Aktywność in vitro pozakonazolu wobec szczepów Aspergillus wyizolowanych z materiałów klinicznych od chorych hospitalizowanych w szpitalu klinicznym w latach 2011–2014

(1)

BEATA SULIK-TYSZKA1_{| MARTA WRÓBLEWSKA}1, 2

AKTYWNOŚĆ IN VITRO POZAKONAZOLU WOBEC SZCZEPÓW

ASPERGILLUS WYIZOLOWANYCH Z MATERIAŁÓW KLINICZNYCH

OD CHORYCH HOSPITALIZOWANYCH W SZPITALU KLINICZNYM

W LATACH 2011–2014

IN VITRO ACTIVITY OF POSACONAZOLE AGAINST CLINICAL STRAINS OF ASPERGILLUS SPP. ISOLATED

FROM PATIENTS HOSPITALIZED IN A TERTIARY CARE HOSPITAL IN 2011–2014

STRESZCZENIE: W każdym przypadku prawdopodobieństwa infekcji grzybiczej konieczne jest ustalenie czynnika etiologicznego, oznaczenie jego lekowrażliwości i monitorowanie skutecz-ności leczenia odpowiednim antymikotykiem. Powodzenie terapii w dużym stopniu zależy od wczesnego rozpoznania oraz wdrożenia właściwego leczenia przeciwgrzybiczego. Celem pracy była ocena aktywności in vitro pozakonazolu wobec 77 szczepów Aspergillus na podsta-wie wartości minimalnego stężenia hamującego (ang. minimal inhibitory concentration – MIC). Zakres wartości MIC dla szczepów Aspergillus fumigatus wynosił 0,006–0,19 μg/ml, dla szcze-pów Aspergillus flavus – 0,016–0,25 μg/ml, a dla szczeszcze-pów Aspergillus niger – 0,012–0,25 μg/ml. Wyniki interpretowano według obowiązujących wytycznych. Na podstawie oceny in vitro nie stwierdzono szczepów A. fumigatus, A. flavus i A. niger opornych na pozakonazol.

SŁOWA KLUCZOWE: Aspergillus, minimalne stężenie hamujące, pozakonazol

ABSTRACT: In each case of a suspected fungal infection, it is necessary to establish the etiolo-gical agent, its susceptibility to antifungal agents, and to monitor efficacy of the targeted tre-atment. To a large extent success of the therapy depends on early diagnosis and administra-tion of the proper antifungal agent. The aim of the study was to evaluate in vitro activity of po-saconazole against 77 clinical strains of Aspergillus, based on the minimal inhibitory concentra-tion (MIC) values. The MIC values ranged from 0.006 μg/ml to 0.19 μg/ml against Aspergillus fu-migatus strains, from 0.016 μg/ml to 0.25 μg/ml against isolates of Aspergillus flavus, and from 0.012 μg/ml to 0.25 μg/ml against strains of Aspergillus niger. The results were interpreted ac-cording to the guidelines. Based on in vitro testing, no strains of A. fumigatus, A. flavus or A. ni-ger resistant to posaconazole were detected in this study.

KEY WORDS: Aspergillus, minimal inhibitory concentration, posaconazole

1 Zakład Mikrobiologii Samodzielnego Publicznego Centralnego Szpitala Klinicznego w Warszawie

2 Zakład Mikrobiologii Stomatologicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego } MARTA WRÓBLEWSKA

Zakład Mikrobiologii Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, ul. Banacha 1a, 02-097 Warszawa, Tel.: (22) 599 17 77, Fax: (22) 599 17 78, e-mail: zms1@wum.edu.pl Wpłynęło: 15.06.2015 Zaakceptowano: 30.06.2015 DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2015034

PRACA ORYGINALNA

FORUM ZAKAŻEŃ 2015;6(3):157–160 © Evereth Publishing, 2015

WSTĘP

W ciągu ostatnich lat odnotowano znaczny postęp w te-rapii grzybic układowych [1–3]. Pojawiły się nowe leki prze-ciwgrzybicze lub modyfikacje preparatów starszych genera-cji, charakteryzujące się potencjalnie mniejszą toksyczno-ścią [2, 4, 5]. Najnowszymi grupami leków przeciwgrzybi-czych są echinokandyny (do których należą: kaspofungina, mykafungina i anidulafungina), a także triazole nowszych generacji – worykonazol i pozakonazol [6–10].

