Antybiotykoterapia u pacjentów hospitalizowanych na oddziale intensywnej terapii

Antibiotic therapy in patients hospitalized in the intensive care units

Justyna Sysiak-Sławecka1, Mariusz Jednakiewicz2, Elżbieta Rypulak1, Mirosław Czuczwar1

1 II Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie
2 Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytetu Medycznego w Rzeszowie

Mirosław Czuczwar
II Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Uniwersytet Medyczny w Lublinie
ul. Staszica 16, 20-081 Lublin
Tel.: 81 532 2713,
Fax: 81 534 9712

Wpłynęło: 04.10.2018
Zaakceptowano: 05.11.2018
Opublikowano on-line: 21.11.2018

Cytowanie

Cytowanie: Sysiak-Sławecka J, Jednakiewicz M, Rypulak E, Czuczwar M. Antybiotykoterapia u pacjentów hospitalizowanych na oddziale intensywnej terapii.
Zakażenia XXI wieku 2018;1(5):237–244.
doi: 10.31350/zakazenia/2018/5/Z2018041

WERSJA ELEKTRONICZNA

Streszczenie:
Pomimo dużego postępu w zakresie standardów leczenia pacjentów z sepsą i wstrząsem septycznym w tej populacji stwierdza się bardzo wysoką śmiertelność, która często przekracza 50%. Wielu badaczy uważa, że jednym z głównych powodów niezadowalających wyników leczenia w oddziałach intensywnej terapii jest nieodpowiednie dawkowanie leków przeciwdrobnoustrojowych. Standardowe dawkowanie jest wystarczające do osiągnięcia założonych celów terapeutycznych u pacjentów bez niewydolności wielonarządowej, natomiast występujące u pacjentów w stanie krytycznym zmiany patofizjologiczne mogą prowadzić do zmian w zakresie farmakokinetyki leków, co może skutkować koniecznością zmiany sposobu ich dawkowania. Zmiany w farmakokinetyce u pacjentów z sepsą i wstrząsem septycznym dotyczą klirensu, co wynika ze wzrostu rzutu serca i niewydolności wielonarządowej, a także przesunięć pomiędzy przestrzeniami płynowymi organizmu, wynikającymi ze zwiększonej przepuszczalności śródbłonka i zaburzonego wiązania z białkami osocza, które skutkują zmianami w zakresie objętości dystrybucji. Dodatkowo wyżej opisanym zmianom patofizjologicznym mogą towarzyszyć zaburzenia farmakokinetyki, spowodowane przez procedury terapeutyczne, takie jak wentylacja mechaniczna, ciągła terapia nerkozastępcza czy też pozaustrojowa oksygenacja membranowa. W celu poprawy bezpieczeństwa i skuteczności prowadzonej terapii przeciwdrobnoustrojowej konieczna jest jej indywidualizacja z uwzględnieniem stanu pacjenta, lecz najważniejszą kwestią dla klinicysty jest uzyskanie adekwatnych stężeń leków dla danego patogenu, co jest możliwe na podstawie dostępnych wartości minimalnego stężenia hamującego i dzięki zależnościom pomiędzy właściwościami farmokinetycznymi i farmakodynamicznymi leków przeciwdrobnoustrojowych.

Słowa kluczowe: leki przeciwdrobnoustrojowe, farmakokinetyka, farmakodynamika, oddział intensywnej terapii, pacjenci w stanie krytycznym

Abstract:
Despite a significant improvement in the quality of care in patients with sepsis or septic shock, the mortality rates are still high and often exceed 50%. It has been recently postulated that suboptimal dosing of antimicrobials might be one of the major contributors to unfavorable outcomes in the intensive care unit. Standard dosing of antimicrobials results in achieving target drug concentrations in mild-to-moderately ill patients, but in critically ill patients the pathophysiological changes may influence drug pharmacokinetics (PK) and consequently affect required dosing. Changes in PK of patients with sepsis or septic shock include changes in clearance caused by increased cardiac output or organ failure and shifts in the volume of distribution as a result of increased vascular permeability or altered protein binding. Changes in physiology that alter PK can also be caused by medical interventions such as mechanical ventilation, continuous renal replacement therapy (CRRT), extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), etc. Individualized dosing of antimicrobials based on patient’s characteristics is important for safety and efficacy of the therapy, but the main issue for a clinician is to determine and obtain PK target for the pathogen, which is based on the minimal inhibitory concentration and the relationship between the PK and pharmacodynamic properties of antibacterial agents.

