Treatment of ESBL-producing Klebsiella pneumoniae bacteraemia with carbapenems or flomoxef: a retrospective study and laboratory analysis of the isolates

Abstract

Objectives: Het beter begrijpen van de klinische resultaten van patiënten met verlengde-spectrum β-lactamase-producerende Klebsiella pneumoniae (ESBL-KP) bacteriëmie behandeld met ofwel flomoxef of een carbapenem, en het evalueren van de in vitro activiteiten van deze antibiotica tegen ESBL-KP.

methoden: retrospectieve analyses om risicofactoren voor mortaliteit te identificeren bij patiënten met flomoxef-gevoelig ESBL-KP, met name gericht op de therapeutische rollen van flomoxef en carbapenem. In vitro activiteiten van flomoxef en carbapenem tegen flomoxef-gevoelige ESBL-KP isolaten werden geëvalueerd door middel van gevoeligheidstesten en time–kill-studie.

resultaten: zevenentwintig patiënten (flomoxef-groep, n = 7; carbapenem-groep, n = 20) werden geïncludeerd. De klinische ernst weerspiegeld door de hoge Pitt bacteriëmie score (≥6) was een onafhankelijke risicofactor voor mortaliteit (of 13,43; 95% BI, 1,08–166,73; P = 0,043), terwijl het gebruik van flomoxef of een carbapenem dat niet was. De MICs van flomoxef en carbapenem gaven aan dat de geteste ESBL-KP gevoelig was voor deze antibiotica, ongeacht de entgrootte van 105 of 107 cfu/mL. Time-kill-studie toonde aan dat deze antibiotica (flomoxef 8 mg/L en meropenem 4 mg/L) elk actief werkten tegen en de hergroei van de geteste ESBL-KP gedurende ten minste 24 uur remde.

conclusies: Flomoxef kan even klinisch werkzaam zijn als een carbapenem bij de behandeling van voor flomoxef gevoelige ESBL-KP-bacteriëmie.

Inleiding

Klebsiella pneumoniae is vaak gevonden om uitgebreide-spectrum β-lactamasen (ESBL ‘ s) te produceren.1 infecties veroorzaakt door ESBL-producerende pathogenen zijn problematisch omdat wanneer co-resistentie tegen andere antimicrobiële klasse aanwezig is, beperkte antibiotische opties beschikbaar zijn. Momenteel wordt imipenem of meropenem beschouwd als de drug van keus voor besmettingen die door ESBL-producerende ziekteverwekkers worden veroorzaakt.1,2 de selectieve druk van toenemend gebruik van carbapenems zal echter leiden tot de ontwikkeling van carbapenem-resistente microben.3 een alternatief voor carbapenems kan deze selectieve druk verlichten en indien nodig een optie bieden aan carbapenem-allergische patiënten.

Cefamycinen (d.w.z. cefmetazol, cefotetan en flomoxef), gekenmerkt door hun 7-α-methyoxy β-lactam, zijn in vitro zeer actief gebleken tegen zowel lage inocula (105-106 cfu/mL) als hoge inocula (107-108 cfu/mL) van tem – of SHV-producerende Enterobacteriaceae.4 helaas zijn er weinig klinische rapporten gepubliceerd over de behandeling van infecties veroorzaakt door ESBL-producenten met cefamycinen.1 Flomoxef is uniek onder cefamycinen in het hebben van een difluormethylthio-acetamido groep op positie 7 waardoor het een betere in vitro activiteit tegen ESBL-producerende Enterobacteriaceae,4 en kan daarom een behandeling alternatief voor carbapenems bieden. De doelstellingen van deze studie waren om de resultaten van patiënten met verschillende middelen in de behandeling van ESBL-producerende K. pneumoniae (ESBL-KP) bacteriëmie beter te begrijpen, en om de in vitro activiteiten van flomoxef en meropenem tegen ESBL-KP te evalueren.

materialen en methoden

instelling en opzet van het ziekenhuis

volwassen patiënten met voor flomoxef gevoelige ESBL-KP-bacteriëmie die ofwel flomoxef ofwel een carbapenem (meropenem of imipenem) kregen tijdens opnames tussen 1 maart 2004 en 28 februari 2005 in het Chang Gung Memorial Hospital-Kaohsiung Medical Center, werden opgenomen in een retrospectief onderzoek. Voor elke geïncludeerde patiënt werd de voorgeschreven flomoxef of carbapenem gedurende ten minste 2 dagen gebruikt, die begon binnen 5 dagen na de beschikbaarheid van het bloedkweekresultaat dat wijst op flomoxef-gevoelige ESBL-KP-bacteriëmie. Het gebruik van flomoxef of een carbapenem werd beoordeeld door de behandelend arts van elke patiënt. De medische grafieken van de opgenomen patiënten werden beoordeeld voor het verzamelen van hun demografische, klinische en laboratoriumgegevens. Variabelen die werden gebruikt voor de beoordeling van de ernst van de ziekte van patiënten waren onder meer de Pitt bacteriëmie score,2 opname in de intensive care unit (ICU) en de duur van het eerder ziekenhuisverblijf. Het eindpunt van het onderzoek was mortaliteit als gevolg van bacteriëmie binnen 14 dagen na het kweken van bloed, waardoor vervolgens een flomoxef-gevoelig ESBL-KP groeide.

bacteriële isolaten en β-lactamase-identificatie

alle K. pneumoniae-isolaten werden geïdentificeerd met standaardmethoden en de aanwezigheid van ESBL werd geëvalueerd met behulp van de CLSI-criteria voor ESBL-screening en schijfbevestigingstest.1 specifieke β-lactamasen werden geïdentificeerd voor elk van de opgenomen flomoxef-gevoelige ESBL-KP isolaten. Kort, drie primer sets eerder beschreven voor detectie van blaTEM, blaSHV en blaCTX-m genen werden gebruikt in de amplificatieprocedure; de gezuiverde en gesequenced nucleotiden werden samengesteld en geanalyseerd door het matchen van homologe sequenties gezocht uit de GenBank database.5

antimicrobiële middelen en gevoeligheidstesten

Standaardpoeders van meropenem (Sumitomo Ltd, Japan) en flomoxef (Shionogi Ltd, Japan) werden gebruikt in gevoeligheidstesten met microdilutiemethoden. MICs werden bepaald met verschillende inocula (105 en 107 cfu/mL) voor elk KP-ESBL isolaat.6, Escherichia coli ATCC 25922 en K. pneumoniae ATCC 700603 werden gebruikt als controlestammen. Als gevoelig beschouwde MICs waren ≤4 mg/L voor meropenem en ≤8 mg/L voor flomoxef, en als intermediair beschouwde MICs waren 4-8 mg/L voor meropenem en 8-16 mg / L voor flomoxef.6,7

Time-kill-studie

Vier ESBL–KP-isolaten werden willekeurig gekozen en gebruikt gedurende het time-kill-onderzoek, waarbij de specifieke concentratie van ofwel flomoxef (8 mg/L) ofwel meropenem (4 mg/l) werd aangepast; deze antibioticaconcentraties waren de gemiddelde steady-state antibioticaconcentraties in sera wanneer normale doses van flomoxef of meropenem werden gebruikt bij gezonde vrijwilligers.8,9 de concentraties van flomoxef en meropenem werden vastgesteld ongeacht de entgrootte van de onderzochte bacteriën (105 of 107 cfu/mL) in elk experiment. ESBL-KP van dezelfde stam met een vergelijkbare entgrootte gelijktijdig geïnoculeerd in antibioticavrije bouillon werd gebruikt als controle. Het aantal bacteriële kolonies werd gemeten bij 0, 2, 4, 6, 8, 12 en 24 uur. de ondergrens van levensvatbare tellingen werd vastgesteld op 102 cfu / mL. Alle tests werden tweemaal uitgevoerd om de reproduceerbaarheid ervan te verzekeren.