Pozakonazol (C₃₇H₄₂F₂N₈O₄) wprowadzono do leczenia

zakażeń grzybiczych w 2005 roku. Lek ten in vitro wykazuje

aktywność wobec szczepów: Candida spp., Aspergillus spp.,

Fusarium spp., Mucor spp. i Rhizopus spp. [10–13].

Me-chanizm działania pozakonazolu polega na zahamowaniu biosyntezy ergosterolu w wyniku blokowania aktywności 14α-demetylazy lanosterolu (CYP51), zależnej od cytochro-mu P450 [14]. Wskazaniem do stosowania tego preparatu jest inwazyjna aspergiloza wywołana szczepami opornymi na amfoterycynę B lub itrakonazol albo w przypadku bra-ku tolerancji tych leków przez pacjenta [11, 15, 16]. Poza-konazol jest rekomendowany także w przypadkach fuzario-zy wywołanej szczepami opornymi na amfoterycynę B oraz u chorych z fuzariozą, u których występuje nietolerancja

Artykuł jest dostępny na zasadzie dozwolonego użytku osobistego. Dalsze rozpowszechnianie (w tym umieszczanie w sieci) jest zabronione i stanowi poważne naruszenie przepisów prawa autorskiego oraz grozi sankcjami prawnymi.

(2)

158 © Evereth Publishing, 2015

FORUM ZAKAŻEŃ 2015;6(3)

amfoterycyny B [2, 17]. Innym zaleceniem do zastosowania w terapii pozakonazolu są chromoblastomikozy wywołane przez grzyby oporne na itrakonazol lub nietolerancja itra-konazolu [17]. Pozakonazol jest stosowany ponadto w kan-dydozie jamy ustnej i gardła u pacjentów z obniżoną od-pornością, u których przewiduje się niezadowalającą odpo-wiedź na leczenie miejscowe [17]. Ponadto lek ten jest rów-nież wskazany w profilaktyce inwazyjnych zakażeń grzybi-czych u pacjentów po przeszczepieniu macierzystych ko-mórek krwiotwórczych, którzy otrzymują duże dawki le-ków immunosupresyjnych z powodu choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi (ang. graft-versus-host disease – GvHD) i u których jest wysokie ryzyko rozwoju inwazyj-nych zakażeń grzybiczych. Pozakonazol jest też wskazany u chorych z rozpoznaniem ostrej białaczki szpikowej lub ze-społu mielodysplastycznego, którzy przyjmują chemiotera-pię w celu indukcji remisji i w związku z tym może wystąpić u nich długotrwała neutropenia [18–20].

Najczęściej oporność na azole jest związana z modyfi-kacją 14α-demetylazy (jakościową i ilościową). Zwiększo-na zawartość ergosterolu w komórce grzyba wywoływaZwiększo-na nadprodukcją tego enzymu przyczynia się do spadku wraż-liwości na tę grupę leków przeciwgrzybiczych [14]. Aktyw-ne usuwanie antymikotyków z komórki grzyba za pomo-cą aktywnych białek posiadających właściwości pompy jest kolejnym mechanizmem oporności na azole [2]. W ostat-nich latach opublikowano doniesienia o nowym mechani-zmie oporności klinicznych szczepów Aspergillus fumigatus na azole – wskutek mutacji TR46/Y121F/T289A w obrębie genu cyp51A [21–23].

Celem pracy była ocena aktywności in vitro pozakona-zolu wobec klinicznych szczepów Aspergillus na podstawie wartości MIC.

MATERIAŁ I METODY

Materiał do badania stanowiły kliniczne szczepy grzybów z rodzaju Aspergillus, wyizolowane od chorych hospitalizo-wanych w Samodzielnym Publicznym Centralnym Szpita-lu Klinicznym (SP CSK) w Warszawie w latach 2011–2014. Materiał obejmował szczepy grzybów pleśniowych wyizo-lowane z dolnych dróg oddechowych (ang. bronchoalve-olar lavage – BAL), ucha środkowego i ran pooperacyjnych. Grzyby pleśniowe identyfikowano na podstawie cech mor-fologicznych kolonii na podłożu Sabourauda i Czapka-Do-xa oraz przyżyciowych preparatów mikroskopowych. Ozna-czenie wartości MIC leków przeciwgrzybiczych wykonano metodą Etest (bioMérieux) z wykorzystaniem podłoża Agar RPMI (Biomed), zgodnie z zaleceniami producenta. Wy-niki interpretowano według obowiązujących wytycznych CLSI (ang. Clinical and Laboratory Standards Institute) oraz EUCAST (ang. European Committee on Antimicrobial

Susceptibility Testing). Do kontroli badania lekowrażliwości wykorzystano szczep wzorcowy Candida parapsilosis ATCC 22019.

