Μελέτη της in vitro δραστικότητας της κεφντιτορένης έναντι στελεχών Streptococcus pneumoniae και εντεροβακτηριακών απομονωθέντων από εξωνοσοκομειακές λοιμώξεις

Abstract

Background: Increasing antibiotic resistance among Streptococcus pneumoniae as wellas uropathogens imposes difficulties in the empirical treatment of community acquiredpneumococcal infections, as well as community Urinary Tract Infections (cUTI).Cefditoren pivoxil is a 3rd generation oral cephalosporin that was recently licensed inGreece for the treatment of community acquired pneumococcal infections and has beenlicensed for cUTIs only in Japan.Purpose: The purpose of the present study was to evaluate the in vitro efficacy andkilling kinetic profile of cefditoren against recently isolated S. pneumoniae isolates fromcommunity acquired infections, as well as recently isolated uropathogens fromcommunity acquired Urinary Tract Infections in Greece.Methods: A total of 338 S. pneumoniae strains, isolated during 2004-2006 from clinicalspecimens of adults and children as well as from nasopharyngeal swabs of preschoolhealthy children were tested against 10 antibiotics by E-test method, according to CLSIrecommendations, except from cefditoren, which was tested by agar dilution method. Inlack of CLSI / EUCAST established breakpoints, isolates with MIC ≥2 mg/L wereconsidered as resistant, according to the recent literature.The susceptibility of 563 Gram (-) isolates recovered during 2005-2007 frompatients with complicated and uncomplicated UTIs treated as outpatients, were testedagainst 19 antibiotics, including the most commonly used in the community, by diskdiffusion method and by E-test method for ciprofloxacin (CLSI 2011). Thesusceptibility of the microorganisms to cefditoren was tested by agar dilution method.Isolates with MIC ≥2 mg/L were considered as resistant, according to the recentliterature.The killing kinetic profile of cefditoren was also evaluated by killing curves for 20S. pneumoniae isolates and for 20 Enterobacteriaceae isolates (16 Escherichia coli and4 Klebsiella pneumoniae), using concentrations of 1x, 2x and 4x MIC and within 0, 2,4, 6, 8, 10, 12 and 24 hours of incubation for S. pneumoniae strains and for 0, 2, 4, 6and 24 hours of incubation for Enterobactericeae strains. Results: A total of 337 isolates of S. pneumoniae was studied, 91.1% of which weresusceptible to penicillin, 8,6% were intermediate and 0.3% were resistant, with respectto CLSI 2011 non-meningitic breakpoints for parenteral use of penicillin. For cefditorenin total, resistance rates were 1.2% (4/337). Cefditoren was efficacious against S.pneumoniae isolates irrespective of the presence of penicillin non-susceptibility. Nonsusceptibilityrates (intermediate resistance plus resistance rates) for the rest of theagents tested were: cefuroxime 40.8%, ceftriaxone 2.7%, erythromycin 59.3%,tetracycline 43.9%, cotrimoxazole 62.8% and ciprofloxacin 4.9%. All strains weresusceptible to levofloxacin and moxifloxacin. Only cotrimoxazole displayedsignificantly different non-susceptibility rates between clinical and carriagepneumococcal isolates (45.1 vs 65.9% respectively, P= 0.007). MIC values wereavailable for the whole antimicrobial agent panel for 321/337 pneumococcal