Zapalenie płuc związane z mechaniczną wentylacją (VAP – Ventilator Associated Pneumonia) występuje u 10-20% chorych wentylowanych dłużej niż 48 h. Śmiertelność z powodu VAP wynosi 20-50%, natomiast w przypadku zakażeń wieloopornymi szczepami Pseudomonas aeruginosa i Acinetobacter baumannii sięga nawet 70% [1].

Duży odsetek niepowodzeń w terapii tych chorych pozostaje w związku z niewłaściwym wyborem antybiotyku do terapii empirycznej, który obejmował by swoim spektrum zróżnicowane drobnoustroje, z uwzględnieniem występujących mechanizmów oporności. Empirycznie stosowana antybiotykoterapia powinna być zgodna z ogólnie przyjętymi aktualnymi rekomendacjami oraz uwzględniać informacje o lokalnie występujących w szpitalu czy oddziale czynnikach chorobotwórczych i ich wrażliwości. Skuteczność poszczególnych wzorów leczenia różni się w zależności od kraju, regionu czy placówki służby zdrowia, co w dużej mierze jest uzależnione od spektrum drobnoustrojów zakażających oraz wcześniej stosowanych antybiotyków i wytworzonych w związku z tym mechanizmów oporności.

Celem pracy było określenie spektrum wrażliwości drobnoustrojów z rodzaju Klebsiella, Pseudomonas i Acinetobacter izolowanych od chorych z VAP, w odniesieniu do rekomendowanych schematów antybiotykoterapii empirycznej.

METODYKA

Materiał do badań, popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe (BAL – BronchoAlveolar Lavage), pobierano w okresie od lutego do września 2010 r. od chorych poddanych sztucznej wentylacji płuc, u których rozpoznano VAP na podstawie kryteriów klinicznych i mikrobiologicznych. Chorzy byli hospitalizowani w Klinice Intensywnej Terapii, w klinikach chirurgicznych o różnym profilu oraz w Klinice Chorób Płuc SPSK nr 4 w Lublinie. Analizie poddano 81 wybranych szczepów pałeczek Gram-ujemnych z rodzaju Klebsiella, Pseudomonas i Acinetobacter.

Pobrany materiał wysiewano rutynowo na podłoża mikrobiologiczne: agar Columbia z dodatkiem 5% krwi baraniej, Mannitol salt agar, MacConkey agar oraz na podłoże Sabouraud. Intubowano w temperaturze 35˚C przez 24-72 h w warunkach tlenowych. Następnie oznaczano minimalne stężenie hamujące (MIC – Minimal Inhibitory Concentration) dla antybiotyków rekomendowanych w leczeniu VAP wobec wyizolowanych szczepów. MIC dla imipenemu, meropenemu, cefepimu, ceftazydymu, piperacyliny z tazobaktamem, ciprofloksacyny, amikacyny i gentamycyny było oznaczane za pomocą automatycznego systemu VITEK 2, w oparciu o metodę mikrorozcieńczeń w bulionie. MIC dla doripenemu oznaczano metodą Etest, z wykorzystaniem pasków firmy AB BIODISK, na podłożu Mueller Hinton’a. Intubację w temperaturze 35˚C prowadzono przez 16-20 h w warunkach tlenowych (czas intubacji zależny od drobnoustroju). Otrzymane wartości MIC poddano interpretacji i określono badane szczepy jako wrażliwe (S – Susceptible), średniowrażliwe (I – Intermediate) oraz oporne (R – Resistant). Wartości MIC były interpretowane według punktów granicznych określonych przez CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute.