WYNIKI

Na podstawie badań mikologicznych materiałów klinicz-nych, przeprowadzonych w latach 2011–2014 w SP CSK w Warszawie, stwierdzono 77 przypadków wyizolowań szczepów z rodzaju Aspergillus. W Tabeli 1 przedstawiono wyniki analizy lekowrażliwości tych szczepów. Wykazano następujące zakresy wartości minimalnego stężenia hamu-jącego pozakonazolu (w μg/ml):

t zakres wartości MIC dla szczepów A. fumigatus

– od 0,006 do 0,19 μg/ml;

t zakres wartości MIC dla szczepów A. flavus

– od 0,016 do 0,25 μg/ml;

t zakres wartości MIC dla szczepów A. niger – od 0,012

do 0,25 μg/ml.

W Tabeli 2 przedstawiono ilość szczepów wrażli-wych i opornych na pozakonazol na podstawie interpreta-cji uzyskanych wartości MIC według rekomendainterpreta-cji CLSI i EUCAST.

OMÓWIENIE

W każdym przypadku prawdopodobnej infekcji grzybi-czej konieczne jest ustalenie czynnika etiologicznego, ozna-czenie jego lekowrażliwości i monitorowanie skuteczności leczenia odpowiednim antymikotykiem. Powodzenie tera-pii w znacznym stopniu zależy od wczesnego rozpoznania i wdrożenia właściwego leczenia przeciwgrzybiczego. Nadal najczęstszymi czynnikami etiologicznymi inwazyjnych za-każeń grzybiczych są grzyby z rodzaju Candida i Aspergillus

(Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, Aspergillus terreus, Aspergillus niger). Szerokie stosowanie flukonazolu

w profi-laktyce tych zakażeń zwiększyło częstość infekcji wywoły-wanych przez gatunki Candida inne niż Candida albicans oraz zakażeń o etiologii Aspergillus. W przypadku inwazyj-nej aspergilozy, w której występuje zapalenie płuc i zatok, a następnie fungemia i rozsiew krwiopochodny do innych narządów, śmiertelność może wynosić aż 80% [2, 3, 24].

Zgodnie z zaleceniami IDSA (ang. Infectious Diseases Society of America), ECIL 3 (ang. European Conference on Infections in Leukemia) oraz rekomendacjami „Przewodni-ka terapii przeciwdrobnoustrojowej Sanforda”, pozakonazol jest lekiem alternatywnym w zakażeniach o etiologii

Asper-gillus [17, 19, 25].

Pomimo iż lekiem pierwszego rzutu w leczeniu aspergi-lozy nadal pozostaje worykonazol, pojawiły się już pierwsze doniesienia o szczepach opornych na ten lek [20, 26]. Pfaller

(3)

159

i wsp. w swoim badaniu, analizując aktywność in vitro wo-rykonazolu wobec szczepów Aspergillus, wykazali wartości MIC >8 μg/ml. W takim przypadku zastosowanie leczenia alternatywnego wydaje się uzasadnione [20, 26].

Porównując skuteczność in vitro pozakonazolu wobec szczepów Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus i

Asper-gillus niger w badaniach własnych, zaobserwowano

najniż-sze wartości MIC pozakonazolu wobec izolatów A.

fumiga-tus [6]. Na podstawie oceny in vitro nie stwierdzono

szcze-pów A. fumigatus, A. flavus oraz A. niger opornych na po-zakonazol. Jest to zgodne z wynikami pracy Pfarella i wsp., którzy zbadali aktywność in vitro wobec 239 klinicznych izolatów grzybów pleśniowych, w tym 198 izolatów

Asper-gillus spp. (114 izolatów A. fumigatus, 22 – A. niger, 13

– A. flavus, 9 – A. versicolor, 8 – A. terreus oraz 32 Aspergillus spp.). Zakres wartości MIC dla szczepów A. fumigatus wy-nosił od 0,03 do 1 μg/ml, dla A. flavus – od 0,12 do 1 μg/ml, a dla A. niger – od 0,25 do 1 μg/ml. Aktywność in vitro po-zakonazolu wobec badanych szczepów Aspergillus wynosi-ła 100% [27].

