Srovnání účinnosti cefotaximu, chloramphenicolu, tetracyclinu, erythromycinu, clindamycinu,

Cílem této studie bylo zjištění rozdílu v in vitro účinnosti vyšetřovaných antibiotik v souboru 398 kmenu S. pneumoniae, který podle citlivosti k penicilinu zahrnoval 273 kmenu citlivých a 125 kmenu rezistentních (včetně kmenu rezistentních intermediárně). Soubor kmenu sloužil k účelum této studie, a tudíž nereflektuje prevalenci penicilinové rezistence v čR, která se pohybuje jen v rozmezí 5–7 %. Cefotaxim je účinný na všechny kmeny citlivé k penicilinu, avšak pouze na třetinu kmenu rezistentních. Frekvence výskytu rezistence k chloramphenicolu, erythromycinu a clindamycinu je u kmenu rezistentních k penicilinu zhruba pětinásobně vyšší (25,6–36,8 %) než u kmenu citlivých k penicilinu (5,1–8,1 %). Rezistence k penicilinu je téměř ve všech případech sdružená s rezistencí k co-trimoxazolu (u 94 % kmenu). Rifampicin a levofloxacin v terapeutických koncentracích inhibují téměř všechny kmeny S. pneumoniae bez ohledu na jejich citlivost nebo rezistenci k penicilinu. Vyskytly se pouze dva kmeny vysoce rezistentní k rifampicinu a rezistentní k penicilinu, izolované v jedné lokalitě současně od dvou pacientu. Jeden kmen vysoce rezistentní k ciprofloxacinu a levofloxacinu byl k penicilinu a ostatním antibiotikum citlivý. K vyhledávání kmenu S. pneumoniae rezistentních k novým fluorochinolonum určeným k léčbě infekcí dýchacích cest lze použít ciprofloxacin pro inherentně nízkou aktivitu u kmenu tohoto druhu.

Úvod

Streptococcus pneumoniae je nejčastější příčinou bakteriálních pneumonií u pacientu v komunitě i v nemocnicích, akutních otitid, sinusitid a meningitid [1]. Je však také součástí normálního osídlení sliznice horních dýchacích cest a nosičství kmenu tohoto druhu v nosohltanu je obvyklé i u zdravých osob, zejména u dětí [2].

Penicilin je nejvýznamnějším antibiotikem pro léčbu infekcí zpusobených streptokoky včetně S. pneumoniae [3]. Existuje však množství dukazu o tom, že rezistence u S. pneumoniae v posledních dvaceti letech celosvětově vzrustá a z oblastí s vysokou prevalencí se rychle šíří [4]. Velké mezinárodní studie, jako je Alexander Project [5] nebo Protekt [6], potvrzují, že na jednotlivých kontinentech a mezi zeměmi těchto kontinentu jsou velké rozdíly v prevalenci rezistence S. pneumoniae k penicilinu, dalším b-laktamovým antibiotikum, makrolidum a jiným skupinám antibiotik. Antibiotická rezistence kmenu S. pneumoniae izolovaných od pacientu s infekcí dýchacích cest je od roku 1996 pravidelně sledována také v české republice (čR) Pracovní skupinou pro monitorování rezistence [7].

Nejvýznamnější hnací silou, která umožňuje vznik a šíření antibiotické rezistence, je zbytečná spotřeba antibiotik [8], jejichž největší objem se podává pacientum s virovou nebo banální bakteriální infekcí. V roce 2000 doporučila WHO zahájit celosvětovou aktivitu pro potlačení hrozby antibiotické rezistence [9], k jejímuž provádění v členských a čekatelských zemích vydala Evropská unie podrobný návod [10]. Cílem je zachování účinnosti antibiotik zlepšením kvality jejich používání řadou zásadních změn, z nichž na prvním místě je náhrada empirického podávání antibiotik cílenou léčbou podle etiologie infekce.

Jednou z nejvýznamnějších součástí těchto aktivit je surveillance antibiotické rezistence v projektu EARSS (European Antimicrobial Resistance Surveillance System) [11]. Tohoto projektu, zaměřeného na čtyři nejčastější puvodce invazivních infekcí (včetně S. pneumoniae), se účastní 25 evropských zemí včetně čR [12]. komentované výsledky jsou ve čtvrtletních intervalech zveřejňovány na adrese http://earss.rivm.nl. EARSS u S. pneumoniae sleduje minimální inhibiční koncentrace (MIC) jen u dvou antibiotik volby (penicilin a cefotaxim/ceftriaxon) a u ciprofloxacinu jako indikátoru chinolonové rezistence. Tyto informace je zapotřebí v jednotlivých zemích doplnit o vyšetření kmenu z jiných vzorku a také rozšířit počet vyšetřovaných antibiotik k získání potřebných argumentu pro stanovení jejich pozice v návrhu léčby.

Materiál a metody

Kmeny. Vyšetřovaný soubor obsahoval 398 izolátu S. pneumoniae zaslaných 53 mikrobiologickými laboratořemi do Národní referenční laboratoře (NRL) pro antibiotika nebo do NRL pro streptokoky a enterokoky Státního zdravotního ústavu (SZÚ) v Praze. 78 kmenu pocházelo z roku 2001, 320 kmenu z roku 2002. Převaha kmenu byla izolována z validních vzorku odebraných pacientum s klinickými známkami bakteriální infekce, 76 kmenu izolovaných z výtěru z krku nebo nosu bylo zařazeno do souboru pro zvýšení podílu kmenu necitlivých k penicilinu. Puvod kmenu podle charakteru vzorku uvádí tab. 1. V SZÚ byly kmeny reidentifikovány a uloženy při –70 °C. Před vyšetřením citlivosti byly vyočkovány na krevní agar a jednou přeočkovány. Opakované izoláty od jednoho pacienta byly ze souboru vyřazeny.

Vyšetření citlivosti. Minimální inhibiční koncentrace (MIC) antibiotik byly vyšetřeny agarovou diluční metodou na pudě Mueller Hinton agar se 7 % ovčí krve, u co-trimoxazolu (kombinace trimethoprim/sulfamethoxazol) byla krev nahrazena 3% lyzátem koňské krve. Zdrojem antibiotik byly tablety s deklarovaným obsahem antibiotik Adatab (Mast) určené pro vyšetření MIC s výjimkou levofloxacinu, který poskytl Aventis čR. Koncentrace vyšetřovaných antibiotik v ředění dvojnásobné geometrické řady byly zvoleny tak, aby zahrnuly distribuci MIC v souborech citlivých a necitlivých kmenu. Rozmezí koncentrací bylo pro penicilin a cefotaxim 0,004–8 mg/l, ery-

thromycin a clindamycin 0,016–32 mg/l, rifampicin 0,008–32 mg/l, chloramphenicol, tetracyclin, co-trimoxazol, ciprofloxacin a levofloxacin 0,063–32 mg/l. Příprava testovacích pud, inokula bakterií, očkování, inkubace a odečtení MIC byly provedeny podle rutinní metodiky [13], interpretace výsledku vyšetření MIC do tří kategorií citlivosti byla provedena podle NCCLS [14]. K zajištění kvality vyšetření MIC antibiotik v souboru byla s každou sérií kmenu současně vyšetřena MIC antibiotik u kontrolních kmenu S. pneumoniae CNCTC 5043 (kopie S. pneumoniae ATCC 49619) a S. aureus CNCTC 5480 (kopie S. aureus ATCC 29213).

Výsledky

Distribuce minimálních inhibičních koncentrací (MIC) deseti vyšetřovaných antibiotik v souboru 398 izolátu S. pneumoniae je v tab. 2. Celková charakteristika souboru podle rozmezí a dalších parametru MIC včetně hraničních koncentrací antibiotik pro citlivé kmeny a interpretace výsledku jsou v tab. 3. V obou tabulkách jsou kmeny rozděleny podle citlivosti k penicilinu na dva soubory, k jejichž označení jsou použity běžně používané zkratky PSSP (penicillin-susceptible S. pneumoniae) a PNSP (penicillin-nonsusceptible S. pneumoniae). Soubor PSSP obsahuje 273 kmenu inhibovaných nízkými koncentracemi penicilinu ≤(£0,063 mg/l), soubor PNSP tvoří 125 kmenu, 100 (80 %) z nich  je v kategorii intermediární rezistence (MIC 0,125–1 mg/l), zbývajících 25 (20 %) je plně rezistentních k penicilinu (MIC ≥£2 mg/l).

V tab. 2 jsou kmeny barevně odlišeny podle kategorie citlivosti. Cefotaxim v koncentraci £≤0,5 mg/l inhibuje všechny PSSP a 33,6 % kmenu PNSP, ostatní PNSP (66,4 %) jsou necitlivé k cefotaximu. Necelá polovina (43,2 %) ze všech PNSP je k cefotaximu intermediárně rezistentní (MIC 1 mg/l), 23,2 % kmenu PNSP je rezistentních plně (MIC ≤£2 mg/l).

U jiných než b-laktamových antibiotik se intermediární rezistence vyskytuje u kmenu našeho souboru velmi vzácně. Prakticky se jedná o ojedinělý výskyt  intermediárně rezistentních kmenu tetracyclinu u 4 kmenu PSSP, jednoho kmene PNSP u erythromycinu, 13 kmenu u co-trimoxazolu (5 kmenu u PSSP a 8 u PNSP), chloramphenicol nemá podle NCCLS [14] kategorii intermediární rezistence vubec a u rifampicinu a levofloxacinu nespadá do této kategorie žádný kmen. Všechny kmeny našeho souboru jsou označeny jako intermediárně rezistentní k ciprofloxacinu s výjimkou jednoho vysoce rezistentního kmene, který byl rovněž ve vysokém stupni rezistentní k levofloxacinu. Údaje MIC uvedené v tab. 2 souhrnně uvádí tab. 3. Rezistence k chloramphenicolu (MIC ≥≥4 mg/l) se vyskytla u 5,1 % kmenu PSSP, 25,6 % PNSP, k tetracyclinu bylo rezistentních 14,7 % kmenu PSSP a 36 % kmenu PNSP, k erythromycinu a clindamycinu byl rezistentní přibližně stejný počet kmenu PSSP (7,7 % a 6,2 %), avšak rozdíl byl u kmenu PNSP (36,8 % kmenu rezistentních k erythromycinu a 29,6 % ke clindamycinu). Ke co-trimoxazolu bylo rezistentních jen 8,1 % kmenu PSSP, avšak téměř všechny PNSP (93,6 %). Lze konstatovat, že výrazný rozdíl ve frekvenci rezistence mezi PSSP a PNSP byl pozorován u všech vyšetřovaných antibiotik s výjimkou rifampicinu, k němuž byla prokázána rezistence u dvou kmenu rezistentních k penicilinu, a levofloxacinu s jedním rezistentním kmenem citlivým k penicilinu.

Diskuse

Výsledky této práce nelze používat jako informaci o prevalenci antibiotické rezistence u druhu S. pneumoniae v čR. Vyšetřovaný soubor 398 kmenu byl záměrně sestaven tak, aby obsahoval reprezentativní soubor izolátu s ruzným stupněm rezistence k penicilinu, izolovaných ve stejném období jako kmeny citlivé. Sběr početně validního souboru kmenu S. pneumoniae rezistentních k penicilinu, získaných ze vzorku od pacientu s respirační nebo invazivní infekcí, limituje nízká prevalence rezistence, která se v čR pohybuje v rozmezí 5–7 % [7,11,12]. Cílem práce bylo vyšetření možných vazeb mezi rezistencí k penicilinu a rezistencí k dalším antibiotikum, která se používají k léčbě infekcí zpusobených tímto druhem. Multirezistence u kmenu S. pneumoniae necitlivých k penicilinu je dlouhodobě známa, avšak v jednotlivých zemích se liší prevalence výskytu kmenu s určitým vzorem rezistence [4].

Z našich výsledku vyplývá, že citlivost kmene S. pneumoniae k penicilinu implikuje bezvýhradně citlivost také k cefotaximu. Na druhé straně je však citlivých k cefotaximu jen 33,4 % z kmenu rezistentních k penicilinu (bez ohledu na stupeň rezistence), rezistenci ve vysokém stupni má zhruba 1/3 těchto kmenu, ostatní kmeny jsou rezistentní intermediárně. Při léčbě závažné infekce, jakou je například pneumokoková meningitida, je tedy cefotaxim (nebo cetriaxon) ve srovnání s penicilinem aktivnější jen na část kmenu rezistentních k penicilinu.

Penicilinová rezistence (v intermediárním nebo vysokém stupni) je u S. pneumoniae obvykle sdružena s rezistencí k antibiotikum z jiných skupin, avšak některé kmeny mohou být k těmto antibiotikum rezistentní také samostatně. Rezistence k chloramphenicolu, clindamycinu a erythromycinu byla v souboru kmenu citlivých k penicilinu téměř identická v rozmezí 5,1–7,7 % u jednotlivých antibiotik, v souboru kmenu rezistentních k penicilinu byla zhruba 5krát vyšší v rozmezí 25,5–36,6 %.

Makrolidová rezistence u S. pneumoniae se v čR pohybuje v rozmezí 4–8 % [7,11,12], avšak v některých zemích několikanásobně převyšuje rezistenci k penicilinu. Například Japonsko, Jižní Korea, a Hong Kong hlásí rezistenci k těmto antibiotikum v rozmezí 70–80 %, nejvyšší rezistence v Evropě je ve Francii (58 %) a v Maiarsku (56 %) [6].

Vysoká prevalence ke co-trimoxazolu u 93,3 % kmenu rezistentních k penicilinu svědčí o prevalenci sdružené rezistence k těmto dvěma antibiotikum. Naopak rezistence kmene k penicilinu nemá žádný vliv na rezistenci k rifampicinu a levofloxacinu. V celém souboru kmenu byly pouze dva rezistentní k rifampicinu (MIC >32 mg/l), oba byly intermediárně rezistentní k penicilinu, patřily k sérotypu 21 a byly izolovány ve stejné době v jedné laboratoři na jihu Moravy ze vzorku z ucha od dvou chlapcu mladších jednoho roku s akutní infekcí horních dýchacích cest. Zajímavý byl rovněž jediný kmen rezistentní k levofloxacinu, avšak citlivý k penicilinu (MIC 0,016 mg/l) a dalším antibiotikum, izolovaný v jedné laboratoři v jižních čechách z krve 58letého muže. Tento kmen sérotypu 10A byl shodně rezistentní k ciprofloxacinu a levofloxacinu ve vysokém stupni (MIC >32 mg/l) a kolem disku s cipro-floxacinem a levofloxacinem nevytvářel žádnou inhibiční zónu.

Chinolony ciprofloxacin a ofloxacin nejsou indikovány k léčbě pneumokokových infekcí, a proto například Velká Británie nebo Švédsko označují všechny kmeny S. pneumoniae k těmto antibiotikum za necitlivé (intermediárně rezistentní) s výjimkou kmenu inhibovaných koncentracemi vyššími než 4 mg/l, které jsou plně rezistentní [11]. Tuto interpretaci výsledku vyšetření MIC jsme uplatnili také při hodnocení našeho souboru. Prukaz rezistence ve vysokém stupni k ciprofloxacinu nebo ofloxacinu má informativní charakter o možnosti výskytu rezistence k chinolonum novějším. I když náš poměrně velký soubor obsahoval pouze jeden takový kmen, jeho identický stupeň rezistence ke staršímu i novému fluorochinolonu potvrzuje význam prukazu rezistence k ciprofloxacinu pro podezření na výskyt kmenu rezistentních také k novým fluorochinolonum, i když se tyto kmeny vyskytují doposud ojediněle.

V interpretaci stupně rezistence u kmenu necitlivých k antibiotikum jsme použili hodnoty MIC, které uvádí NCCLS [14]. Ukázalo se, že s výjimkou penicilinu a cefotaximu jen velmi málo kmenu přísluší podle této interpretace do kategorie kmenu intermediárně rezistentních. V našem souboru 398 kmenu bylo celkem jen 19 kmenu s intermediární rezistencí (k tetracyclinu nebo erythromycinu nebo ke co-trimoxazolu). Vzhledem k tomu, že potřebný terapeutický účinek antibiotika lze očekávat jen u kmenu citlivých, má stanovení stupně rezistence v rutinní praxi význam jen u některých antibiotik a druhu bakterií, jako je tomu u b-laktamových antibiotik a S. pneumoniae, u ostatních antibiotik postačuje pro odlišení kmenu označení kategorie citlivosti a rezistence.

Práce byla částečně podpořena grantem IGA MZ čR NI/6799-3 Analýza vzniku a příčin antibiotické rezistence u Streptococcus pneumoniae a S. pyogenes v české republice.