WYNIKI

W pobranym materiale zidentyfikowano szczepy bakteryjne należące do gatunków A. baumannii (34), Klebsiella spp. (25 w tym 24 Klebsiella pneumoniae i 1 Klebsiella oxytoca) oraz Pseudomonas aeruginosa (22). W Klinice Intensywnej Terapii przeważały szczepy Klebsiella spp. (17) oraz A. baumannii (14), mniej było  szczepów P. aeruginosa (7); oddziały chirurgiczne to przede wszystkim A. baumannii (14) i P. aeruginosa (12), rzadziej Klebsiella (6), w Klinice Chorób Płuc więcej zidentyfikowano szczepów A. baumannii (6) aniżeli P. aeruginosa (3) i Klebsiella (2).

Poszczególne gatunki stanowiły zróżnicowany procent szczepów wrażliwych; w obrębie gatunku Klebsiella wrażliwość na wszystkie karbapenemy wynosiła 100%. Dużą wrażliwość uzyskano również wśród szczepów P. aeruginosa; dla doripenemu, meropenemu i imipenemu odpowiednio 81,8%, 73,7% i 68,4% szczepów wrażliwych in vitro. W przypadku A. Baumannie wrażliwość na doripenem wynosiła tylko 29,4% w obrębie gatunku, przy zachowanej stosunkowo dużej wrażliwości na meropenem i imipenem – rzędu odpowiednio 71% i 72,4% (tab. I).

W odniesieniu do badanych drobnoustrojów największe odsetki szczepów wrażliwych na karbapenemy w schemacie jednolekowym wynosiły: doripenem 64,6%, meropenem 80,6% i imipenem 80% (ryc.1).

Wśród szczepów wrażliwych na cefepim na uwagę zasługuje P. aeruginosa (71,4%); wśród Klebsiella spp. i A. baumannii odpowiednio tylko 58,3% i 40% szczepów było na niego wrażliwych. W przypadku ceftazydymu stwierdzono duży odsetek wrażliwych szczepów P. aeruginosa (81,8%) i małe odsetki wrażliwych A. baumannii i Klebsiella spp. – odpowiednio tylko 5,9% i 32% w obrębie wymienionych gatunków (tab. II). Zalecane w monoterapii cefalosporyny charakteryzował mniejszy łączny odsetek szczepów wrażliwych w stosunku do karbapenemów: dla cefepimu i ceftazydymu odpowiednio 60,5% i 34,6% szczepów wrażliwych w całej badanej puli drobnoustrojów (ryc. 2).

Najmniejszą aktywnością in vitro spośród rekomendowanych schematów terapeutycznych wykazały się schematy skojarzone, oparte na antybiotykach β-laktamowych z inhibitorami, przy czym większe odsetki szczepów wrażliwych odnotowano w schemacie β-laktam/inhibitor i aminoglikozyd niż w schemacie β-laktam/inhibitor i fluorochinolon. W obrębie gatunku A. baumannii bardzo mały odsetek szczepów był wrażliwy na oba badane leki: 9,1%, 3,3% i 0% odpowiednio dla skojarzenia β-laktam/inhibitor z amikacyną, gentamycyną i ciprofloksacyną; dużą grupę stanowiły szczepy oporne na oba badane leki. Te same schematy dały lepsze wyniki w stosunku do Klebsiella spp.: przy skojarzeniu β-laktam/inhibitor z amikacyną, gentamycyną i ciprofloksacyną uzyskano odpowiednio 58,3%, 34,8% oraz 28,6% szczepów wrażliwych na oba antybiotyki. Najlepsze wyniki in vitro otrzymano dla P. aeruginosa: skojarzenie β-laktam/inhibitor z amikacyną, gentamycyną i ciprofloksacyną powodowało uzyskanie odpowiednio 81%, 63,6% oraz 72,7% szczepów wrażliwych na oba badane antybiotyki (tab. III). Łączny odsetek szczepów wrażliwych na oba antybiotyki w schemacie piperacylina/tazobaktam i amikacyna wynosił 56,8% a z gentamycyną 30,7%, podczas gdy w schemacie piperacylina/tazobaktam i ciprofloksacyna odsetek ten stanowił jedynie 29,7% (ryc. 3).

