OTAC: Optimization of Antibiotic Therapy in Critically ill Patients. Using beta-lactam antibiotics by continuous infusion

Farm Hosp. 2019 Sep 1;43(5):151-157. doi: 10.7399/fh.11170.

Abstract

Objective: To determine the percentage of patients given standard doses of piperacillin/tazobactam or meropenem by continuous infusion who achieved the target pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) index, which was defined as free concentrations four times more than the minimum inhibitory concentration (CMI) for 100% of the dosing interval (100% fT≥ 4 x MIC).

Method: Preliminary data from a larger prospective clinical study analysing the PK/PD behaviour of β-lactams antibiotics continuous infusion (CI) in critical patients. The study was conducted in the intensive care units of a tertiary university hospital for adults (June 2015-May 2017). Inclusion criteria: normal renal function (glomerular renal function (GFR) CKD-EPI formula ≥ 60 mL/min/1.73 m2) and treatment with standard dose β-lactams CI. Concentrations at steady state (Css) conditions were determined using UHPLC-MS/MS. We selected the highest susceptible MIC for all likely organisms according to European Commitee on Antimicrobial Susceptibility Testing's (i.e. piperacillin/tazobactam: 8 mg/L for enterobacteriaceae and 16 mg/L for Pseudomonas aeruginosa; meropenem: 2 mg/L for any microorganism). In addition, a subanalysis of patients was conducted using actual MIC values.

Results: 61 patients were enrolled (25 to meropenem and 36 to piperacillin/tazobactam). Average age was 59 (15) years and median GFR rate was 95 mL/min/1.73 m2 (83-115). Median meropenem and piperacillin free concentrations were 16 mg/L (11-29) and 40 mg/L (21- 51), respectively. 88% of patients treated with meropenem reached the PK/PD target, without differences between both microorganisms. For piperacillin/tazobactam, 61% and 11% of patients reached the target, with enterobacteriaceae and Pseudomonas as suspected microorganisms, respectively. The pathogen was isolated in 35 (57%) patients: 94% reached the target PK/PD, without differences between both antibiotic therapies.

Conclusions: Standard doses of meropenem CI are sufficient to achieve a PK/PD target of 100% fT≥ 4 x MIC in suspected infections with high MICs (Pseudomonas aeruginosa or enterobacteriaceae). However, higher doses of piperacillin/tazobactam could be considered to achieve this goal. In patients with isolated microorganisms, a standard dose of both antibiotic therapies would be sufficient to achieve the target. Therapeutic drug monitoring is highly recommended for therapeutic optimization.

Objetivo: Determinar el porcentaje de pacientes, a los que se les administró dosis estándar de piperacilina/tazobactam o meropenem en perfusión continua, que alcanzaban el índice farmacocinético/farmacodinámico diana definido como el 100% del intervalo de administración en que las concentraciones de antibiótico libre fueron cuatro veces iguales o superiores a la concentración mínima inhibitoria (100% fT ≥ 4 x CMI).Método: Datos preliminares obtenidos de un estudio clínico prospectivo que analiza el comportamiento farmacocinético/farmacodinámico de los antibióticos betalactámicos administrados en perfusión continua en pacientes críticos. Se realizó en unidades de cuidados intensivos de un hospital universitario de tercer nivel, desde junio de 2015 a mayo de 2017. Criterios de inclusión: adultos con función renal correcta (filtrado glomerular según la fórmula CKD-EPI ≥ 60 ml/min/1,73 m2) y tratados con dosis estándar de antibióticos betalactámicos en perfusión continua. Las concentraciones en estado de equilibrio estacionario fueron determinadas mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (UHPLC- MS/MS). Se utilizaron valores de concentración mínima inhibitoria teóricos para microorganismos más resistentes (piperacilina/ tazobactam: 16 mg/l para Pseudomonas aeruginosa y 8 mg/l para Enterobacteriaceae; meropenem: 2 mg/l, independientemente del microorganismo). Además, se realizó un subanálisis de los pacientes con aislamiento microbiológico (concentraciones mínimas inhibitorias reales).Resultados: Se incluyeron 61 pacientes (25 meropenem y 36 piperacilina/ tazobactam). Edad media 59 años (15), mediana de filtrado glomerular 95 ml/min/1,73 m2 (83-115). Mediana de concentraciones en estado de equilibrio estacionario libre: 16 mg/l (11- 29) meropenem y 40 mg/l (21-51) piperacilina. El 88% de los pacientes tratados con meropenem alcanzaron el objetivo farmacocinético/farmacodinámico, sin diferencias entre Enterobacteriaceae y Pseudomonas. En el caso de piperacilina/tazobactam, el 61% y el 11% de los pacientes alcanzaron la diana, considerando Enterobacteriaceae y Pseudomonas como microorganismo sospechoso. Un total de 35 (57%) pacientes presentaron aislamiento microbiológico. El 94% de ellos alcanzaron la diana, sin diferencias entre los dos antibióticos.Conclusiones: Ante la sospecha de infecciones por microorganismos con concentraciones mínimas inhibitorias elevadas (Pseudomonas aeruginosa o enterobacterias), se observa que dosis convencionales de meropenem en perfusión continua son suficientes para lograr la diana 100% fT≥ 4 x MIC. Sin embargo, se requerirían dosis superiores de piperacilina/tazobactam. En casos de aislamiento microbiológico, dosis estándar de ambos antibióticos fueron suficientes para lograr la diana. La monitorización farmacocinética es altamente recomendable para la optimización terapéutica.

MeSH terms

  • Adult
  • Aged
  • Anti-Bacterial Agents / administration & dosage*
  • Anti-Bacterial Agents / blood
  • Anti-Bacterial Agents / pharmacokinetics
  • Anti-Bacterial Agents / therapeutic use
  • Clinical Studies as Topic / statistics & numerical data
  • Critical Illness / therapy*
  • Cross Infection / drug therapy
  • Enterobacteriaceae Infections / drug therapy
  • Female
  • Hospitals, University
  • Humans
  • Infusions, Intravenous
  • Intensive Care Units
  • Male
  • Meropenem / administration & dosage*
  • Meropenem / blood
  • Meropenem / pharmacokinetics
  • Meropenem / therapeutic use
  • Microbial Sensitivity Tests
  • Middle Aged
  • Piperacillin, Tazobactam Drug Combination / administration & dosage*
  • Piperacillin, Tazobactam Drug Combination / blood
  • Piperacillin, Tazobactam Drug Combination / pharmacokinetics
  • Piperacillin, Tazobactam Drug Combination / therapeutic use
  • Prospective Studies
  • Pseudomonas Infections / drug therapy
  • Tertiary Care Centers

Substances

  • Anti-Bacterial Agents
  • Piperacillin, Tazobactam Drug Combination
  • Meropenem