statistische analyse

patiënten met ESBL-KP bacteriëmie gegroepeerd per behandeling met flomoxef of met carbapenem werden vergeleken om te verduidelijken of er demografische en klinische verschillen tussen hen waren. Alle studiepatiënten werden bovendien onderverdeeld in overleden en overlevende groepen voor analyses om de risicofactor(en) voor mortaliteit te identificeren. Variabelen uit verschillende groepen werden met elkaar vergeleken; Mann–Whitney U-test werd gebruikt om de verschillen in continue variabelen te beoordelen, terwijl χ2-test of Fisher ‘ s exacte test werd gebruikt om de verschillen in dichromatische variabelen te beoordelen. Om verstorende factoren te elimineren bij het voorspellen van risico ‘ s voor mortaliteit, variabelen met P-waarden ≤0.2 in univariate analyses tussen patiënten van overleden en overlevende groepen werden opgenomen in een logistiek regressiemodel voor verdere beoordeling. Een 2-tailed P ≤ 0,05 werd statistisch significant geacht.

resultaten

Analyses van demografische en klinische gegevens

vijfendertig patiënten met ESBL-KP bacteriëmie werden geïdentificeerd tijdens de studieperiode. We hebben één patiënt met recidiverende ESBL-KP bacteriëmie uitgesloten, vijf (14.3% van de totale ESBL-KP bacteriëmie) met flomoxef niet-gevoelige ESBL-KP bacteriëmie en twee die op de dag van opname stierven aan sepsis bij wie de bloedculturen vervolgens ESBL-KP lieten groeien. Als gevolg hiervan werden 27 in aanmerking komende patiënten opgenomen, waarvan 7 werden behandeld met flomoxef en 20 werden behandeld met carbapenems (14 met meropenem en 6 met imipenem). Zeven (25,9%) studiepatiënten stierven binnen 14 dagen na het nemen van bloed voor kweek die uiteindelijk flomoxef-gevoelig ESBL-KP groeide. Demografische gegevens, onderliggende ziekten (voornamelijk neutropenie en nierfalen), bron van infectie, ernst van de ziekte (28,6% versus 60% opgenomen op de IC; P = 0,16) en mortaliteit tussen patiënten behandeld met flomoxef en patiënten behandeld met een carbapenem waren niet significant verschillend.

van de totale geïncludeerde personen hadden patiënten in de overleden groep een significant hoger percentage opname op de intensive care (85,7% versus 35,0%; P = 0,02) en hogere Pitt bacteriëmie score (gemiddelde, 8,1 versus 4,3; P = 0,002; Pitt bacteriëmie score ≥6 punten, 100% versus 50%; P = 0.02) dan die in de overlevende groep (Tabel 1). Opgemerkt dient te worden dat er geen significant verschil werd gevonden in verhouding tot het gebruik van flomoxef tussen de overleden en de overlevende groepen (P = 0,86). Logistische regressie toonde aan dat Pitt bacteriëmie score ≥6 (of 13,43 met 95% BI, 1,08–166,73; P = 0,043) een onafhankelijke risicofactor was voor mortaliteit bij patiënten met flomoxef-gevoelige ESBL-KP bacteriëmie.

ESBL

van de 27 ESBL-KP-isolaten hadden er vier twee ESBL-genen, één had drie ESBL-genen en de overige isolaten droegen elk één ESBL-gen. Van de 33 geïdentificeerde ESBL-genen werd CTX-Ms gedetecteerd in 21 (77,8%) ESBL-KP-isolaten (CTX-M3 in 13, CTX-M14 in 7 en gecombineerde CTX-M3 en CTX-M14 in 1), en SHV ‘ s werden gedetecteerd in 11 (40,7%) ESBL-KP-isolaten (SHV-12 in 6, SHV-28 in 2, SHV-5 in 2 en SHV-2 in 1).