Key words: anti-infectious drugs, pharmacokinetics, pharmacodynamics, intensive care unit, critically ill patients

  1. Kübler A, Adamik B, Ciszewicz-Adamiczka B i wsp. Severe sepsis in intensive care units in Poland – a point prevalence study in 2012 and 2013. Anaesthesiol Intensive Ther 2015;47(4):315–319 [doi: 10.5603/AIT.2015.0047].
  2. European Center for Disease Prevention and Control. Antimicrobial Resistance Surveillance in Europe 2013, http://ecdc.europa.eu/en/ publications/Publications/antimicrobial-resistance-surveillance-europe-2013.pdf.
  3. Rhomberg PR, Fritsche TR, Sader HS i wsp. Antimicrobial susceptibility pattern comparisons among intensive care unit and general ward Gram-negative isolates from the Meropenem Yearly Susceptibility Test Information Collection Program (USA). Diagn Microbiol Infect Dis 2006;56(1):57–62 [doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2005.12.009].
  4. Valenza G, Seifert H, Decker-Burgard S i wsp. Comparative Activity of Carbapenem Testing (COMPACT) study in Germany. Int J Antimicrob Agents 2012;39(3):255–258 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2011.10.015].
  5. Craig WA. Pharmacokinetic/pharmacodynamic parameters: rationale for antibacterial dosing of mice and men. Clin Infect Dis 1998;26(1):1–12 [doi: 10.1086/516284].
  6. Drusano GL. Antimicrobial pharmacodynamics: critical interactions of „bug and drug”. Nat Rev Microbiol 2004;2:289–300 [doi: 10.1038/nrmicro862].
  7. Pea F, Viale P, Pavan F i wsp. Pharmacokinetic considerations for antimicrobial therapy in patients receiving renal replacement therapy. Clin Pharmacokinet 2007;46(12):997–1038 [doi: 10.2165/00003088-200746120-00003].
  8. Ambrose PG, Bhavnani SM, Rubino CM i wsp. Pharmacokinetics-pharmacodynamics of antimicrobial therapy: it’s not just for mice anymore. Clin Infect Dis 2007;44(1):79–86 [doi: 10.1086/510079].
  9. Vincent JL, Bassetti M, François B i wsp. Advances in antibiotic therapy in the critically ill. Crit Care 2017;20(1):133 [doi: 10.1186/s13054-016-1285-6.].
  10. Roberts JA, Abdul-Aziz MH, Lipman J i wsp. Individualised antibiotic dosing for patients who are critically ill: challenges and potential solutions. Lancet Infect Dis 2014;14(6):498–509 [doi: 10.1016/S1473-3099(14)70036-2].
  11. Pea F, Viale P. The antimicrobial therapy puzzle: could pharmacokinetic-pharmacodynamic relationships be helpful in addressing the issue of appropriate pneumonia treatment in critically ill patients? Clin Infect Dis 2006:42(12);1764–1771 [doi: 10.1086/504383].
  12. Kumar A, Roberts D, Wood KE i wsp. Duration of hypotension before initiation of effective antimicrobial therapy is the critical determinant of survival in human septic shock. CritCareMed 2006;34(6):1589–1596 [doi: 10.1097/01.CCM.0000217961.75225.E9].
  13. Niederman MS. Use of broad-spectrum antimicrobials for the treatment of pneumonia in seriously ill patients: maximizing clinical outcomes and minimizing selection of resistant organisms. Clin Infect Dis 2006;42(Suppl 2):S72–S81 [doi: 10.1086/499405].
  14. Hoo GS, Liew YX, Kwa AL. Optimisation of antimicrobial dosing based on pharmacokinetic and pharmacodynamic principles. Indian J Med Microbiol 2017;35(3):340–346 [doi: 10.4103/ijmm.IJMM_17_278].
  15. Scaglione F, Paraboni L. Pharmacokinetics/pharmacodynamics of antibacterials in the Intensive Care Unit: setting appropriate dosing regimens. Int J Antimicrob Agents 2008;32(4):294–301 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2008.03.015].
  16. Roberts JA, Kirkpatrick CM, Roberts MS i wsp. First-dose and steady-state population pharmacokinetics and pharmacodynamics of piperacillin by continuous or intermittent dosing in critically ill patients with sepsis. Int J Antimicrob Agents 2010;35(2):156–163 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2009.10.008].