DYSKUSJA

Antybiotykoterapia VAP stanowi kompromis pomiędzy właściwą i wczesną terapią farmakologiczną, opartą na szerokospektralnej antybiotykoterapii oraz znajomości lokalnej epidemiologii i wrażliwości drobnoustrojów, a obawą przed narastaniem oporności na dostępne obecnie antybiotyki. Zarówno opóźnienie leczenia jak i niewłaściwe leczenie (antybiotyk nie obejmujący swoim działaniem patogenu będącego przyczyną VAP, niewłaściwa dawka czy parametry farmakodynamiczne, czas trwania terapii) wiążą się z gorszymi wynikami – większą częstością występowania wstrząsu septycznego i większą śmiertelnością [2, 3].

Obecne rekomendacje, formułowane przez krajowe i międzynarodowe gremia, zalecają w terapii VAP o późnym początku lub z czynnikami ryzyka patogenów opornych, schematy jedno- lub wielolekowe. Polskie Towarzystwo Chorób Płuc w wytycznych rozpoznawania i leczenia zakażeń układu oddechowego rekomenduje w leczeniu wstępnym: „antybiotykoterapię empiryczną o szerokim spektrum: cefalosporyna aktywna przeciw Pseudomonas (cefepim, ceftazydym) lub karbapenem aktywny przeciw Pseudomonas (imipenem, meropenem) lub terapia skojarzona: β-laktam z inhibitorem (piperacylina/tazobaktam, tikarcylina z klawulanianem) w połączeniu z fluorochinolonem aktywnym wobec Pseudomonas (ciprofloksacyna) lub w połączeniu z aminoglikozydem (amikacyna, gentamycyna)” [4].

W badaniach własnych wśród karbapenemów największą aktywność in vitro wykazały meropenem i imipenem. Wrażliwość drobnoustrojów była porównywalna w interpretacji według CLSI. Mniejszym odsetkiem szczepów wrażliwych in vitro charakteryzował się doripenem, co należy wiązać z obecnością wśród badanej puli drobnoustrojów szczepów A. baumannii opornych na ten antybiotyk (70,6% w obrębie gatunku) przy zachowanej wrażliwości na pozostałe karbapenemy. W puli badanych drobnoustrojów (czyli w badanym środowisku) liczba szczepów A. baumannii, P. aeruginosa oraz Klebsiella spp. była porównywalna. W tych okolicznościach, przy braku patogenu dominującego w badanej populacji i biorąc pod uwagę leczenie empiryczne, analizie poddawano wrażliwość całej puli. Uwagę zwraca duży odsetek szczepów P. aeruginosa, które in vitro były wrażliwe na wszystkie karbapenemy, zwłaszcza doripenem. Należy jednak pamiętać, że drobnoustrój ten w trakcie terapii karbapenemami in vivo może stać się niewrażliwy np. w związku z utratą białka porowego D2, biorącego udział w transporcie karbapenemów, lub aktywnym usuwaniem tych leków z komórki [5].

Karbapenemy są najczęściej stosowanymi na terenie Europy antybiotykami w leczeniu VAP; częstość ich stosowania ulega zwiększeniu, gdy w obrębie patogenów wywołujących VAP występuje Acinetobacter spp. w ilości >10% [6]. Skuteczność kliniczna meropenemu została udowodniona w prospektywnym, randomizowanym badaniu z udziałem 140 chorych z rozpoznaniem VAP: w grupie, która otrzymywała meropenem zaobserwowano pozytywną odpowiedź na leczenie w 82,5% przypadków [7]. Badania przydatności imipenemu i doripenemu w leczeniu VAP wykazały, że skuteczność kliniczna tych karbapenemów wynosi odpowiednio 64,2% i 68,3% [8].

