Αντιμικροβιακά φάρμακα ΙΙ

Καθ. Σπύρος Πουρνάρας

Αν. Καθ. Γεωργία Βρυώνη

Εργαστήριο Μικροβιολογίας

Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

Αντιμικροβιακά φάρμακα ΙΙ • Αναστολείς σύνθεσης

νουκλεϊκών οξέων 1

• Αναστολείς σύνθεσης μεταβολιτών 2

• Δοκιμασίες ελέγχου της ευαισθησίας 3

ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΤΟΥ

DNA & RNA

Αναστολείς σύνθεσης DΝΑ

Κινολόνες

Ναλιδιξικό οξύ,

νεότερες φθοριο-κινολόνες

Νοβοβιοκίνη

Τοποϊσομεράση IV

γυράση

Φθοριοκινολόνη

Συνδέονται με 2

ένζυμα

(DNA γυράση Α,

τοποϊσομεράση).

Αναστέλλεται ο

πολλαπλασιασμός

του DNA

Δομή A2B2 A: parC gene B: parE gene

Δομή A2B2 A Subunit: gyrA gene B Subunit: gyrB gene

DNA gyrase (Τοποϊσομεράση ΙΙ)

Τοποϊσομεράση IV

Στόχος δράσης

δημιουργία

αρνητικών

υπερελικοειδών

συστροφών

δημιουργία

πρόσκαιρων τομών

στη διαδικασία

αυτή

Τοποϊσομεράση IV

γυράση

Φθοριοκινολόνη

Συνδέονται με 2

ένζυμα

(DNA γυράση Α,

τοποϊσομεράση).

Αναστέλλεται ο

πολλαπλασιασμός

του DNA

Δομή A2B2 A: parC gene B: parE gene

Δομή A2B2 A Subunit: gyrA gene B Subunit: gyrB gene

DNA gyrase (Τοποϊσομεράση ΙΙ)

Τοποϊσομεράση IV

Στόχος δράσης

δημιουργία

αρνητικών

υπερελικοειδών

συστροφών

δημιουργία

πρόσκαιρων τομών

στη διαδικασία

αυτή Πρόσφατα έχει προταθεί κα ένας άλλος μηχανισμός δράσης που αφορά στη

διέγερση του μηχανισμού SOS response στις επιδιορθώσεις του DNA.

ΚΙΝΟΛΟΝΕΣ DNA γυράση

Αναστέλλοντας την ελίκωση του DΝΑ, αναστέλλουν και τον

διπλασιασμό και τη μεταγραφή του DΝΑ

Eυρέως φάσματος

Χορηγούνται από του στόματος (καλή φαρμακοκινητική-

δυνατότητα μακράς θεραπείας στο σπίτι)

Λοιμώξεις από Gram-αρνητικά, αλλά και Gram-θετικά

βακτήρια

Ανάπτυξη αντοχής (μετάλλαξη γυράσης, αδυναμία εισόδου-

πορίνες, πλασμιδιακή αντοχή…..)

ΚΙΝΟΛΟΝΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

Βακτηριοκτόνα

PAE (postantibiotic effect)

Πλεονεκτική φαρμακοκινητική σε δύσκολα διαμερίσματα (προστάτη, οστά,

κυψελίδες, βρογχικές εκκρίσεις)

Κινολόνες

Μικρό μέγεθος μορίου

Όγκος κατανομής μεγάλος (χαμηλή πρωτεϊνοσύνδεση και

κατά συνέπεια μεγάλο όγκο κατανομής)

Συγκέντρωση σε φαγοκύτταρα

Ανοσοτροποιητική δράση

ΚΙΝΟΛΟΝΕΣ - ΟΜΑΔΕΣ

Ομάδα Ι (>1962)

Limited Spectrum

ναλιδιξικό οξύ (ΝΑ)

σινοξασίνη

Ομάδα ΙΙ (>1985)

Extended Spectrum (Gram-

negatives)

φθοριοκινολόνες

ενοξασίνη

νορφλοξασίνη

σιπροφλοξασίνη

οφλοξασίνη

πεφλοξασίνη

φλεροξασίνη

Ομάδα ΙΙΙ/ΙV (>1996)

Broad Spectrum

(+Gram-Positives,

αναερόβια, άτυπα)

λεβοφλοξασίνη

μοξιφλοξασίνη

γκατιφλοξασίνη

γκεμιφλοξασίνη

προυλιφλοξασίνη

ΝΑ που εμφανίστηκε το 1962

με ένδειξη τις λοιμώξεις του

κατώτερου ουροποιητικού

ΑΛΛΑ

• πτωχή Φαρμακοκινητική

•συχνές ανεπιθύμητες εν.

