Efetividade da infusão estendida de Piperacilina-tazobactana - Meropenem no tratamento de pacientes sépticos adultos queimados através da modelagem farmacocinética farmacodinâmica, PK/P / Meropenem and piperacillin/tazobactam by extended infusion and PK/PD approach for drug effectiveness

Introdução: Meropenem (MER) e Piperacilina/Tazobactana (PTZ) são agentes antimicrobianos largamente prescritos para pacientes grandes queimados internados em Unidade de Terapia Intensiva (UTI) com infecções nosocomiais causadas por Gram-negativos sensíveis CIM 2 mg/L, Enterobacteriaceae, EB e Non-enterobacteriaceae, NEB. A síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS) que ocorre durante o choque séptico no grande queimado pode causar alteração na farmacocinética do paciente em terapia intensiva, de modo que a dose recomendada pode não atingir o alvo desejado contra Gram-negativos de sensibilidade intermediária CIM >2 mg/L. Objetivo: Investigar a efetividade dos beta-lactâmicos piperacilina e meropenem na infusão estendida comparada à infusão intermitente recomendada, para os pacientes sépticos grandes queimados através da abordagem farmacocinética-farmacodinâmica (PK/PD). Ética, casuística e procedimentos: Autor e co-autores declararam não haver conflito de interesse. O protocolo foi aprovado, registro CAAE 07525118.3.0000.0068. No presente protocolo de estudo investigaram-se 36 pacientes sépticos grandes queimados, ambos os gêneros (12F/24M) em terapia intensiva do choque séptico com piperacilina-tazobactana 4,5g q6h ou meropenem 1g q8h. Os pacientes incluídos foram estratificados em dois grupos com base na administração através da infusão intermitente, 0,5 h (G1) ou da infusão estendida, 3 h (G2), ambos com 16 pacientes cada. Duas amostras sanguíneas (1,5mL/cada) foram coletadas no estado de equilíbrio (Steady State), 3ª e 5ª hora do início da infusão. Os níveis séricos de PTZ e MER foram mensurados através de cromatografia líquida, e a farmacocinética (PK) dos dois grupos de pacientes foi comparada aos dados reportados em voluntários sadios. A abordagem PK/PD foi aplicada para avaliação da cobertura do antimicrobiano a partir da estimativa do índice de predição de efetividade (% fΔT>CIM) e da probabilidade de alcançar o alvo terapêutico (PTA) com base no alvo PK/PD recomendado, 100%fΔT>CIM. Resultados e discussão: As características de admissão dos pacientes G1/G2 foram expressas através de mediana e interquartil: Clcr 115 (90-148) / 127 (90-170) ml/min; 30 (24-31) / 27 (24- 33,5) anos, 70 (61-75) / 71 (65-75) kg, 30 (20-42) / 33,9 (18-38,4)% área total de superfície queimada, SAPS3 53 (45-57) / 48 (37,8-59,5). Na admissão dos pacientes na UTI registrou-se G1/G2: trauma térmico (17/16), trauma elétrico (1/2), lesão inalatória (11/11), ventilação mecânica (16/9) e vasopressores foram necessários em 15/8 pacientes, G1/G2. Ocorreram diferentes alterações na farmacocinética dos dois beta-lactâmicos após a infusão estendida versus a infusão intermitente quando comparadas com dados relatados em voluntários sadios. Evidenciou-se prolongamento da meia vida decorrente do aumento do volume de distribuição. Estes resultados impactaram diferentemente a cobertura. O monitoramento de biomarcadores inflamatórios expressos em medianas (G1/G2) evidenciou aumento do PCR: 232/183mg/L e leucocitose (leucócitos 11/14 mil cel/mm3, neutrófilos 9/10 mil cel/mm3) na fase precoce do choque séptico. Relativamente à microbiologia dos isolados, a erradicação dos patógenos ocorreu para todos os pacientes após a infusão estendida contra Gram-negativos sensíveis (CIM: 2 mg/L), e de sensibilidade intermediária (CIM 4mg/L) como a K. pneumoniae e P. aeruginosa, enquanto a infusão intermitente garantiu erradicação de patógenos apenas até CIM 2 mg/L. Conclusão: Evidenciou-se a superioridade da infusão estendida frente à infusão intermitente na cobertura dos dois antimicrobianos, no alvo terapêutico considerado 100%fΔT>CIM. Registraram-se alterações na farmacocinética destes agentes nos pacientes frente aos dados reportados para voluntários sadios. Diferença significativa entre grupos (G1/G2) foi encontrada com relação meia vida biológica, e ao volume de distribuição tanto pata a piperacilina quanto para o meropenem

Background: Meropenem (MER) and Piperacillin/Tazobactam (PTZ), antimicrobial betalactam agents are widely prescribed to burn patients from the Intensive Care Unit (ICU) with nosocomial infections caused by Gram-negative strains. Change in the pharmacokinetics of critically ill patient occurs during the systemic inflammatory response syndrome (SIRS) at the course of septic shock. Then, the recommended dose administered by intermittent infusion, 0.5 hr cannot reach the target against gram-negative strains MIC > 2 mg/L. Subject: To investigate drug effectiveness of the beta-lactams piperacilin and meropenem in extended infusion compared to the recommended intermittent infusion in critically ill septic burn patients using pharmacokinetic-pharmacodynamic (PK/PD) approach. Ethics, Casuistry and Methods: All authors declared there is no conflict of interests. Ethical approval CAAE, register 07525118.3.0000.0068. It was investigated in the study protocol 36 septic burn patients of both genders (12M / 24F), undergoing antimicrobial therapy with PTZ 4.5 g q6h or MER 1g q8h. Based on the chosen antimicrobial therapy and drug infusion prescribed by the physician, patients were stratified in groups with intermittent 0.5h infusion (G1) or with the extended 3h infusion (G2), both groups with 16 patients each. Two blood samples were collected at the steady state (1.5mL / each), at the 3rd and 5th hrs of starting the infusion. Serum levels were measured by liquid chromatography. Pharmacokinetics (PK) of MER or PTZ was compared to data reported in healthy volunteers for both groups of patients. PK/PD approach was applied to estimate the drug effectiveness index (fΔT> MIC) and to assess the probability of target attained (PTA) based on the recommended PK/PD target, 100% fΔT> MIC. Results and discussion: Characteristics of patients admission G1/G2 were: Clcr 115(90- 148)/127(90-170) ml/min; 30(24-31)/27(24-34) yrs, 70(61-75)/71(65-75) kg, 30(20- 42)/33.9(18-38.4)% total burn surface area, SAPS3 53(45-57)/48(37.8-59.5), medians (interquartile): thermal trauma occurred (17/16), electric trauma (1/2), inhalation injury (11/11), mechanical ventilation (9/16) and vasopressors required in 15/8 patients. It was demonstrated that different PK changes occurred for both beta-lactam agents after the extended or intermittent infusion by comparison with data reported in healthy volunteers. PK changes were related to the prolongation of biological half-life and increases on volume of distribution with impact on pharmacodynamics. On the other hand, meropenem total body clearance reduced by 50% at the earlier period of septic shock could be explained by the reduction of MER-transporters expression in the tubular renal secretion, once only patients with renal function preserved were included in the study protocol. Inflammatory biomarkers increased at the earlier period of septic shock: C-rp 232/183mg/L; leukocytes 11/14*103cel/mm3, neutrophils 9/10*103cel/mm3, medians, G1/G2. Clinical and microbiological cure was obtained for all patients of G1 against MIC < 2mg/L after intermittent 0.5 h infusion; while PK/PD target was attained for G2 patients undergoing antimicrobial therapy with MER or PTZ by extended infusion against gram negative strains K. pneumoniae, P. aeruginosa up to MIC 4mg L. Conclusion: Superiority of the extended infusion over intermitent infusion was obtained for the two antimicrobials was evidenced, in the therapeutic target considered 100%fΔT>CIM. Changes in the pharmacokinetics of these agents were recorded in patients compared to data reported for healthy volunteers. A significant difference between groups (G1/G2) was found in relation to biological half-life and volume of distribution for both piperacillin and meropenem

Abordagem Farmacocinética -Farmacodinâmica (PK/PD) Em Pacientes Sépticos Grandes Queimados: Avaliação do Meropenem Em Adultos Jovens Após 1g Q8h, Infusão Estendida / Pharmacokinetic -Pharmacodynamic Approach (PK/PD) In Septic Burn Young Adult Patients: Meropenem 1g q8h, extended infusion

Introdução: O Meropenem é um carbapenêmico de amplo espectro, prescrito na terapia do choque séptico nos pacientes graves adultos de UTI, com infecções graves causadas por patógenos Gram-negativos susceptíveis. Objetivo: Avaliar a efetividade do Meropenem em pacientes sépticos queimados, investigar a farmacocinética na fase precoce e na fase tardia durante o curso do choque séptico e o impacto no desfecho clínico. Ética, Casuística e Procedimentos: Aprovação ética, registro CAAE07525118.3.0000.0068; nenhum conflito de interesse declarado foi obtido dos autores. Após assinatura do TCLE pelo responsável legal, o paciente foi incluído no protocolo. Investigou-se a população de 15 pacientes sépticos grandes queimados, adultos de ambos os gêneros (10 M/ 5F) com função renal preservada (Clcr> 50 ml/min). As características demográficas da população de pacientes incluídos foram idade de 37(33 -41) anos, 71(59,5 - 80,0) kg e índice de massa corpórea de 24,3(20,6-24,7) kg/m2, medianas (interquartil). Registrou-se o escore SAPS*3 54(47-59) de admissão dos pacientes na UTI; a superfície corpórea total queimada foi de 33% (18,3-34,4), SCTQ medianas (interquartil). A lesão inalatória e o uso de vasopressores foram registrados em 12/15 pacientes após trauma térmico/ elétrico (10/5). Após intubação orotraqueal, a ventilação mecânica foi registrada em 13/15 pacientes. A terapia empírica do choque séptico com Meropenem no regime de 1g q8h, por infusão estendida de 3 horas, foi iniciada após a coleta das culturas. Realizou-se coleta seriada de amostras sanguíneas para dosagem sérica do antimicrobiano por cromatografia líquida. Aplicou-se o modelo aberto monocompartimental para estudo da farmacocinética e estimativa dos parâmetros, meia vida biológica, depuração total corporal e volume de distribuição. A abordagem farmacocinética-farmacodinâmica (PK-PD) foi baseada na dosagem sérica do Meropenem e na taxa de eliminação, para estimativa do índice de predição de efetividade (% ƒ Δ?T> CIM), considerando o novo alvo terapêutico de 100% ƒ Δ?T> CIM. Utilizou-se estatística não paramétrica pela aplicação do teste de Wilcoxon para dados pareados e testes de correlação linear. Resultados e Discussão: Registrou-se alteração dos parâmetros farmacocinéticos nos pacientes sépticos investigados frente aos dados reportados para voluntários sadios. Evidenciou-se redução na taxa de eliminação e da depuração total corporal; o prolongamento da meia vida biológica ocorreu pelo aumento do volume de distribuição. Estas alterações impactaram estendendo a cobertura do Meropenem, na fase precoce do choque séptico, contra os patógenos de susceptibilidade intermediária com CIM 4 mg/L. Conclusão: A cobertura do Meropenem foi garantida contra os patógenos isolados até CIM 2 mg/L para todos os pacientes. Adicionalmente, ocorreu a erradicação de patógenos de susceptibilidade intermediária CIM 4 mg/L, pela cobertura que foi atingida apenas na fase precoce do choque séptico. Então, a abordagem PK / PD contribui para a obtenção do resultado

Background: Meropenem is a carbapenêmic, agent largely prescribed to septic patients in the Intensive Care Units with severe infections caused by Gram-negative susceptible strains. Objective: To evaluate Meropenem effectiveness in ICU septic burn patients and to investigate pharmacokinetic changes that could impact the desired outcome by eradication of Gram-negative strains of intermediate susceptibility. Ethics, Casuistry and Methods: Ethical approval register CAEE 07525118.3.0000.0068was obtained; no conflicts of interest to declare were obtained from all authors. Fifteen burn adult patients of both genders (10 M/ 5F) with preserved renal function (Clcr> 50 ml/min) were investigated after TCLE signed. Demographic characteristics of patients included were: 37(33 -41) years, 71(59.5- 80.0) kg, 24.3 (20.6-24.7) kg/m2 body mass index, medians (quartiles). ICU patients admission was based on SAPS*3 score of 54(47-59), 33% (18.3-34.4) TBSA medians (quartiles). Inhalation injury and vasopressors requirements were in 12/15 patients after fire/electricity (10/5, proportion). Mechanical ventilation was necessary in 13/15 patients. Antimicrobial therapy of septic shock with meropenem 1g q8h 3 hours infusion started, after cultures collection. A serial of blood samples was collected from the central catheter after a minimum of 48 hours of Meropenem therapy for drug serum measurements by liquid chromatography. One compartment open model was applied to estimate PK data related to the elimination rate constant, biological half-life, total body clearance and volume of distribution PK/PD approach was based on serum trough levels and elimination rate constant to estimate the predictive index of drug effectiveness (% fΔT>CIM), based on the new PK/PD target 100% fΔT>CIM. Non parametric statistics was applied, Wilcoxon test for paired data and linear correlations. Results: Pharmacokinetic changes occurred in septic burn patients investigated by comparison with results reported in healthy volunteers as follows by the reduction on elimination rate constant and also on total body clearance, in spite of preserved renal function for all patients included. In addition, a prolongation of biological half-life occurred as a consequence of increases on volume of distribution. Pharmacodynamics was impacted by PK changes only at the earlier period of septic shock, once pathogens isolated of intermediate susceptibility up to MIC 4 mg/L were eradicated. Conclusion: Meropenem effectiveness was guaranteed against Gram-negative up to MIC 2 mg/L strains isolated for all patients. In addition, eradication of pathogens of intermediate susceptibility MIC 4 mg/L strains occurred only at the earlier period of septic shock. Then, PK/PD approach contributes to desired outcome achievement

Modelagem PK/PD na terapia antimicrobiana com carbapenêmico em pacientes sépticos críticos grandes queimados. " Estudo da efetividade do meropenem administrado através de infusão intermitente versus estendida " / PK/PD modelling in antimicrobial therapy with carbapenem in critically burn septic patients. " Study of the effectiveness of meropenem administered by intermittent versus extended infusion "

O meropenem é um carbapenêmico de amplo espectro e alta potência, largamente prescrito para tratamento de infecções graves causadas por bactérias sensíveis gram-negativas em pacientes críticos internados em Unidades de Terapia Intensiva. O objetivo do presente estudo foi avaliar a efetividade do antimicrobiano em pacientes grandes queimados, recebendo a dose recomendada 1 g q8h através da infusão intermitente de 0,5 hora que ocorreu até 2014 (grupo 1) comparada a infusão estendida de 3 horas que ocorreu após esse período (grupo 2). Investigaram-se 25 pacientes sépticos de ambos os sexos (6F/19M), 26 (21-34) anos, medianas (interquartil), 70 (60-75) kg, superfície corporal total queimada (SCTQ) 35 (16-42)%, SAPS 3: 55 (45-59) e Clcr 129 (95-152) ml/min que foram distribuídos em dois grupos. Registrou-se trauma térmico pelo fogo em 19/25 e trauma elétrico no restante dos pacientes (6/25), lesão inalatória (17/25), intubação orotraqueal e a necessidade de vasopressores em 18/25 pacientes. Duas amostras de sangue foram coletadas (3ª e 5ª horas) para dosagem sérica do meropenem por cromatografia líquida no período precoce do choque séptico. A farmacocinética foi investigada pela aplicação do modelo aberto de um compartimento e a abordagem PK/PD foi realizada com base no novo índice recomendado 100%fΔT>CIM. Evidenciou-se aumento do PCR 224 (179-286) versus 300 (264-339) mg/L, p=0,0411 e neutrofilia: 12 (8-17) versus 8 (2-15) células/mm3, p=0,1404, respectivamente nos grupos de infusão estendida versus infusão intermitente. Os níveis séricos obtidos mostraram diferença significativa entre grupos (p<0,0001) tanto para o pico 21 (21-22) mg/L versus 44 (42-45) mg/L, como para o vale 7,8 (7,3-9,5) mg/L versus 3,0 (2,6-3,7) mg/L. A farmacocinética mostrou-se alterada nos dois grupos frente aos dados de referência reportados em voluntários sadios. Significativa alteração ocorreu em diferentes proporções pela comparação entre os grupos relativamente à constante de eliminação 0,190 (0,157-0,211) versus 0,349 (0,334-0,382) h-1; meia-vida biológica 3,6 (3,3-4,4) versus 2,0 (1,8-2,1) h; depuração total corporal 8,6 (8,2-8,9) versus 5,3 (5,2-5,4) L/h; volume de distribuição 41,8 (39,9-44,5) versus 15,4 (14,1-16,2) L (p<0,0001). A infecção de ferida foi a mais prevalente nos dois grupos com 47% versus 38% dos isolados, sendo a Klebsiella pneumoniae, a principal enterobactéria. A abordagem PK/PD para patógenos CIM 1 a 4 mg/L mostrou cobertura até CIM 4 mg/L para a infusão estendida e até CIM 2 mg/L para infusão intermitente. Em conclusão, demonstrou-se a superioridade da infusão estendida decorrente de alterações na farmacocinética do meropenem em pacientes grandes queimados. O aumento do volume de distribuição contribuiu para o prolongamento da meia-vida e dos altos níveis de vale registrados, o justifica o impacto na cobertura antimicrobiana após infusão estendida e controle das infecções com cura desses pacientes

Meropenem is a broad-spectrum agent widely prescribed for the treatment of septic shock caused by gram-negative susceptible strains in critically ill patients from the Intensive Care Units. Subject of the present study was to evaluate the drug effectiveness in critically ill septic burn patients in SIRS at the early period of septic shock receiving the recommended dose of Meropenem 1 g q8h by intermittent 0.5 hour infusion or the extended 3 hour infusion. Twenty-five septic patients were: (6F/19M), 26 (21-34) years, medians (quartiles), 70 (60-75) kg, total burn body surface (SCTQ) 35 (16-42) %, SAPS 3: 55 (45-59) and Clcr 129 (95-152) ml/min. Thermal trauma was registered in 19/25 and electrical trauma in the remaining patients (6/25), inhalation injury (17/25), orotracheal intubation and vasopressor requirement in 18/25 patients. Patients were distributed in two groups on the basis of the duration of drug infusion that occurred for the patients of group 1 (1g q8h 0.5 hr) until 2014, December in the hospital. In addition, the extended 3 hours infusion occurred after that period for patients enrolled afterwards (group 2). Pharmacokinetics was investigated after blood sampling at the third (3rd) hour and the fifth (5th) hour of starting the meropenem infusion. Serum drug measurement was done by liquid chromatography. A one compartment open model was applied and kinetic parameters were estimated. PK/PD approach based on the new recommended index of drug effectiveness 100% fΔT>MIC was performed, on the basis on PK parameters and the minimum inhibitory concentration, PD parameter. It was demonstrated a significant difference between groups (p <0.0001) related to the trough levels 7.8 (7.3-9.5) mg/L versus 3.0 (2.6-3.7) mg/L, respectively after extended infusion or intermittent infusion. Concerning the pharmacokinetics, it was shown profound changes on meropenem kinetic parameters in both groups of burn patients by comparison with the reference data reported in healthy volunteers. In addition, it is important to highlight that significant changes occurred also by comparison of PK data between groups of patients related to the parameters: elimination constant 0.190 (0.157-0.211) versus 0.349 (0.334-0.382) h-1; biological half-life 3.6 (3.3-4.4) versus 2.0 (1.8-2.1) hr; total body clearance 8.6 (8.2-8.9) versus 5.3 (5.2-5.4) L/hr; volume of distribution 41.8 (39.9-44.5) versus 15.4 (14.1-16.2) L. Concerning the inflammatory biomarker an increase of C-reactive protein was registered in both groups of septic patients in SIRS: 224 versus 300 mg/L, p = 0.0411, after the extended infusion versus intermittent infusion, respectively. Wound and bone were the most prevalent sites of infection in those patients of both groups. It was shown in the isolates the prevalence of Gram-negative strains 54/83 (65%) that were distributed in Enterobacteriaceae, K. pneumoniae 7/30 (23%), and Non-Enterobacteriaceae, P. aeruginosa 13/54 (24%) followed by Acinetobacter baumannii 11/54 (20%). Drug effectiveness against susceptible strains was demonstrated by PK/PD approach up to 4 mg/L over 2 mg/L, after the extended infusion or after intermittent infusion, respectively. In conclusion, the superiority of the extended infusion in septic burn patients at the earlier period of septic shock was demonstrated, once considerable increases on volume of distribution impacted the drug effectiveness of these patients. Cure was obtained by meropenem monotherapy in 22/25 patients; only three patients (3/25) received meropenem - colistine combined therapy due to Acinetobacter baumannii isolated