W oddziałach szpitalnych, skąd pochodziły badane w niniejszej pracy szczepy, leczenie empiryczne VAP opierało się na karbapenemach. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają ich wyższość w terapii empirycznej VAP. Również doripenem, nowy lek z grupy karbapenemów może znaleźć zastosowanie w leczeniu tych zakażeń zgodnie z przeznaczeniem. Wyniki badań własnych wykazały wprawdzie jego mniejszą aktywność in vitro wobec badanych szczepów w stosunku do pozostałych karbapenemów, pozostawał jednak bardziej aktywnym w stosunku do pozostałych schematów jedno- i wielolekowych. Wykazano porównywalną aktywność doripenemu w stosunku do P. aeruginosa i Klebsiella spp. oraz znacznie mniejszą wobec A. baumannii. Na jego korzyść przemawiać mogą także lepsze właściwości farmakodynamiczne i farmakokinetyczne, stabilność w roztworach do infuzji nawet do 12 h, możliwość stosowania we wlewie przedłużonym, co pozwala na utrzymanie stężenia >MIC w miejscu zakażenia oraz mniejsza zdolność indukowania oporności w stosunku do pozostałych karbapenemów i mniejsza neurotoksyczność [9, 10, 11].

Według rekomendacji Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc alternatywę monoterapii karbapenemami stanowią cefalosporyny z aktywnością przeciw Pseudomonas. Badania własne nie potwierdzają prawdopodobieństwa skuteczności takiego wyboru – duży odsetek szczepów opornych in vitro wskazuje na ryzyko braku powodzenia terapii w warunkach klinicznych z uwagi na duży odsetek szczepów opornych wśród drobnoustrojów należących do innych gatunków niż Pseudomonas. W stosunku do Pseudomonas aktywność in vitro cefalosporyn była większa niż wobec pozostałych drobnoustrojów i porównywalna z dużą aktywnością karbapenemów.

W rekomendacjach American Thoracic Society/Infectious Diseases Society of America oraz European Society of Intensive Care Medicine/European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases/European Respiratory Society widnieje skojarzenie cefalosporyn z aminoglikozydami lub fluorochinolonami [12, 13], ale wiele prac wskazuje na ograniczony sukces takiego postępowania [14, 15]. W praktyce klinicznej leczenie skojarzone nie wiąże się z lepszym odsetkiem powodzenia, zwiększa natomiast ryzyko selekcji szczepów opornych i nadkażeń. Wiąże się też z większym ryzykiem niepożądanych działań toksycznych stosowanych antybiotyków. 

Wśród badanych szczepów należących do rodzaju Klebsiella 68% wytwarzało ß-laktamazy o rozszerzonym spektrum substratowym (ESBL – Extended-Spectrum β-Lactamases), natomiast nie stwierdzono szczepów produkujących karbapenemazy. Odsetek szczepów wytwarzających ESBL wśród szczepów Enterobacteriacae w polskich szpitalach według Beta-P1 Study Group wynosi 11,1% [16]. W praktyce klinicznej występowanie ESBL dostarcza informacji o ograniczeniach terapeutycznych i przypuszczalnej skuteczności klinicznej cefalosporyn. Na skuteczność kliniczną wpływa wiele czynników zależnych od właściwości patogenu oraz także stanu klinicznego chorego i rodzaju wybranego antybiotyku. W przypadku obecności szczepów ESBL lekami z wyboru są karbapenemy, ale skuteczna może być czasem także piperacylina z tazobaktamem, aminoglikozydy, fluorochinolony [17]. W badaniach własnych potwierdzono wrażliwość badanych szczepów na wszystkie karbapenemy (100% szczepów wrażliwych). Stosowanie piperacyliny z tazobaktamem, aminoglikozydów i fluorochinolonów w leczeniu szczepów ESBL ograniczone być powinno do terapii celowanej, monitorowanej co do wartości MIC, i – jeżeli to możliwe – osiąganych stężeń w surowicy, jak również parametrów farmakokinetycznych oraz zapalnych jako markerów skuteczności klinicznej.

Aktywność in vitro cefalosporyn w odniesieniu do izolowanych szczepów była mniejsza w stosunku do karbapenemów. Duży odsetek drobnoustrojów opornych na ceftazydym jest związany z wytwarzaniem ESBL przez 68% szczepów z rodzaju Klebsiella. Coraz częściej zwraca się uwagę, że skuteczność kliniczna cefalosporyn III i IV generacji zależy od wartości MIC a nie od produkcji enzymu, więc szczepy o wartości MIC poniżej punktu granicznego można uznać za wrażliwe, bez względu na wytwarzanie ESBL [18]. Doświadczenia własne potwierdzają, że postępowanie takie jest zasadne. Niemal 1/3 szczepów Klebsiella wytwarzających ESBL była jednocześnie wrażliwa na cefepim, którego nie zastosowano by w leczeniu obierając za kryterium wytwarzanie enzymu zamiast wartości MIC. Duży udział niewrażliwych Acinetobacter w znacznym stopniu wpłynął na duży odsetek szczepów opornych na ceftazydym.

Zalecenia odnośnie początkowej antybiotykoterapii empirycznej wymagają modyfikowania w zależności od wiedzy na temat patogenów dominujących w danym ośrodku oraz lokalnych danych o oporności na antybiotyki. Działania mające na celu podjęcie właściwego leczenia empirycznego wymagają ścisłej współpracy oddziałów szpitalnych z laboratorium mikrobiologicznym i tworzenia własnych receptariuszy empirycznych dla danego oddziału, niezależnie od dostępnych w literaturze rekomendacji. Wykazano bowiem, że opierając się na własnych receptariuszach empirycznych stworzonych na podstawie badań mikrobiologicznych BAL, osiągnięto lepsze efekty leczenia VAP (85%) aniżeli w oparciu o aktualne rekomendacje (73%) [19].

WNIOSKI

1. Monoterapia w zakażeniach VAP wydaje się być skuteczniejsza od terapii skojarzonej.

2. W badanej puli drobnoustrojów będących czynnikiem patogennym VAP najwłaściwszymi lekami stosowanymi w terapii empirycznej wydają się pozostawać karbapenemy (imipenem, meropenem, doripenem).

3. Doripenem jest aktywny in vitro wobec P. aeruginosa i Klebsiella spp. i może zostać włączony w początkowy zestaw antybiotyków do terapii empirycznej VAP. W środowisku o dużej częstości występowania A. baumannii doripenem prawdopodobnie nie jest dobrym wyborem.

4. W stosunku do P. aeruginosa duża aktywność in vitro wszystkich badanych antybiotyków, zarówno w schematach jedno- jak i wielolekowych, jest porównywalna.

5. Zróżnicowany profil patogenów izolowanych od chorych z VAP na poszczególnych oddziałach szpitalnych oraz szeroka skala ich wrażliwości na antybiotykoterapię empiryczną uzasadnia konieczność modyfikacji aktualnych rekomendacji i wprowadzanie własnych zaleceń dla szpitala/oddziału w oparciu o lokalne badania mikrobiologiczne, uwzględniając indywidualne czynniki ryzyka chorego.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Kollef MH, Shorr A, Tabak YP, Gupta V, Liu LZ, Johannes RZ: Epidemiology and outcomes of health–care associated pneumonia: results from a large US database of culture positive pneumonia. Chest 2005; 128: 3854-3862.

2.    Kollef MH, Micek ST: Standarization of care to improve outcomes of patients with ventilator-associated pneumonia and severe sepsis; in: Year Book of Intensive Care and Emergency Medicine (Ed.: Vincent JL), Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2010; 235-243.

3.    Magnotti LJ, Schroeppel TJ, Fabian TC, Clement LP, Swanson JM, Fischer PE, Bee TK, Maish GO 3rd, Minard G, Zarzaur BL, Croce MA: Reduction in inadequate empiric antibiotic therapy for ventilator-associated pneumonia: impact of a unit-specific treatment pathway. Am Surg 2008; 74: 516-523.