isolates(95.3%). Strains susceptible to all agents tested accounted for 20.6% (66/321).Multiresistance was not associated with the source of the culture. Cefditoren nonsusceptibilitywas evident in strains concurrently resistant to 5 agents.A total of 563 Enterobacteriaceae isolates (330 Escherichia coli, 142 Proteusmirabilis and 91 Klebsiella spp) was studied. MIC50 / MIC90 of cefditoren was 0.25 / 0.5mg/L respectively, with 97.1% of the isolates being inhibited at 1 mg/L. All 9 strainsproducing ESBL enzymes were resistant to cefditoren. Susceptibility rates % foramoxycillin / clavulanic acid, cefuroxime axetil, cefotaxime, ciprofloxacin,trimethoprim / sulfamethoxazole and fosfomycin were 93.1, 94.1, 96.8, 93.1, 71.9 and92.8 respectively. Cefditoren MIC was significantly higher in nalidixic / ciprofloxacinnon-susceptible strains. Resistance to cefditoren was not associated with resistance tomecillinam, fosfomycin, nitrofurantoin and aminoglycosides. Multivariate analysisdemonstrated history of urinary tract infection in the last two weeks or three months asrisk factors for cefditoren resistance.The killing kinetic studies, by killing curves, showed that cefditoren displayed cidalactivity within 24 hours against all S. pneumoniae and Enterobacteriaceae strainsstudied (susceptible and non-susceptible to cefditoren), by decreasing the initialinoculums at least 3log10. For cefditoren susceptible strains (0.125 - 1 mg/L) killingeffect was evident within 6 hours at concentrations equal to 4x MIC. Conclusions: Cefditoren exerted an excellent in vitro antibacterial activity, retaininglow MICs against S. pneumoniae strains displaying resistance to penicillin anderythromycin, although statistically significant differences in MIC distribution wereobserved between penicillin non-susceptible and susceptible strains and erythromycinnon-susceptible and susceptible strains. Cefditoren could prove a valuable alternative toexisting drugs for community acquired pneumococcal infections treated in theoutpatient setting.Cefditoren also exhibited enhanced in vitro activity against the most commonuropathogens in the outpatient setting, representing an alternative oral treatment optionfor UTIs in patients with risk factors for resistance to first-line antibiotics. Clinicalstudies are warranted to clearly define its possible role in the treatment of UTIs inoutpatients.Cefditoren also, displaying a rapid killing effect both for S. pneumoniae and forEnterobacteriaceae, could prove a useful adjunction to the antibiotic outpatientarmamentarium, but implementation of breakpoints and continuous surveillance ofresistance are needed.

Εισαγωγή: Η αυξανόμενη αντοχή του πνευμονιοκόκκου, όπως επίσης και των Εντεροβακτηριακών στα αντιβιοτικά έχει επιφέρει δυσκολίες στην εμπειρική θεραπεία των πνευμονιοκοκκικών λοιμώξεων και των ουρολοιμώξεων της κοινότητας. Η κεφντιτορένη είναι μία από του στόματος χορηγούμενη κεφαλοσπορίνη 3ης γενιάς, για την οποία πρόσφατα δόθηκε στην Ελλάδα άδεια χορήγησής της για τη θεραπεία πνευμονιοκοκκικών λοιμώξεων της κοινότητας, ενώ έχει δοθεί άδεια χορήγησής τηςγια τη θεραπεία ουρολοιμώξεων της κοινότητας μόνο στην Ιαπωνία.Σκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η αξιολόγηση της in vitro αποτελεσματικότητας, όπως και του βακτηριοκτόνου κινητικού προφίλ της κεφντιτορένης έναντι πρόσφατα απομονωθέντων στελεχών πνευμονιοκόκκου από πνευμονιοκοκκικές λοιμώξεις, καθώς επίσης και έναντι πρόσφατα απομονωθέντων Εντεροβακτηριακών από ουρολοιμώξεις της κοινότητας στην Ελλάδα.Υλικό - Μέθοδοι: Ένα σύνολο 337 στελεχών Streptococcus pneumoniae, απομονωθέντων κατά τα έτη 2004 - 2006, από κλινικά δείγματα ενηλίκων και παιδιών, όπως επίσης και από ρινοφαρυγγικά επιχρίσματα υγιών παιδιών προσχολικής ηλικίας,μελετήθηκε για την ευαισθησία του έναντι 10 αντιβιοτικών με τη μέθοδο E-test,σύμφωνα με τις οδηγίες του CLSI, εκτός από την κεφντιτορένη, η οποία μελετήθηκε μετη μέθοδο διαδοχικών αραιώσεων στο άγαρ. Λόγω έλλειψης καθιερωμένων ορίων ευαισθησίας τόσο από το CLSI όσο και από το EUCAST, στελέχη με MIC ≥2 mg/L για την κεφντιτορένη θεωρήθηκαν ανθεκτικά σε αυτή, σύμφωνα με την πρόσφατη βιβλιογραφία.Η ευαισθησία 563 Gram (-) στελεχών, τα οποία συλλέχθηκαν κατά τα έτη 2005 -2007 από ασθενείς με επιπλεγμένες και μη επιπλεγμένες λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος και οι οποίοι θεραπεύτηκαν ως εξωτερικοί ασθενείς, ελέγχθηκε έναντι 19 από του στόματος και παρεντερικά χορηγούμενων αντιβιοτικών, συμπεριλαμβανομένων και των πιο συχνά χρησιμοποιούμενων στην κοινότητα, με τη μέθοδο διάχυσης δίσκων και με τη μέθοδο E-test για τη σιπροφλοξασίνη (CLSI 2011). Η ευαισθησία των μικροοργανισμών στην κεφντιτορένη ελέγχθηκε με τη μέθοδο διαδοχικών αραιώσεων στο άγαρ. Όπως και για τον πνευμονιόκοκκο, στελέχη με MIC≥2 mg/L για την κεφντιτορένη θεωρήθηκαν ανθεκτικά σε αυτή, σύμφωνα με την πρόσφατη βιβλιογραφία.Το κινητικό προφίλ θανάτωσης της κεφντιτορένης μελετήθηκε με τις καμπύλες θανάτωσης στο χρόνο (killing curves) για 20 στελέχη S. pneumoniae και για 20 στελέχη Εντεροβακτηριακών (16 Escherichia coli και 4 Klebsiella pneumoniae),χρησιμοποιώντας συγκεντρώσεις ίσες προς 1x, 2x και 4x MIC και εντός 0, 2, 4, 6, 8,10, 12 και 24 ωρών για τον πνευμονιόκοκκο και 0, 2, 4, 6 και 24 ωρών για τα Εντεροβακτηριακά. Αποτελέσματα: Από το σύνολο των 337 στελεχών S. pneumoniae που μελετήθηκαν, το91.1% ήταν ευαίσθητα στην πενικιλλίνη, το 8,6% ήταν ενδιάμεσης αντοχής και το 0,3%ήταν ανθεκτικά, με βάση τα όρια ευαισθησίας του CLSI 2011 για παρεντερική χορήγηση πενικιλλίνης για μη-μηνιγγιτιδικά στελέχη. Σε ότι αφορά την κεφντιτορένη,το συνολικό ποσοστό αντοχής ήταν 1,2% (4/337). Επίσης, η κεφντιτορένη ήταν δραστική έναντι των στελεχών S. pneumoniae, ανεξάρτητα από την παρουσία ευαισθησίας ή αντοχής στην πενικιλλίνη. Τα ποσοστά μη-ευαισθησίας (ενδιάμεσης αντοχής και αντοχής) για τους υπόλοιπους αντιμικροβιακούς παράγοντες που μελετήθηκαν ήταν: κεφουροξίμη 40,8%, κεφτριαξόνη 2,7%, ερυθρομυκίνη 59,3%,τετρακυκλίνη 43,9%, κοτριμοξαζόλη 62,8% και σιπροφλοξασίνη 4,9%. Όλα τα στελέχη ήταν ευαίσθητα στη λεβοφλοξασίνη και στη μοξιφλοξασίνη. Μόνο η κοτριμοξαζόλη έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά στα ποσοστά μη-ευαισθησίας μεταξύ των κλινικών στελεχών και των στελεχών φορείας (45,1% έναντι 65,9% αντίστοιχα, P =0,007).Οι τιμές MIC ελέγχθηκαν για όλους τους υπό μελέτη αντιμικροβιακούς παράγοντες για 321/337 στελέχη πνευμονιοκόκκου (95,3%). Στελέχη ευαίσθητα σε όλους τους αντιμικροβιακούς παράγοντες ήταν το 20,6% (66/321). Η πολύ αντοχή (multiresistance)δε συσχετιζόταν με το είδος της καλλιέργειας. Μη-ευαισθησία στην κεφντιτορένη διαπιστώθηκε σε στελέχη με αντοχή σε 5 παράγοντες.