•ταχεία ανάπτυξη αντοχής

GP Staphylococci (MS)

Streptococci, Enterococci

GN Enterobacteriaceae

Pseudomonas aeruginosa (Ciprofloxacin)

Acinetobacter

Moraxella , Neisseria, Haemophilus

Campylobacter, Vibrio, Yersinia

Αναερόβια όχι

Άτυπα Chlamydia, Mycoplasma, Ureaplasma

Legionella, Rickettsia

Mycobacteria CIP

2η Γενιά

Αντοχή:

E. coli ουροπαθογόνο

20%

Pseudononas 80%.

(Ελλάδα)

Campy 50% διεθνώς.

Γονόκοκκος 85% στη

ΝΑ Ασία.

Αυξημένες MIC στη

σαλμονέλλα.

GP

Staphylococci (και Methicillin-Resistant)

Streptococci, S. pneumoniae (και Pen-R)

Enterococci

GN Enterobacteiaceae

Pseudomonas aeruginosa ΄Οχι

Acinetobacter

Moraxella , Neisseria, Haemophilus

Campylobacter, Vibrio, Yersinia

Αναερόβια (Moxifloxacin)

Άτυπα Chlamydia, Mycoplasma, Ureaplasma

Legionella, Rickettsia

Mycobacteria M. tuberculosis (Moxiflixacin)

3η Γενιά

Nitrofurantoin

Διασπά το DNA μέσω πολλαπλών επιδράσεων

Ευρύ φάσμα δράσης, αλλά η κλινική αποτελεσματικότητα έχει αποδειχθεί

μόνο έναντι Escherichia coli και Staphylococcus saprophyticus

Χορήγηση μόνο σε: μη επιπλεγμένες ουρολοιμώξεις

Ανθεκτικά:

Proteus,

Providencia ,

Pseudomonas,

Acinetobacter

ΝΙΤΡΟΦΟΥΡΑΝΙΑ

International Clinical Practice Guidelines for the Treatment of Acute Uncomplicated Cystitis and Pyelonephritis in Women

Νιτροϊμιδαζόλες: Mετρονιδαζόλη

Νιτροετεροκυκλικό παράγωγο (σαν

νιτροφουράνια)

Αναερόβια

Ταχεία βακτηριοκτόνος δράση

5

1959: θεραπεία της τριχομοναδικής κολπίτιδας

1962: μία τυχαία παρατήρηση, από τον Shinn

(Lancet 1962; 1: 1191) κατέδειξε το αντι-

αναεροβικό φάσμα της.

Από τη δεκαετία του ‘70 αποτελεί κατ’ εξοχήν

δραστική επιλογή στις αναερόβιες λοιμώξεις.

Νιτροαναγωγάσες

Είσοδος με διάχυση

Νιτροϊμιδαζόλες: Mετρονιδαζόλη

Νιτροετεροκυκλικό παράγωγο (σαν

νιτροφουράνια)

Αναερόβια

Ταχεία βακτηριοκτόνος δράση

5

Νιτροαναγωγάσες

Είσοδος με διάχυση 1. Είσοδος με διάχυση εξαιτίας του μικρού

μεγέθους του μορίου και αφορά τόσο τα

αναερόβια όσο και τα αερόβια),

2. η νιτροομάδα του μορίου ανάγεται από

ειδικές νιτροαναγωγάσες σε βραχύβια,

ενδιάμεσα, κυτταροτοξικά παράγωγα τα

οποία

3. διασπούν το DNA των μικροβίων

4. στη συνέχεια μεταβολίζονται και

μετατρέπονται σε αδρανή προϊόντα.

Ταχεία μικροβιοκτόνος δράση

ΝΙΤΡΟΪΜΙΔΑΖΟΛΕΣ

Metronidazole, ornidazole, tinidazole

Διασπούν το DNA σε αναερόβιες μόνο συνθήκες (ενδοκυττάρια)

Δραστικές κατά αναερόβιων - μικροαερόφιλων μικροβίων

Bacterial vaginosis

Bacteroides fragilis, Bacteroides spp, Fusobacterium spp, Clostridium,

Peptostreptococcus spp, Prevotella spp, κ.ά. )