MICs voor de K. pneumoniae-isolaten

wanneer de entgrootte 105 cfu/mL was, varieerden de MICs van meropenem van 0,032 tot 0,25 mg/L (MIC50 = 0,032 mg/L en MIC90 = 0,064 mg/L) en de MICs van flomoxef varieerden van 0,032 tot 2 mg/L (MIC50 = 0,125 mg/l en MIC90 = 1 mg/l). Wanneer de entgrootte 107 cfu/mL was, varieerden de MICs van meropenem van 1 tot 4 mg/L (MIC50 = 2 mg/L en MIC90 = 4 mg/l) en de MICs van flomoxef varieerden van 1 tot 8 mg/L (MIC50 = 4 mg/l en MIC90 = 8 mg/l); meropenem en flomoxef bleven actief tegen de geteste ESBL-KP.

Time–kill-onderzoek

Time-kill-onderzoek op vier willekeurig gekozen ESBL-KP-isolaten (CTX-M3, CTX-M14 en SHV-28-enzymen werden gevonden in één isolaat; terwijl CTX-M3-en SHV-12-enzymen in een ander isolaat werden gevonden, gaf dit aan dat flomoxef (8 mg/L) of meropenem (4 mg/L) de groei van de geteste ESBL-KP-isolaten gedurende ten minste 24 uur effectief remde, ongeacht het entmateriaal van 105 of 107 cfu/mL (figuur 1).

discussie

het is niet verwonderlijk dat de hogere Pitt bacteriëmie score (≥6 punten) de enige onafhankelijke risicofactor voor mortaliteit was bij patiënten met ESBL-KP bacteriëmie in dit rapport, omdat de meeste patiënten met ESBL-producerende Enterobacteriaceae septikemie ernstig immunogecompromitteerd en/of ernstig ziek waren2 en hun mortaliteit daarom vaak het gevolg is van meerdere factoren in plaats van alleen septikemie.

in het algemeen geldt dat hoe groter het entmateriaal-effect, hoe kwetsbaarder het geteste antibioticum is voor hydrolyse van β-lactamase(s) van het organisme.8 bij het incuberen van ESBL – KP met een derde-of vierde-generatie cefalosporine, wordt het entmateriaal-effect uitgesproken.8 Er is echter weinig informatie gepubliceerd over het enteffect van de met cefamycinen geteste ESBL-producerende pathogenen.4 In dit rapport werd de werkzaamheid van flomoxef tegen ESPL-KP aangetoond door gevoeligheidstesten verder ondersteund door time–kill-studie.

een punt van zorg bij de behandeling met cefamycine bij infecties veroorzaakt door Enterobacteriaceae is de potentiële In vivo selectie van porine-deficiënte mutaties, die eerder werd gemeld in gevallen van behandeling met cefoxitine.Er is nader onderzoek nodig om te verduidelijken of flomoxef de in vivo selectie van porine-deficiëntiemutaties in Enterobacteriaceae kan overwinnen vanwege het duidelijk lagere MIC van flomoxef dan dat van cefoxitine. Onze studie biedt intrigerende inzichten in therapie met flomoxef voor ESBL-KP bacteriëmie en suggereert dat flomoxef een potentieel alternatief is voor dergelijke infecties. Opmerkelijk is dat 60% van de patiënten in de carbapenem-arm van het onderzoek werd opgenomen op de intensive care (in vergelijking met 28,6% in de flomoxef-arm); hoewel dit niet statistisch significant is, suggereert dit dat patiënten in de carbapenem-groep ernstiger ziek zouden kunnen zijn. Gezien de beperkingen van kleine omvang en het feit dat het een retrospectieve studie is, kan ons verslag niet de bevoegdheid hebben om werkelijke verschillen in uitkomst te onderscheiden. Verdere studie is gerechtvaardigd om de therapeutische rol van cefamycinen in de behandeling van infecties veroorzaakt door ESBL-producerende Enterobacteriaceae vast te stellen.

Transparantieverklaringen

geen aan te geven.

geen financiële steun.