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

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 (MIC50/90 0,25 mg/l) vůči kmenům Staphylococcus aureus citlivým k oxacilinu/meticilinu (n = 339) i vůči 118 kmenům rezistentním k oxacilinu/meticilinu (MIC50 0,5 mg/l; MIC90 1 mg/l). Excelentní aktivita byla zjištěna také vůči betahemolytickým streptokokům (Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae a Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis). Kmeny enterobakterií (n = 340) byly inhibovány koncentrací ? 0,5 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.

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

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].
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 2010 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 2012 ceftarolin fosamil pro nitrožilní léčbu komplikovaných infekcí kůže a měkkých tkání a komunitní pneumonie u dospělých pacientů [2].
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 1. 5. do 31. 5. 2012) byla v 15 mikrobiologických laboratořích lokalizovaných 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 30 kmenů Staphylococcus aureus (z toho 10 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.

Vyšetřování citlivosti

Kontrola kvality vyšetření citlivosti

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, MIC50 a MIC90 (koncentrace, které inhibují 50 %, respektive 90 % 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 MIC50 a MIC90 byly u kmenů S. aureus citlivých k oxacilinu/meticilinu (MSSA) identické (0,25 mg/l). U kmenů MRSA byly hodnoty MIC50 a MIC90 oproti MSSA vyšší (MIC50 0,5 mg/l, MIC90 1 mg/l). Ceftarolin vykazoval rovněž velmi dobrou aktivitu vůči betahemolytickým streptokokům (S. pyogenes, S. agalactiae a S. dysgalactiae subsp. equisimilis), graf 2. Nejvyšší hodnota MIC90 byla zjištěna u betahemolytických streptokoků skupiny B (S. agalactiae) – 0,016 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 MIC90 byly nalezeny u K. pneumoniae (0,5 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, 10, 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 (0,5 %).

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 2008–2009, aktivita ceftarolinu vůči MRSA může být patrně ovlivněna i klonálním typem izolátu [10]. Molekulární 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 80. 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 [10, 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.