  17. Roberts JA, Pea F, Lipman J. The clinical relevance of plasma protein binding changes. Clin Pharmacokinet. 2013;52(1):1–8 [doi: 10.1007/s40262-012-0018-5].
  18. Mouton JW, Jacobs N, Tiddens H i wsp. Pharmacodynamics of tobramycin in patients with cystic fibrosis. Diagn Microbiol Infect Dis 2005;52(2):123–127 [doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2005.02.011].
  19. Finfer S, Bellomo R, Boyce N i wsp. A comparison of albumin and saline for fluid resuscitation in the intensive care unit. New Eng J Med 2004;350(22):2247–2256 [doi: 10.1056/NEJMoa040232].
  20. Udy AA, Varghese JM, Altukroni M i wsp. Subtherapeutic initial β-lactam concentrations in select critically ill patients: association between augmented renal clearance and low trough drug concentrations. Chest. 2012;142(1):30–39 [doi: 10.1378/chest.11-1671].
  21. Bagshaw SM, George C, Dinu I i wsp. A multi-centre evaluation of the RIFLE criteria for early acute kidney injury in critically ill patients. Nephrol Dial Transplant 2008;23(4):1203–1210 [doi: 10.1093/ndt/gfm744].
  22. Jamal JA, Economou CJ, Lipman J i wsp. Improving antibiotic dosing in special situations in the ICU: burns, renal replacement therapy and extracorporeal membrane oxygenation. Curr Opin Crit Care 2012;18(5):460–471 [doi: 10.1097/MCC.0b013e32835685ad].
  23. Joukhadar C, Frossard M, Mayer BX i wsp. Impaired target site penetration of beta-lactams may account for therapeutic failure in patients with septic shock. Crit Care Med 2001;29(2):385–391.
  24. Roberts DM, Roberts JA, Roberts MS i wsp. Variability of antibiotic concentrations in critically ill patients receiving continuous renal replacement therapy – a multicentre pharmacokinetic study. Crit Care Med 2012;40(5):1523–1528 [doi: 10.1097/CCM.0b013e318241e553].
  25. Felton TW, Hope WW, Roberts JA. How severe is antibiotic pharmacokinetic variability in critically ill patients and what can be done about it? Diagn Microbiol Infect Dis 2014;79(4):441–447 [doi: 10.1097/CCM.0b013e318241e553].
  26. Udy AA, Roberts JA, Lipman J. Implications of augmented renal clearance in critically ill patients. Nat Rev Nephrol 2011;7(9):539–543 [doi: 10.1038/nrneph.2011.92].
  27. Rodvold KA, George JM, Yoo L. Penetration of anti-infective agents into pulmonary epithelial lining fluid: focus on antibacterial agents. Clin Pharmacokinet 2011;50(10):637–664 [doi: 10.2165/11594090-000000000-00000].
  28. Cheng V, Abdul-Aziz MH, Roberts JA i wsp. Optimising drug dosing in patients receiving extracorporeal membrane oxygenation. J Thorac Dis 2018;10(Supl 5):S629–S641 [doi: 10.21037/jtd.2017.09.154].
  29. Shekar K, Roberts JA, McDonald CI i wsp. Protein-bound drugs are prone to sequestration in the extracorporeal membrane oxygenation circuit: results from an ex vivo study. Crit Care 2015;19:164 [doi: 10.1186/s13054-015-0891-z].
  30. Shekar K, Fraser JF, Taccone FS i wsp. The combined effects of extracorporeal membrane oxygenation and renal replacement therapy on meropenem pharmacokinetics: a matched cohort study. Crit Care 2014;18(6):565 [doi: 10.1186/s13054-014-0565-2].
  31. Scaglione F, Esposito S, Leone S i wsp. Feedback dose alteration significantly affects probability of pathogen eradication in nosocomial pneumonia. Eur Respir J 2009;34(2):394–400 [doi: 10.1183/09031936.00149508].
  32. Roberts JA, Norris R, Paterson DL i wsp. Therapeutic Drug Monitoring of antimicrobials. Br J ClinPharmacol 2012;73(1):27–36 [doi: 10.1111/j.1365-2125.2011.04080.x].
  33. Wong G, Briscoe S, Adnan S i wsp. Protein Binding of β-Lactam Antibiotics in Critically Ill Patients: Can We Successfully Predict Unbound Concentrations? Antimicrob Agents Chemother 2013;57(12):6165–6170 [doi: 10.1128/AAC.00951-13].