Δραστικές και έναντι αναερόβιων πρωτοζώων

τριχομονάδες, αμοιβάδες, λάμβλιες

Αναερόβια

GP

Peptostreptococcus, Peptococcus,

Clostridium, Eubacterium,

Αναερόβια

GN

Bacteroides, Prevotella, Fusobacterium, Veillonela,

Gardnerella, Mobiluncus

Μικροαερόφιλα H. pylori

Πρωτόζωα Entamoeba histolytica

Giardia lamblia

Blastocystis hominis

Trichomonas vaginalis

Όχι Actinomyces

υψηλες τιμές MIC in vitro →

αποδίδονται στις μικροαερόφιλες συνθήκες in

vitro ενώ στις κρύπτες του πεπτικού έλκους οι

συνθήκες είναι αυστηρά αναερόβιες

Έχουν περιγραφεί ανθεκτικά στελέχη τριχομονάδων

Πολύ ισχυρός αναστολέας της DNA γυράσης

(> αναστολή από τις κινολόνες)

Δεν είναι δραστική από το στόμα

Αποτελεσματική σαν αντισταφυλοκοκκικό αντιβιοτικό, χρησιμοποιήθηκε

κατά των MRSA

Δραστική κατά του Staphylococcus epidermidis - αδρανής κατά

του Staphylococcus saprophyticus

Διαφοροδιάγνωσή τους στην καλλιέργεια

ΝΟΒΟΒΙΟΚΙΝΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ

ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΤΟΥ RNA: ΡΙΦΑΜΥΚΙΝΕΣ

• Ριφαμπικίνη: αναστέλλει τη μεταγραφή του μικροβιακού DNA σε

mRNA, αναστέλλοντας την DNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση

Χορηγείται στη φυματίωση και τη λέπρα

Ισχυρή αντι-σταφυλοκοκκική δράση

Χορηγείται, μαζί με άλλα αντιβιοτικά, σε λοιμώξεις από

Acinetobacter…

MUPIROCIN

Αναστέλλει ισχυρά τη σύνθεση πρωτεϊνών (και RNA) στους

Staphylococcus aureus

Επηρεάζει επίσης τη σύνθεση του DNA και το σχηματισμό του

κυτταρικού τοιχώματος

Μόνο τοπική χρήση σε λοιμώξεις από χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο

ΙI. ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΤΩΝ

ΣΟΥΛΦΟΝΑΜΙΔΕΣ - ΔΙΑΜΙΝΟΠΥΡΙΜΙΔΙΝΕΣ

Αναστέλλουν τη σύνθεση του φυλλικού οξέος και

έμμεσα τη σύνθεση του DNA (αντιμεταβολίτες)

Figure 20.13

Διϋδροφυλλική

αναγωγάση

Το στάδιο αυτό υπάρχει και στα θηλαστικά όμως η

εκλεκτική τοξικότητα επιτυγχάνεται γιατί η συγγένεια

του αντιβιοτικού με το μικροβιακό ένζυμο είναι

τουλάχιστον 10.000 φορές μεγαλύτερη. Ο

συνδυασμός με σουλφοναμίδη προσδίδει συνέργεια

ΣΟΥΛΦΟΝΑΜΙΔΕΣ

Αναστέλλουν τη σύνθεση του φυλλικού οξέος και έμμεσα τη

σύνθεση του DNA (αντιμεταβολίτες)

Συνδυασμός σουλφαδιαζίνης ή σουλφαδοξίνης με πυριμεθαμίνη

(ελονοσία, τοξοπλάσμωση)

Σουλφοναμίδες:

Σουλφακεταμίδη (κολύριο), σουλφαμεθοξαζόλη, σουλφασαλαζίνη

Βραχείας δράσης (sulfadiazine)

Ενδιάμεσης δράσης (sulfαmethoxazole)

Μακράς δράσης

sulfadoxine + πυριμεθαμίνη, Fansidar

ελονοσία

Τοπική δράση παράγωγα σουλφακεταμίδης

οφθαλμολογία

Σουλφοναμίδες

Gerhard Domagk 1932 prontosil

Η σουλφαδιαζίνη είναι η μόνη

διαθέσιμη ως μεμονωμένο

σκεύασμα σήμερα στη χώρα

μας.