4.    Komisja Zakażeń Układu Oddechowego Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc. Zakażenia układu oddechowego: wytyczne rozpoznawania i leczenia. Polskie Towarzystwo Chorób Płuc, Katowice 2010; 37-38.

5.    Dzierżanowska  D: Patogeny bakteryjne zakażeń szpitalnych, w: Zakażenia szpitalne (Red.: Dzierżanowska D), α-medica press, Bielsko-Biała, 2008, 48-51.

6.    Rello J, Ulldemolins M, Lisboa T, Koulenti D, Mañez R, Martin-Loeches I, De Waele JJ, Putensen C, Guven M, Deja M, Diaz E, EU-VAP/CAP Study Group: Determinants of choice and prescription patterns in empiric antibiotic therapy for HAP/VAP. Eur Respir J 2010; 36: doi: 10.1183/09031936.00093010.

7.    Alvarez LF, Serious Infection Study Group: Efficacy of meropenem as monotherapy in the treatment of ventilator-associated pneumonia. J Chemother 2001; 13: 70-81.

8.    Chastre E: Efficacy and safety of intravenous infusion of doripenem versus imipenem in ventilator-associated pneumonia: a multicenter, randomized study. Crit Care Med 2008; 36: 1089-1096.

9.    Drzewiecki A: Doripenem w świetle badania COMPACT. Zakażenia 2009; 6: 38-41.

10.    Psathas PA, Kuzmission A, Ikeda K, Yasuo S: Stability of doripenem in vitro in representative infusion solutions and infusion bags. Clin Ther 2008; 30: 2075-2087.

11.    Tokarz A, Gaszyński T, Gaszyński W: Blaski i cienie antybiotykoterapii o szerokim spektrum – nowe karbapenemy. Zakażenia 2009; 5: 40-45.

12.    Guidelines for management of adults with hospital-acquired ventilator-associated and health care associated pneumonia. Am J Respir Crit Care Med 2005; 171: 388-416.

13.    Torres A, Ewig S, Lode H, Carlet J: For the European HAP working group: defining treating and preventing hospital acquired pneumonia: European perspective. Intensive Care Med 2009; 35: 9-29.

14.    Aarts MAW, Hancock JN, Heyland D, McLeod RS, Marshall JC: Empiric antibiotic therapy for suspected ventilator-associated pneumonia: a systematic review and meta-analysis of randomized trials. Crit Care Med 2008; 36: 108-117.

15.    Damas P, Garweg C, Monchi M, Nys M, Canivet JL, Ledoux D, Preiser JC: Combination therapy versus monotherapy: a randomized pilot study on the evolution of inflammatory parameters after ventilator associated pneumonia. Crit Care 2006; 10: R52.

16.    Empel J, Baraniak A, Literacka, Mrówka A, Fiett J, Sadowy E, Hryniewicz W, Gniadkowski M: Beta-P1 study Group: molecular survey of betalactamases conferring resistance to newer betalactams in Enterobacteriaceae isolates from Polish hospitals. Antimicrob Agents Chemother 2008; 52: 2449-2454.

17.    Duszyńska W: Antybiotykoterapia zakażeń bakteriami Gram-ujemnymi u chorych w OIT w kontekście wielooporności. Anaesthesiol Intensive Ther 2010; 3: 160-166.

18.    Ziółkowski G, Ziółkowska B: Wpływ antybiotykoterapii na wielooporność patogenów bakteryjnych. Sepsis 2010; 2: 155-164.

19.    Vincent JL, Barros DS, Cianferoni S: Diagnosis, management and prevention of ventilator-associated pneumonia: an update. Drugs 2010; 70: 1927-1944.

..............................................................................................................................................................

adres/address:

*Maria Kozioł-Montewka
Zakład Mikrobiologii Lekarskiej
Uniwersytet Medyczny w Lublinie
e-mail: koziolm@yahoo.com

otrzymano/received:  14.03.2011
zaakceptowano/accepted:  15.07.2011