  34. Pea F, Brollo L, Viale P i wsp. Teicoplanin therapeutic drug monitoring in critically ill patients: a retrospective study emphasizing the importance of a loading dose. J Antimicrob Chemother 2003;51(4):971–975 [doi: 10.1093/jac/dkg147].
  35. Slayer L,Cotton F, Taccone FS i wsp. Recomended β-lactam regimens are inadequate in septic patients treated with continuous renal replacement therapy. Crit Care 2011;15(3):R137 [doi: 10.1186/cc10257].
  36. Borsuk-De Moor A, Rypulak E, Potręć B i wsp. Population pharmacokinetics of high-dose tigecycline in patients with sepsis or septic shock. Antimicrobial Agents Chemotherapy 2018;62(4):e02273–e02317 [doi: 10.1128/AAC.02273-17].
  37. Roberts JA, Kirkpatrick CM, Lipman J. Monte Carlo simulations: maximizing antibiotic pharmacokinetic data to optimize clinical practice for critically ill patients. J Antimicrob Chemother 2011;66(2):227–231 [doi: 10.1093/jac/dkq449].
  38. Taccone FS, de Backer D, Laterre PF i wsp. Pharmacokinetics of a loading dose of amikacin in septic patients undergoing continuous renal replacement therapy. Int J Antimicrob Agents 2011;37(6):531–535 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2011.01.026].
  39. Dulhunty JM, Roberts JA, Davis JS i wsp. Continuous infusion of beta-lactam antibiotics in severe sepsis: a multicenter double-blind, randomized controlled trial. Clin Infect Dis 2013;56(2):236–244 [doi: 10.1093/cid/cis856].
  40. Lodise TP, Sorgel F, Melnick D i wsp. Penetration of meropenem into epithelial lining fluid of patients with ventilator-associated pneumonia. Antimicrob Agents Chemother, 2011; 55: 1606–1610 [doi: 10.1128/AAC.01330-10].
  41. Pea F, Viale P, Furlanut M. Antimicrobial therapy in critically ill patients: a review of pathophysiological conditions responsible for altered disposition and pharmacokinetic variability. Clin Pharmacokinet 2005;44(10):1009–1034 [doi: 10.2165/00003088-200544100-00002].
  42. Lodise TP Jr. Lomaestro B, Drusano GL. Piperacillin-tazobactam for Pseudomonas aeruginosa infection: clinical implications of an extended-infusion dosing strategy. Clin Infect Dis 2007;44(3):357–363 [doi: 10.1086/510590].
  43. Arnold HM, Hollands JM, Skrupky LP i wsp. Prolonged infusion antibiotics for suspected gram-negative infections in the ICU: a before-after study. Ann Pharmacother. 2013;47(2):170–180 [doi: 10.1345/aph.1R523].
  44. Kasiakou SK, Sermaides GJ, Michalopoulos A i wsp. Continuous versus intermittent intravenous administration of antibiotics: a meta-analysis of randomised controlled trials. Lancet Infect Dis 2005;5(9):581–589 [doi: 10.1016/S1473-3099(05)70218-8].
  45. Hao JJ, Chen H, Zhou JX. Continuous versus intermittent infusion of vancomycin in adult patients: A systematic review and meta-analysis. Int J Antimicrob Agents 2016;47(1):28–35 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2015.10.019].
  46. Waineo MF, Kuhn TC, Brown DL. The pharmacokinetic/pharmacodynamic rationale for administering vancomycin via continuous infusion. J Clin Pharm Ther 2015;40(3):259–265 [doi: 10.1111/jcpt.12270].
  47. Adembri C, Fallani S, Cassetta MI i wsp. Linezolid pharmacokinetic/ pharmacodynamic profile in critically ill septic patients: intermittent versus continuous infusion. Int J Antimicrob Agents, 2008;31(2):122–129 [doi: 10.1016/j.ijantimicag.2007.09.009].
  48. De Pascale G, Fortuna S, Tumbarello M i wsp. Linezolid plasma and intrapulmonary concentrations in critically ill obese patients with ventilator-associated pneumonia: intermittent vs continuous administration. Intensive Care Med. 2015;41(1):103–110 [doi: 10.1007/s00134-014-3550-y].

Mirosław Czuczwar otrzymywał honoraria za przeprowadzanie wykładów i szkoleń dla firm farmaceutycznych produkujących antybiotyki: Astellas, Fresenius Kabi, MSD, Pfizer.

MAVIPURO POLSKA Sp. z o.o.
ul. Wyspowa 2/13
03-687 Warszawa
Tel.: +48 22 110 03 81
Fax:   +48 22 378 28 51
e-mail: kontakt@mavipuro.pl

 

POLITYKA PRYWATNOŚCI