahren verwendet; die gereinigten und sequenzierten Nukleotide wurden zusammengestellt und analysiert, indem übereinstimmende homologe Sequenzen aus der GenBank-Datenbank gesucht wurden.5

Antimikrobielle Mittel und Empfindlichkeitstests

Standardpulver von Meropenem (Sumitomo Ltd, Japan) und Flomoxef (Shionogi Ltd, Japan) wurden in Empfindlichkeitstests mit Mikroverdünnungsmethoden verwendet. MICs wurden mit verschiedenen Inokula (105 und 107 kbe / ml) für jedes KP-ESBL-Isolat bestimmt.6 wurden Escherichia coli ATCC 25922 und K. pneumoniae ATCC 700603 als Kontrollstämme verwendet. Die als empfindlich eingestuften MHK betrugen ≤4 mg/l für Meropenem und ≤8 mg/l für Flomoxef, und die als intermediär eingestuften MHK betrugen 4-8 mg/l für Meropenem und 8-16 mg/l für Flomoxef.6,7

Time–Kill-Studie

Vier ESBL–KP-Isolate wurden zufällig ausgewählt und während der gesamten Time-Kill-Studie verwendet, in der die spezifische Konzentration von entweder Flomoxef (8 mg / l) oder Meropenem (4 mg / l) angepasst wurde; Diese Antibiotikakonzentrationen waren die mittleren Steady-State-Antibiotikaspiegel in Seren, wenn normale Dosen von Flomoxef oder Meropenem bei gesunden Probanden angewendet wurden.8,9 Die Konzentrationen von Flomoxef und Meropenem wurden unabhängig von der Inokulumgröße der getesteten Bakterien (105 oder 107 KBE/ ml) in jedem Experiment festgelegt. Als Kontrolle wurde ESBL-KP des gleichen Stammes mit ähnlicher Inokulumgröße simultan in antibiotikafreier Brühe inokuliert. Die Anzahl der Bakterienkolonien wurde gemessen an 0, 2, 4, 6, 8, 12 und 24 h. Die untere Grenze der lebensfähigen Zählungen wurde auf 102 kbe / ml festgelegt. Alle Tests wurden zweimal durchgeführt, um ihre Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.

Statistische Analyse

Patienten mit ESBL-KP-Bakteriämie, gruppiert nach Therapie mit Flomoxef oder mit Carbapenem, wurden verglichen, um zu klären, ob demografische und klinische Unterschiede zwischen ihnen bestanden. Alle Studienpatienten wurden zusätzlich in verstorbene und überlebte Gruppen eingeteilt, um Risikofaktoren für die Mortalität zu identifizieren. Variablen aus verschiedenen Gruppen wurden miteinander verglichen; Mann-Whitney U-Test wurde verwendet, um die Unterschiede in kontinuierlichen Variablen zu bewerten, während χ2 Test oder Fisher exact Test wurde verwendet, um die Unterschiede in dichromatischen Variablen zu bewerten. Um Störfaktoren bei der Vorhersage von Mortalitätsrisiken zu eliminieren, Variablen mit P-Werten ≤0.2 in univariate Analysen zwischen Patienten verstorbener und überlebter Gruppen wurden zur weiteren Beurteilung in ein logistisches Regressionsmodell eingegeben. Ein 2-tailed P ≤ 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

Ergebnisse

Analysen demografischer und klinischer Daten

Fünfunddreißig Patienten mit ESBL-KP-Bakteriämie wurden während des Studienzeitraums identifiziert. Wir schlossen einen Patienten mit rezidivierender ESBL-KP-Bakteriämie aus, fünf (14.3% der gesamten ESBL-KP-bakteriämischen Patienten) mit Flomoxef-nicht-anfälliger ESBL-KP-Bakteriämie und zwei, die am Aufnahmetag an Sepsis starben, deren Blutkulturen anschließend ESBL-KP wuchsen. Infolgedessen wurden 27 in Frage kommende Patienten eingeschlossen, von denen 7 mit Flomoxef und 20 mit Carbapenemen behandelt wurden (14 mit Meropenem und 6 mit Imipenem). Sieben (25,9%) der Studienpatienten starben innerhalb von 14 Tagen nach der Blutentnahme für die Kultur, die letztendlich Flomoxef-anfälliges ESBL-KP entwickelte. Demografie, Grunderkrankungen (hauptsächlich Neutropenie und Nierenversagen), Infektionsquelle, Schweregrad der Erkrankung (28, 6% gegenüber 60% auf der Intensivstation; P = 0, 16) und Mortalität zwischen mit Flomoxef behandelten Patienten und Patienten mit Carbapenem unterschieden sich nicht signifikant.

Unter den insgesamt eingeschlossenen Personen hatten Patienten in der verstorbenen Gruppe einen signifikant höheren Anteil der Aufnahme auf die Intensivstation (85,7% versus 35,0%; P = 0,02) und einen höheren Pitt-Bakteriämie-Score (Mittelwert 8,1 versus 4,3; P = 0,002; Pitt-Bakteriämie-Score ≥6 Punkte, 100% versus 50%; P = 0.02) als in der Kontrollgruppe (Tabelle 1). Bemerkenswert ist, dass kein signifikanter Unterschied im Anteil der Flomoxef-Anwendung zwischen den verstorbenen und den überlebenden Gruppen festgestellt wurde (P = 0,86). Die logistische Regression ergab, dass der Pitt–Bakteriämie-Score ≥6 (ODER 13,43 mit 95% -KI, 1,08-166,73; P = 0,043) ein unabhängiger Risikofaktor für die Mortalität bei Patienten mit Flomoxef-anfälliger ESBL-KP-Bakteriämie war.

Identifiziertes ESBL

Unter den 27 ESBL-KP-Isolaten hatten vier zwei ESBL-Gene, eines hatte drei ESBL-Gene und die verbleibenden Isolate trugen jeweils ein ESBL-Gen. Von den 33 identifizierten ESBL-Genen wurden CTX-Ms in 21 (77,8%) ESBL-KP-Isolaten (CTX-M3 in 13, CTX-M14 in 7 und kombinierte CTX-M3 und CTX-M14 in 1) nachgewiesen, und SHVs wurden in 11 (40,7%) ESBL-KP-Isolaten (SHV-12 in 6, SHV-28 in 2, SHV-5 in 2 und SHV-2 in 1) nachgewiesen.

MICs für die K. pneumoniae Isolate

Bei einer Inokulumgröße von 105 kbe/ml lagen die MICs von Meropenem im Bereich von 0,032 bis 0,25 mg/l (MHK50 = 0,032 mg/l und MHK90 = 0,064 mg/l) und die MICs von Flomoxef im Bereich von 0,032 bis 2 mg/l (MHK50 = 0,125 mg/l und MHK90 = 1 mg/l). Wenn die Inokulumgröße 107 KBE / ml betrug, lagen die MHK von Meropenem im Bereich von 1 bis 4 mg / l (MHK50 = 2 mg / l und MHK90 = 4 mg / l) und die MHK von Flomoxef im Bereich von 1 bis 8 mg / l (MHK50 = 4 mg / l und MHK90 = 8 mg / l); Meropenem und Flomoxef blieben gegen das getestete ESBL-KP aktiv.

Time-Kill-Studie

Time-Kill-Studie an vier zufällig ausgewählten ESBL-KP-Isolaten (CTX-M3, CTX-M14 und SHV-28 Enzyme wurden in einem Isolat gefunden; während CTX-M3- und SHV-12-Enzyme in einem anderen Isolat gefunden wurden) zeigten, dass entweder Flomoxef (8 mg / l) oder Meropenem (4 mg / l) das Wachstum der getesteten ESBL-KP-Isolate für mindestens 24 h wirksam hemmten, unabhängig vom Inokulum von 105 oder 107 kbe / ml (Abbildung 1).

Diskussion

Es ist nicht überraschend, dass der höhere Pitt-Bakteriämie-Score (≥6 Punkte) der einzige unabhängige Risikofaktor für die Mortalität bei Patienten mit ESBL-KP-Bakteriämie in diesem Bericht war, da die meisten Patienten mit ESBL-produzierender Enterobacteriaceae-Septikämie schwer immungeschwächt und / oder kritisch krank waren2 und daher ihre Mortalität häufig auf mehrere Faktoren anstelle von Septikämie allein zurückzuführen ist.

Je größer der Inokulumeffekt ist, desto anfälliger ist das getestete Antibiotikum im Allgemeinen für die Hydrolyse der β-Lactamase (n) des Organismus.8 Bei der Inkubation von ESBL-KP mit einem Cephalosporin der dritten oder vierten Generation ist der Inokulumeffekt ausgeprägt.8 Über die Inokulumwirkung der mit Cephamycinen getesteten ESBL-produzierenden Erreger liegen jedoch nur wenige Informationen vor.4 In diesem Bericht wurde die Wirksamkeit von Flomoxef gegen ESPL-KP, die durch Suszeptibilitätstests angezeigt wurde, durch eine Time–Kill-Studie weiter gestützt.

Ein Problem bei der Behandlung mit einem Cephamycin bei Infektionen, die durch Enterobacteriaceae verursacht werden, ist die mögliche In-vivo-Selektion von Porin-defizienten Mutationen, über die zuvor in Fällen berichtet wurde, in denen eine Therapie mit Cefoxitin durchgeführt wurde.10 Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu klären, ob Flomoxef die In-vivo-Selektion von Porinmangel-Mutationen in Enterobacteriaceae aufgrund der deutlich niedrigeren MHK von Flomoxef als die von Cefoxitin überwinden kann. Unsere Studie liefert interessante Einblicke in die Therapie mit Flomoxef bei ESBL-KP-Bakteriämie und legt nahe, dass Flomoxef eine mögliche Alternative für solche Infektionen ist. Bemerkenswert ist, dass 60% der Patienten im Carbapenem-Arm der Studie auf die Intensivstation aufgenommen wurden (im Vergleich zu 28,6% im Flomoxef-Arm); Obwohl statistisch nicht signifikant, deutet dies darauf hin, dass Patienten in der Carbapenem-Gruppe schwerer krank sein könnten. Angesichts der Einschränkungen der geringen Größe und der Tatsache, dass es sich um eine retrospektive Studie handelt, ist unser Bericht möglicherweise nicht in der Lage, echte Unterschiede im Ergebnis zu unterscheiden. Weitere Studien sind erforderlich, um die therapeutische Rolle von Cephamycinen bei der Behandlung von Infektionen durch ESBL-produzierende Enterobacteriaceae festzustellen.

Transparenzerklärungen

Keine Angabe.

Keine finanzielle Unterstützung.