W kolejnym badaniu Pfarell i wsp. zbadali aktywność in

vitro pozakonazolu wobec 40 szczepów Aspergillus fumi-gatus. Zakres wartości MIC wynosił od 0,25 do 0,5 μg/ml

– 100% szczepów wykazywało wrażliwość na ten lek, co tak-że jest zgodne z wynikami zawartymi w niniejszej pracy [10]. W związku z obserwowanym zwiększaniem się lekoopor-ności szczepów Aspergillus na azole, ustalenie wzorców le-kowrażliwości in vitro badanych szczepów ma szczegól-ne znaczenie przy ustalaniu algorytmów terapeutycznych w danym ośrodku [28]. Dodatkowo skorelowanie aktywno-ści in vitro badanych szczepów z aktywnoaktywno-ścią in vivo może przyczynić się do zwiększenia skuteczności leczenia zakażeń grzybiczych o etiologii Aspergillus.

WNIOSKI

W niniejszej pracy na podstawie oceny in vitro nie stwier-dzono szczepów Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus i Aspergillus niger opornych na pozakonazol.

Konieczne jest monitorowanie w danym ośrodku lekow-rażliwości izolowanych szczepów Aspergillus spp. na azole.

KONFLIKT INTERESÓW: nie zgłoszono.

PIŚMIENNICTWO

1. Arendrup MC, Dzajic E, Jansen RH et al. Epidemiological changes with poten-tial implication for antifungal prescription recommendations for fungaemia: data from a nationwide fungemia surveillance programme. Clin Microb In-fect 2013;19(8):E343– E353.

2. Dzierżanowska D, Dzierżanowska-Fangrat K. Przewodnik Terapii Inwazyjnych Zakażeń Grzybiczych 2012. 2nd_{edn. α-medica Press, Bielsko-Biała, 2012.} 3. Butrym A, Zywar K, Dzietczenia J, Mazur G. Inwazyjne zakażenia grzybicze

u pacjentów z nowotworami hematologicznymi. Mikol Lek 2011;18(1):47– 53. 4. Moore JN, Healy JR, Kraft WK. Pharmacologic and clinical evaluation of

posa-conazole. Expert Rev Clin Pharmacol 2015;8(3):321– 334.

5. Jędrzejczak W. Profilaktyka inwazyjnych zakażeń grzybiczych, leczenie wy-przedzające i empiryczne. Med Prakt 2009;119:10– 17.

6. Sulik-Tyszka B, Cieślik J, Swoboda-Kopeć E. Strategie diagnostyczne i tera-peutyczne w zakażeniach grzybiczych na OIT. Zakażenia 2012;6:46– 50. 7. Cornely OA, Maertens J, Winston DJ et al. Posaconazole vs.

fluconazo-le or itraconazofluconazo-le prophylaxis in patients with neutropenia. N Engl J Med 2007;356(4):348– 359.

8. Charakterystyka produktu leczniczego Noxafil® (MSD). European Medicines Agency (online) 2014; http://www.ema.europa.eu/docs/pl_PL/document_ library/EPAR_-_Product_Information/human/000610/WC500037784.pdf 9. Pagano L, Caira M, Valentini CG, Posteraro B, Fianchi L. Current therapeutic

approaches to fungal infections in immunocompromised hematological pa-tients. Blood Rev 2010;24(2):51– 61.

10. Pfaller MA, Castanheira M, Messer SA, Moet GJ, Jones RN. Echinocandin and triazole antifungal susceptibility profiles for Candida spp., Cryptococcus neo-formans and Aspergillus fumigatus: application of new CLSI clinical breakpo-ints and epidemiologic cutoff values to characterize resistance in the SEN-TRY Antimicrobial Surveillance Program (2009). Diag Microbiol Infect Dis 2011;69(1):45– 50.

11. Walsh TJ, Raad I, Patterson TF et al. Treatment of invasive aspergillosis with posaconazole in patients who are refractory to or intolerant of conventional therapy: an externally controlled trial. Clin Infect Dis 2007;44(1):2– 12. 12. Ullmann AJ, Lipton JH, Vesole DH et al. Posaconazole or fluconazole for

prophy-laxis in severe graft-versus-host disease. N Engl J Med 2007;356(4):335– 347. 13. Ananda-Rajah MR, Grigg A, Downey MT et al. Comparative clinical

effecti-veness of prophylactic voriconazole/posaconazole to fluconazole/itracona-zole in patients with acute myeloid leukaemia/myelodysplastic syndrome undergoing cytotoxic chemotherapy over a 12-year period. Haematologica 2012;97(3):459– 463.

14. Ciok-Pater E, Białucha A, Szabelska M, Gospodarek E. Mechanizmy oporno-ści drożdży na stosowane leki przeciwgrzybicze. Mikol Lek 2008;15(1):49– 53.