Διατίθεται μέσω ΙΦΕΤ και

χρησιμοποιείται σε συνδυασμό

με πυριμεθαμίνη στη θεραπεία

της τοξοπλάσμωσης και της

ισοσπορίασης

Βραχείας δράσης (sulfadiazine)

Ενδιάμεσης δράσης (sulfαmethoxazole)

Μακράς δράσης

sulfadoxine + πυριμεθαμίνη, Fansidar

ελονοσία

Τοπική δράση παράγωγα σουλφακεταμίδης

οφθαλμολογία

Σουλφοναμίδες

Gerhard Domagk 1932 prontosil

ΣΟΥΛΦΟΝΑΜΙΔΕΣ + ΔΙΑΜΙΝΟΠΥΡΙΜΙΔΙΝΕΣ (ΤΡΙΜΕΘΟΠΡΙΜΗ)

Ευρέως φάσματος, συνεργικός συνδυασμός

σουλφαμεθοξαζόλης και τριμεθοπρίμης

(CO-TRIMOXAZOLE)

Τριμεθοπρίμη (διαμινοπυριμιδίνη) λιγότερο τοξική από τις

σουλφοναμίδες. Χορηγείται και μόνη

Oυρολοιμώξεις, σαλμονελλώσεις, προφύλαξη και θεραπεία

της πνευμονίας από P. jirovecii

Plasmodium Toxoplasma gondii + πυριμεθαμίνη Isospora belli

Σουλφοναμίδες + Τριμεθοπρίμη

Φάσμα

ΑΕ Αντιδράσεις υπερευαισθησίας Ακοκκιοκυτταραιμία

Gram θετικά

Gram αρνητικά

Λοιμώξεις ουροποιητικού αλλά και… S. maltophilia, B. cepacia

Nocardia

Pneumocystis jirovecii

Η πυριμεθαμίνη αποτελεί επίσης αναστολέα

της σύνθεσης του φυλλικού οξέος

ο συνδυασμός

χρησιμοποιείται στις

ουρολοιμώξεις της κοινότητας

σαν μια από τις πρώτες

επιλογές (αν και το E. coli

παρουσιάζει αντοχή 25%)

τόσο θεραπευτικά όσο και για

την προφύλαξη υποτροπών

Αντιβιοτικά - Στόχος δράσης

Έλεγχος ευαισθησίας - Αντιβιόγραμμα

• Για την καθοδήγηση της θεραπείας

Ο προσδιορισμός της ευαισθησίας in vitro είναι προαπαιτούμενο για την in vivo πρόβλεψη

αποτελεσματικότητας της θεραπείας

• Για επιδημιολογικούς λόγους

Για την προσαρμογή εμπειρικών θεραπειών

Για τον έλεγχο του κλινικού φάσματος δράσης αντιβιοτικών

Για διατήρηση κεντρικών επιδημιολογικών δεδομένων

Γιατί πρέπει να διενεργείται η εξέταση ευαισθησίας στα αντιβιοτικά?

Αντιβιόγραμμα: Εξέταση μικροοργανισμών, παρουσία αντιβιοτικών, για τον καθορισμό του ασφαλέστερου από αυτά, στη μικρότερη συγκέντρωση που

αναστέλλει την ανάπτυξη του μικροβίου.

ΣΩΣΤΟ ΑΝΤΙΒΙΟΓΡΑΜΜΑ

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΑΝΤΙΒΙΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ-ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ

Ευαίσθητο, Ε (Susceptible, S)

◦ Με τις συνήθεις συνιστώμενες δόσεις αναμένεται η θανάτωση του μικροβίου (= επιτυγχάνονται οι στόχοι για τις PK/PD παραμέτρους που αφορούν το συγκεκριμένο φάρμακο και μικρόβιο)

Ενδιάμεσα ευαίσθητο (Intermediate, I) ◦ Το αντιβιοτικό είναι δραστικό σε υψηλότερες δόσεις (penicillins,

cephalosporins) ◦ Όταν συγκεντρώνεται σε μεγαλύτερη πυκνότητα στη θέση λοίμωξης

Ανθεκτικό, Α (Resistant, R)

◦ Ακόμα και με τις υψηλότερες δόσεις δεν θα έχουμε εκρίζωση της λοίμωξης

ΕΠΙΤΡΟΠΕΣ ΠΟΥ ΕΚΔΙΔΟΥΝ ΟΔΗΓΙΕΣ

Καθορισμός κρίσιμων ορίων (breakpoints)

Εκτέλεση, ανάγνωση και ερμηνεία του αντιβιογράμματος

Επιλογή αντιβιοτικών ανάλογα με μικροοργανισμό, θέση λοίμωξης

Εκτέλεση ποιοτικού έλεγχου

CLSI (Clinical and Laboratory

Standards Institute)

EUCAST (European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing)

Εθνικές επιτροπές (BSAC, CA-SFM, SRGA κ.ά.)

