Trattamento di produttori di ESBL Klebsiella pneumoniae batteriemia con carbapenemi o flomoxef: una retrospettiva di studio e analisi di laboratorio degli isolati

Abstract

Obiettivi: Comprendere meglio gli esiti clinici dei pazienti con batteriemia a spettro esteso che produce Klebsiella pneumoniae (ESBL-KP) trattati con flomoxef o con un carbapenema e valutare le attività in vitro di questi antibiotici contro ESBL-KP.

Metodi: Analisi retrospettive per identificare i fattori di rischio per la mortalità nei pazienti con ESBL-KP suscettibile al flomoxef, in particolare affrontando i ruoli terapeutici di flomoxef e carbapenem. Le attività in vitro di flomoxef e carbapenem contro isolati ESBL-KP sensibili a flomoxef sono state valutate mediante test di suscettibilità e studio time-kill.

Risultati: sono stati inclusi ventisette pazienti (gruppo flomoxef, n = 7; gruppo carbapenemico, n = 20). La gravità clinica riflessa dall’alto punteggio di batteriemia Pitt (≥6) è stata un fattore di rischio indipendente per la mortalità (OR 13,43; IC al 95%, 1,08–166,73; P = 0,043), mentre l’uso di flomoxef o di un carbapenema non lo è stato. I MIC di flomoxef e carbapenem hanno indicato che l’ESBL-KP testato era suscettibile a questi antibiotici indipendentemente dalla dimensione dell’inoculo di 105 o 107 cfu/mL. Lo studio Time–kill ha dimostrato che questi antibiotici (flomoxef 8 mg/L e meropenem 4 mg/L) hanno ciascuno agito attivamente contro e inibito la ricrescita dell’ESBL-KP testato per almeno 24 ore.

Conclusioni: Flomoxef potrebbe essere clinicamente efficace quanto un carbapenema nel trattamento della batteriemia ESBL-KP suscettibile a flomoxef.

Introduzione

Klebsiella pneumoniae è stato frequentemente trovato per produrre β-lattamasi a spettro esteso (ESBLs).1 Le infezioni causate da patogeni che producono ESBL sono problematiche perché quando è presente co-resistenza ad altre classi antimicrobiche, sono disponibili limitate opzioni antibiotiche. Attualmente, imipenem o meropenem è considerato il farmaco di scelta per le infezioni causate da agenti patogeni che producono ESBL.1,2 Tuttavia, la pressione selettiva derivante dall’uso crescente di carbapenemi porterà allo sviluppo di microbi resistenti ai carbapenemi.3 Un’alternativa ai carbapenemi può alleviare questa pressione selettiva e offrire un’opzione ai pazienti allergici ai carbapenemi, quando necessario.

Le cefamicine (cioè cefmetazolo, cefotetano e flomoxef), caratterizzate dal loro 7-α-metiossi β-lattamico, sono state segnalate come altamente attive in vitro sia contro basse inocule (105-106 cfu/mL) che contro alte inocule (107-108 cfu/mL) delle enterobatteriacee produttrici di TEM o SHV.4 Sfortunatamente, sono stati pubblicati pochi rapporti clinici che valutano il trattamento delle infezioni causate dai produttori di ESBL con cefamicine.1 Flomoxef è unico tra le cefamicine nell’avere un gruppo difluorometiltio-acetammido in posizione 7 che gli conferisce una migliore attività in vitro contro le enterobatteriacee produttrici di ESBL, 4 e può quindi offrire un’alternativa di trattamento ai carbapenemi. Gli obiettivi di questo studio erano comprendere meglio i risultati di pazienti con vari agenti nel trattamento della batteriemia da K. pneumoniae (ESBL-KP) che produce ESBL e valutare le attività in vitro di flomoxef e meropenem contro ESBL-KP.

Materiali e metodi

Ospedale e studio di progettazione

pazienti Adulti con flomoxef-suscettibile batteri produttori di ESBL-KP batteriemia che si riceve sia flomoxef o carbapenemi (meropenem o imipenem) durante i ricoveri tra il 1 Marzo 2004 e il 28 febbraio 2005 a Chang Gung Memorial Hospital-Kaohsiung Medical Center sono stati inclusi in uno studio retrospettivo. Per ogni paziente incluso, il flomoxef o il carbapenem prescritti sono stati usati per almeno 2 giorni, che hanno iniziato entro 5 giorni dalla disponibilità del risultato emocoltivazione che indicava batteriemia ESBL-KP suscettibile a flomoxef. L’uso di flomoxef o di un carbapenema era a discrezione del medico curante di ciascun paziente. Le cartelle cliniche dei pazienti inclusi sono stati esaminati per la raccolta dei loro dati demografici, clinici e di laboratorio. Le variabili utilizzate per la valutazione della gravità della malattia dei pazienti includevano il punteggio di batteriemia Pitt,2 ammissione all’unità di terapia intensiva (ICU) e la durata della precedente degenza ospedaliera. L’endpoint dello studio era la mortalità derivante da batteriemia entro 14 giorni dalla coltura del sangue che successivamente ha sviluppato un ESBL-KP suscettibile al flomoxef.

Isolati batterici e identificazione della β-lattamasi

Tutti gli isolati di K. pneumoniae sono stati identificati con metodi standard e la presenza di ESBLs è stata valutata utilizzando i criteri CLSI per lo screening ESBL e il test di conferma del disco.1 Β-lattamasi specifiche sono state identificate per ciascuno degli isolati ESBL-KP sensibili al flomoxef inclusi. In breve, tre set di primer precedentemente descritti per la rilevazione dei geni blaTEM, blaSHV e blaCTX-M sono stati utilizzati nella procedura di amplificazione; i nucleotidi purificati e sequenziati sono stati compilati e analizzati abbinando sequenze omologhe ricercate dal database GenBank.5

Agenti antimicrobici e test di suscettibilità

Le polveri standard di meropenem (Sumitomo Ltd, Giappone) e flomoxef (Shionogi Ltd, Giappone) sono state utilizzate nei test di suscettibilità con metodi di microdiluzione. Le MIC sono state determinate con diverse inocule (105 e 107 cfu/mL) per ciascun isolato di KP-ESBL.6, Escherichia coli ATCC 25922 e K. pneumoniae ATCC 700603 sono stati utilizzati come ceppi di controllo. Le MIC considerate sensibili erano ≤4 mg/L per meropenem e ≤8 mg/L per flomoxef, e le MIC considerate intermedie erano 4-8 mg/L per meropenem e 8-16 mg/L per flomoxef.6,7

Studio Time–kill

Quattro isolati di ESBL-KP sono stati scelti a caso e utilizzati per tutto lo studio time–kill, in cui è stata aggiustata la concentrazione specifica di flomoxef (8 mg/L) o meropenem (4 mg/L); queste concentrazioni di antibiotici erano i livelli medi di antibiotici allo steady-state nei sieri quando dosi normali di flomoxef o meropenem sono state utilizzate in volontari sani.8,9 Le concentrazioni di flomoxef e meropenem sono state fissate indipendentemente dalle dimensioni dell’inoculo dei batteri testati (105 o 107 cfu/mL) in ciascun esperimento. ESBL-KP dello stesso ceppo con dimensioni simili inoculo contemporaneamente inoculato in brodo antibiotico-libero è stato utilizzato come controllo. I conteggi delle colonie batteriche sono stati misurati a 0, 2, 4, 6, 8, 12 e 24 h. Il limite inferiore dei conteggi vitali è stato fissato a 102 cfu / mL. Tutti i test sono stati eseguiti due volte per assicurarne la riproducibilità.

Analisi statistica

I pazienti con batteriemia ESBL-KP raggruppati per terapia con flomoxef o con carbapenem sono stati confrontati per chiarire se vi fossero differenze demografiche e cliniche tra di loro. Tutti i pazienti in studio sono stati inoltre suddivisi in gruppi deceduti e sopravvissuti per le analisi volte a identificare i fattori di rischio per la mortalità. Le variabili di diversi gruppi sono state confrontate tra loro; il test U di Mann–Whitney è stato utilizzato per valutare le differenze nelle variabili continue, mentre il test χ2 o il test esatto di Fisher sono stati utilizzati per valutare le differenze nelle variabili dicromatiche. Per eliminare i fattori confondenti nella previsione dei rischi per la mortalità, variabili con valori di P ≤0.2 nelle analisi univariate tra pazienti di gruppi deceduti e sopravvissuti sono stati inseriti in un modello di regressione logistica per un’ulteriore valutazione. Un P a 2 code ≤ 0,05 è stato considerato statisticamente significativo.

Risultati

Analisi dei dati demografici e clinici

Trentacinque pazienti con batteriemia ESBL-KP sono stati identificati durante il periodo di studio. Abbiamo escluso un paziente con recidiva di batteriemia ESBL-KP, cinque (14.3% dei pazienti batteremici ESBL-KP complessivi) con batteriemia ESBL-KP non suscettibile a flomoxef e due che sono morti di sepsi il giorno del ricovero, le cui emocolture hanno successivamente sviluppato ESBL-KP. Di conseguenza, sono stati inclusi 27 pazienti eleggibili, di cui 7 trattati con flomoxef e 20 trattati con carbapenemi (14 con meropenem e 6 con imipenem). Sette (25,9%) pazienti dello studio sono morti entro 14 giorni dal prelievo di sangue per la coltura che alla fine ha sviluppato ESBL-KP suscettibile al flomoxef. I dati demografici, le malattie di base (principalmente neutropenia e insufficienza renale), la fonte di infezione, la gravità della malattia (28,6% rispetto al 60% ammesso in terapia intensiva; P = 0,16) e la mortalità tra i pazienti trattati con flomoxef e quelli con un carbapenema non erano significativamente diversi.

Tra gli individui complessivamente inclusi, i pazienti del gruppo deceduto avevano una percentuale significativamente più alta di ammissione in terapia intensiva (85,7% verso 35,0%; P = 0,02) e un punteggio di batteriemia Pitt più alto (media, 8,1 verso 4,3; P = 0,002; Punteggio di batteriemia Pitt ≥6 punti, 100% verso 50%; P = 0.02) rispetto a quelli del gruppo sopravvissuto (Tabella 1). Da notare, nessuna differenza significativa nella proporzione di uso di flomoxef è stata trovata tra i gruppi deceduti e sopravvissuti (P = 0,86). La regressione logistica ha rivelato che il punteggio di batteriemia Pitt ≥6 (O 13,43 con IC al 95%, 1,08–166,73; P = 0,043) era un fattore di rischio indipendente per la mortalità nei pazienti con batteriemia ESBL-KP suscettibile a flomoxef.

ESBL identificato

Tra i 27 isolati ESBL-KP, quattro avevano due geni ESBL, uno aveva tre geni ESBL e gli isolati rimanenti portavano ciascuno un gene ESBL. Dei 33 geni ESBL identificati, CTX-Ms sono stati rilevati in 21 (77,8%) isolati ESBL-KP (CTX-M3 in 13, CTX-M14 in 7 e CTX-M3 e CTX-M14 combinati in 1) e SHVS sono stati rilevati in 11 (40,7%) isolati ESBL-KP (SHV-12 in 6, SHV-28 in 2, SHV-5 in 2 e SHV-2 in 1).

Microfoni per K. pneumoniae isolati

Quando la dimensione dell’inoculo è stato di 105 cfu/mL, i Microfoni di meropenem variava da 0.032 a 0,25 mg/L (MIC50 = 0.032 mg/L e MIC90 = 0.064 mg/L) e i Microfoni di flomoxef variava da 0.032 a 2 mg/L (MIC50 = 0,125 mg/L e MIC90 = 1 mg/L). Quando la dimensione dell’inoculo era di 107 cfu/mL, le MIC di meropenem variavano da 1 a 4 mg/L (MIC50 = 2 mg/L e MIC90 = 4 mg/L) e le MIC di flomoxef variavano da 1 a 8 mg/L (MIC50 = 4 mg/L e MIC90 = 8 mg/L); meropenem e flomoxef rimanevano attivi contro l’ESBL-KP testato.

Studio Time–kill

Studio time–kill su quattro isolati ESBL-KP scelti a caso (gli enzimi CTX-M3, CTX-M14 e SHV-28 sono stati trovati in un isolato; mentre gli enzimi CTX-M3 e SHV-12 sono stati trovati in un altro isolato) hanno indicato che flomoxef (8 mg/L) o meropenem (4 mg/L) hanno inibito efficacemente la crescita degli isolati ESBL-KP testati per almeno 24 h, indipendentemente dall’inoculo di 105 o 107 cfu/mL (Figura 1).

Discussione

non è sorprendente scoprire che il superiore Pitt batteriemia punteggio (≥6 punti) è stato il solo fattore di rischio indipendente per la mortalità in pazienti con ESBL-KP batteriemia in questa relazione, perché la maggior parte dei pazienti con ESBL-Enterobatteri setticemia sono stati gravemente immunocompromessi e/o critiche,2 e, pertanto, la loro mortalità spesso il risultato di molteplici fattori, invece di setticemia da solo.

In generale, maggiore è l’effetto dell’inoculo, più vulnerabile è l’antibiotico testato all’idrolisi della β-lattamasi(s) dell’organismo.8 Durante l’incubazione di ESBL-KP con una cefalosporina di terza o quarta generazione, l’effetto dell’inoculo è pronunciato.8 Tuttavia, sono state pubblicate poche informazioni sull’effetto dell’inoculo dei patogeni produttori di ESBL testati con cefamicine.4 In questo rapporto, l’efficacia di flomoxef contro ESPL-KP indicata dai test di suscettibilità è stata ulteriormente supportata dallo studio time-kill.

Una preoccupazione nel trattamento con una cefamicina nelle infezioni causate da enterobacteriaceae è la potenziale selezione in vivo di mutazioni carenti di porina, che è stata precedentemente riportata in casi che coinvolgono la terapia con cefoxitina.10 Sono necessari ulteriori studi per chiarire se flomoxef può superare la selezione in vivo di mutazioni da carenza di porina nelle enterobacteriaceae a causa della MIC marcatamente inferiore di flomoxef rispetto a quella della cefoxitina. Il nostro studio fornisce informazioni interessanti sulla terapia con flomoxef per la batteriemia ESBL-KP e suggerisce che flomoxef è una potenziale alternativa per tali infezioni. Da notare che il 60% dei pazienti nel braccio carbapenemico dello studio è stato ricoverato in terapia intensiva (rispetto al 28,6% nel braccio flomoxef); sebbene non sia statisticamente significativo, ciò suggerisce che i pazienti nel gruppo carbapenemico potrebbero essere più gravemente malati. Date le limitazioni di piccole dimensioni e di essere uno studio retrospettivo, il nostro rapporto può mancare il potere di discriminare reale differenza nel risultato. Ulteriori studi sono giustificati per stabilire i ruoli terapeutici delle cefamicine nel trattamento delle infezioni causate dalle enterobatteriacee produttrici di ESBL.

Dichiarazioni di trasparenza

Nessuno da dichiarare.

Nessun sostegno finanziario.