Ένα σύνολο 563 στελεχών εντεροβακτηριακών μελετήθηκε (330 Escherichia coli,142 Proteus mirabilis και 91 Klebsiella spp.). Η MIC50 / MIC90 για την κεφντιτορένη ήταν 0,25 / 0,5 mg/L αντίστοιχα, με το 97,1% των στελεχών να αναστέλλονται στο 1mg/L. Και τα 9 στελέχη που παρήγαγαν ESBL ή ένζυμα ήταν ανθεκτικά στην κεφντιτορένη. Τα ποσοστά ευαισθησίας % για την αμοξυκιλλίνη / κλαβουλανικό οξύ,κεφουροξίμη axetil, κεφοταξίμη, σιπροφλοξασίνη, τριμεθοπρίμη / σουλφαμεθαξαζόλη και φωσφομυκίνη ήταν 93,1, 94,1, 96,8, 93,1, 71,9 και 92,8 αντίστοιχα. Η MIC της κεφντιτορένης ήταν σημαντικά υψηλότερη για τα στελέχη που ήταν μη-ευαίσθητα σεναλιδιξικό οξύ / σιπροφλοξασίνη. Η αντοχή στην κεφντιτορένη δε συσχετιζόταν με αντοχή στη μεσιλλινάμη, τη φωσφομυκίνη, τη νιτροφουραντοΐνη και τις αμινογλυκοσίδες. Η πολυπαραγοντική ανάλυση έδειξε ότι το ιστορικό ουρολοίμωξης τις τελευταίες δύο εβδομάδες ή τους τελευταίους τρεις μήνες αποτελούσε παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη αντοχής στην κεφντιτορένη. Το κινητικό προφίλ θανάτωσης της κεφντιτορένης, το οποίο μελετήθηκε με τις καμπύλες θανάτωσης στο χρόνο (killing curves), έδειξε ότι η κεφντιτορένη είχε βακτηριοκτόνο αποτέλεσμα εντός 24 ωρών έναντι όλων των στελεχών πνευμονιοκόκκου και Εντεροβακτηριακών που μελετήθηκαν (τόσο ευαίσθητων, όσο και μη-ευαίσθητων στην κεφντιτορένη) με μείωση της συγκέντρωσης των αποικιών σε σχέση με το αρχικό εναιώρημα κατά τουλάχιστον 3log10. Για τα στελέχη που ήταν ευαίσθητα στην κεφντιτορένη (MIC 0,125 - 1 mg/L) παρατηρήθηκε βακτηριοκτόνο αποτέλεσμα εντός 6 ωρών σε συγκεντρώσεις του αντιβιοτικού ίσες προς 4x MIC.Συμπέρασμα: Σε ότι αφορά τον πνευμονιόκοκκο, η κεφντιτορένη έδειξε άριστη in vitro αντιμικροβιακή δράση, διατηρώντας χαμηλές MIC ακόμη και έναντι στελεχών μη-ευαίσθητων στην πενικιλλίνη και στην ερυθρομυκίνη, παρόλο που υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά στην κατανομή της MIC μεταξύ των πενικιλλίνη μη-ευαίσθητων και ευαίσθητων στελεχών, όπως επίσης και μεταξύ των ερυθρομυκίνη μη-ευαίσθητων και ευαίσθητων στελεχών. Η κεφντιτορένη θα μπορούσε να αποτελεί μία πολύτιμη εναλλακτική επιλογή σε σχέση με τα ήδη χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά για τις πνευμονιοκοκκικές λοιμώξεις της κοινότητας, οι οποίες θεραπεύονται εξωνοσοκομειακά. Η κεφντιτορένη έδειξε επίσης αυξημένη in vitro δραστικότητα έναντι των πιο κοινών ουροπαθογόνων σε εξωτερικούς ασθενείς, αντιπροσωπεύοντας έτσι μία εναλλακτική λύση για την από του στόματος θεραπεία ουρολοιμώξεων σε ασθενείς με παράγοντες κινδύνου για ανάπτυξη αντοχής σε πρώτης γραμμής αντιβιοτικά. Οι περαιτέρω κλινικές μελέτες θα βοηθήσουν στον καθορισμό του ρόλου της κεφντιτορένης για τη θεραπεία των ουρολοιμώξεων της κοινότητας.Η κεφντιτορένη, δείχνοντας επίσης μία γρήγορη βακτηριοκτόνο δράση τόσο για τον πνευμονιόκοκκο όσο και για τα εντεροβακτηριακά, θα μπορούσε να προστεθεί στο«οπλοστάσιο» των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται για τις λοιμώξεις της κοινότητας, παρ’ όλο που χρειάζεται περαιτέρω μελέτη για τον καθορισμό των ορίων ευαισθησίας, όπως και συνεχής επίβλεψη για την πιθανή ανάπτυξη αντοχών.