Pozakonazol Minimalne stężenie hamujące (μg/ml) S (wrażliwy)

Gatunek Liczba szczepów 0,006 0,008 0,012 0,016 0,023 0,032 0,047 0,064 0,094 0,125 0,19 0,25

Aspergillus fumigatus 46 1 2 4 8 8 4 3 5 1 8 2

Aspergillus flavus 16 2 2 3 1 1 6 1

Aspergillus niger 15 1 7 2 1 3 1

Ogółem liczba szczepów 77

Tabela 1. Ocena in vitro aktywności przeciwgrzybiczej pozakonazolu wobec klinicznych szczepów Aspergillus.

Gatunek S R

Aspergillus fumigatus 46

-Aspergillus flavus 16

-Aspergillus niger 15

-Ogółem 77

-Tabela 2. Wykaz szczepów wrażliwych (S) i opornych (R) na pozakonazol, oparty na podstawie interpretacji uzyskanych wartości MIC według reko-mendacji CLSI i EUCAST.

(4)

15. Smith WJ, Drew RH, Perfect JR. Posaconazole’s impact on prophylaxis and tre-atment of invasive fungal infections: an update. Expert Rev Anti Infect Ther 2009;7(2):165– 181.

16. Michallet M, Sobh M, Morisset S et al. Risk factors for invasive aspergillosis in acute myeloid leukemia patients prophylactically treated with posaconazo-le. Med Mycol 2011;49(7):681– 687.

17. Gilbert DN, Chambers HF, Eliopoulos GM, Saag MS. Przewodnik Terapii Prze-ciwdrobnoustrojowej Sanforda 2015 (red. wydania polskiego: Bulanda M, Drzewiecki A, Heczko PB, Kochan P). Kohasso, Kraków, 2015.

18. Hahn J, Stifel F, Reichle A, Holler E, Andreesen R. Clinical experience with po-saconazole prophylaxis – a retrospective analysis in a haematological unit. Mycoses 2011;54(Suppl. 1):S12– S16.

19. Maertens J, Marchetti O, Herbrecht R et al. European guidelines for antifun-gal management in leukemia and hematopoietic stem cell transplant re-cipients: summary of the ECIL 3 – 2009 update. Bone Marrow Transplant 2011;46(5):709– 718.

20. Alanio A, Sitterlé E, Liance M et al. Low prevalence of resistance to azoles in Aspergillus fumigatus in a French cohort of patients treated for haematologi-cal malignancies. J Antimicrob Chemother 2011;66(2):371– 374.

21. Camps SMT, van der Linden JWM, Melchers WJG, Verweij PE. A new resistan-ce mechanism emerging in clinical Aspergillus fumigatus isolates in The Ne-therlands. 5th _{Congress on Trends in Medical Mycology (TIMM-5), 2– 5} Octo-ber 2011, Valencia, Spain. Mycoses 2011;54(Suppl. 2). Abstract no. O3.2.

22. Vermeulen E, Maertens J, Schoemans H, Lagrou K. Azole-resistant Aspergil-lus fumigatus due to TR46/Y121F/T289A mutation emerging in Belgium, July 2012. Euro Surveill 2012;17(48):1– 3.

23. Lavergne RA, Morio F, Favennec L et al. First description of azole-resistant Aspergillus fumigatus due to TR46/Y121F/T289A mutation in France. Antimi-crob Agents Chemother 2015;59(7):4331– 4335.

24. Dzierżanowska D. Zakażenia Szpitalne. α-medica Press, Bielsko-Biała, 2008. 25. Walsh TJ, Anaissie EJ, Denning DW et al. Treatment of aspergillosis: clinical

practice guidelines of the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2008;46(3):327– 360.

26. Pfaller MA, Messer SA, Boyken L et al. In vitro survey of triazole cross--resistance among more than 700 clinical isolates of Aspergillus species. J Clin Microbiol 2008;46(8):2568– 2572.

27. Pfaller MA, Messer SA, Hollis RJ, Jones RN; SENTRY Participants Group. An-tifungal activites of posaconazole, ravuconazole and voriconazole compa-red to those of itraconazole and amphotericin B against 239 clinical isola-tes of Aspergillus spp. and other filamentous fungi: report from SENTRY An-timicrobial Surveillance Program, 2000. Antimicrob Agents Chemother 2002;46(4):1032– 1037.

28. Lelièvre L, Groh M, Angebault C, Maherault AC, Didier E, Bougnoux ME. Azo-le resistant Aspergillus fumigatus: an emerging probAzo-lem. Med Mal Infect 2013;43(4):139– 145.