Χρησιμοποιούν δεδομένα

Mικροβιολογικές μελέτες σε μεγάλο αριθμό βακτηριακών στελεχών

P/K P/D αντιβιοτικών

Αποτελέσματα κλινικών μελετών

ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ

ΠΟΙΟΤΙΚΕΣ

Διάχυσης των αντιβιοτικών σε

άγαρ

Kirby-Bauer

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ (MIC*)

Κλιμακωτής διάχυσης των αντιβιοτικών σε

άγαρ

E-test

Αραιώσεων των αντιβιοτικών

Σε άγαρ

Σε ζωμό

Μακρομέθοδος Μικρομέθοδος

Πλάκες ή κάρτες μικροτιτλοποίησης

(ημιαυτόματα ή αυτόματα συστήματα)

*MIC: Minimum Inhibitory Concentration

ΠΟΙΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Έλεγχος λοιμώξεων σε υγιείς ασθενείς (ανοσοεπαρκεις)

Λοιμώξεις κοινότητας (μη επιπλεγμενες λοιμώξεις ουροποιητικού)

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Στη θεραπεία σοβαρών λοιμώξεων (μηνιγγίτιδα, ενδοκαρδίτιδα οστεομυελίτιδα)

Σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς

Λοιμώξεις σε ευαίσθητους πληθυσμούς (ανοσοκαταστολή, μεταμόσχευση)

Όσα χαρακτηρίζονται ως «μη ευαίσθητα»

ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ?

ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΔΙΣΚΩΝ ΑΝΤΙΒΙΟΤΙΚΩΝ ΣΕ ΑΓΑΡ (KIRBY-BAUER ΜΕΘΟΔΟΣ)

Παρασκευή μικροβιακού εναιωρήματος

θολερότητας ίση με 0,5 McFarland

Ενοφθαλμισμός στο θρεπτικό υλικό

Τοποθέτηση των δισκίων αντιβιοτικών

Επώαση

Ανάγνωση των αποτελεσμάτων

Μέτρηση των ζωνών αναστολής

H διάμετρος καθορίζει την ευαισθησία

ΠΟΣΟΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ Προσδιορισμός Ελάχιστης

Ανασταλτικής Πυκνότητας (ΕΑΠ)

(Minimum inhibitory concentration,

MIC)

Ελάχιστη Ανασταλτική Πυκνότητα (ΕΑΠ) Minimum Inhibitory Concentration (MIC)

Μέθοδοι υπολογισμού με αραιώσεις

1. του αντιβιοτικού σε ζωμό

○ Μακρομέθοδος

○ Μικρομέθοδος και εμπορικά διαθέσιμες

2. του αντιβιοτικού σε άγαρ

Μέθοδοι υπολογισμού με διάχυση Ταινίες διαβαθμισμένης συγκέντρωσης

○ Διάφοροι κατασκευαστές: Εtest, Liofilchem, Oxoid

Πρ

ότυ

πες

μέθ

οδ

οι

Ελάχιστη Ανασταλτική Πυκνότητα (ΕΑΠ) Minimum Inhibitory Concentration (MIC)

Μέθοδοι υπολογισμού με αραιώσεις

1. του αντιβιοτικού σε ζωμό

○ Μακρομέθοδος

○ Μικρομέθοδος και εμπορικά διαθέσιμες

2. του αντιβιοτικού σε άγαρ

Μέθοδοι υπολογισμού με διάχυση Ταινίες διαβαθμισμένης συγκέντρωσης

○ Διάφοροι κατασκευαστές: Εtest, Liofilchem, Oxoid

Πρ

ότυ

πες

μέθ

οδ

οι

ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Πλεονεκτήματα Δυνατότητα ταυτόχρονης ταυτοποίησης και ΜIC σε

ένα panel Ελαχιστοποιούν την ανάγκη για off – line tests Αποτελέσματα σε 16 – 18 ώρες Εύκολος και γρήγορος εμβολιασμός Διαθέτουν ένα εξαιρετικά ανεπτυγμένο software

για τη διαχείριση και την αποθήκευση των πληροφοριών

Ωστόσο… Μόνο για προτυποποιημένα βακτήρια Όχι για βραδέως αναπτυσσόμενα βακτήρια Κανόνες- εξαιρέσεις Δεν ανιχνεύουν ετεροαντοχή Περιορισμένο εύρος MIC

MOLECULAR METHODS ◦ Microarray

◦ Loop-mediated isothermal amplification

◦ Real-time multiplex PCR

MALDI-TOF MS

Τεχνικές αλληλούχισης νέας γενιάς (Next Generation Sequencing (NGS) technologies)

MOLECULAR DIAGNOSTICS ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ ΣΤΑ ΑΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΑