Introduzione
La continua emergenza di resistenza batterica agli antibiotici e il coinvolgimento in infezioni gravi hanno creato una maggiore domanda di nuovi agenti antimicrobici per combattere ceppi resistenti. Pertanto l’esigenza di avere sempre a disposizione nuove molecole diventa di notevole importanza nella pratica clinica (Rossolini et al.,2008). Fino a poco tempo fa, il glicopeptide vancomicina rappresentava l'unica scelta terapeutica in queste situazioni. Tuttavia, negli ultimi anni sono stati aggiunti alcuni nuovi agenti con diversi meccanismi d'azione (linezolid, daptomicina e tigeciclina), ma essendo lo sviluppo di resistenze molto più rapido è giusto che per far si che una terapia abbia successo è di vitale importanza che questi farmaci siano utilizzati in maniera appropriata per minimizzare il rischio di selezione di ceppi resistenti.
Linezolid
Linezolid appartiene ad una nuova classe di antibiotici di sintesi, gli oxazolidinoni il cui meccanismo d’azione si manifesta attraverso un’inibizione delle fasi iniziali della sintesi proteica batterica, mediante il legame alla subunità 50 S del ribosoma batterico.
Fin dalla sua introduzione nella pratica clinica, linezolid ha dimostrato essere molto efficace nel trattamento di infezioni gravi sostenute da batteri G+ in particolare MRSA (Antony et al.,1999), lo Streptococcus pneumoniae penicillino e cefalosporino- resistente e gli Enteroccoccus faecium e faecalis vancomicino-resistente (Diekama et
al., 2000).
Linezolid mostra una farmacocinetica lineare caratterizzata da un proporzionale aumento dei valori di AUC dopo aumento di dose; ha una biodisponibilità orale di circa
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il 100% che permette lo shift dalla somministrazione per via endovenosa a quella per os, senza aggiustamenti di dose (Stalker et al., 2003), raggiungendo Cmax entro 1-2 ore dalla
somministrazione.
Non è substrato, né inibitore delle maggiori isoforme del citocromo P-450, quindi il metabolismo non viene influenzato da inibitori ed induttori dei citocromi P-450. L’eliminazione avviene principalmente per via renale e mostra un valore di t1/2 pari a 5-
7 ore, pertanto è necessaria una doppia somministrazione giornaliera a dosi di 600 mg per poter mantenere concentrazioni efficaci.
L’efficacia clinica del farmaco è stata dimostrata mediante studi clinici di confronto con altri agenti antibatterici in diverse tipologie di infezioni. Uno studio di equivalenza (Rubinstein et al., 2001) ha confrontato linezolid verso vancomicina nel trattamento di pazienti ospedalizzati con polmonite nosocomiale. Lo studio internazionale, randomizzato in doppio cieco, ha confrontato l’efficacia, la sicurezza e tollerabilità dei due trattamenti: linezolid alla dose di 600 mg più aztreonam 1-2 g per via endovenosa ogni otto ore confrontato con vancomicina alla dose di 1 g più aztreonam 1-2 g sempre per via endovenosa ogni otto ore per una durata di trattamento di almeno 7 giorni fino ad un massimo di 21 giorni consecutivi. I pazienti arruolati sono stati 396. Nello studio è stato valutato l’outcome clinico e quello microbiologico nella popolazione valutabile per questi endpoints. In particolare, 204 pazienti erano valutabili clinicamente mentre 94 lo erano per gli outcome microbiologici. Gli outcome sono stati determinati con il test di guarigione (TOC) nella visita di follow up avvenuta dopo 12-28 giorni la conclusione del trattamento. Le percentuali di guarigione nelle due popolazioni di pazienti valutabili clinicamente, s sono risultate equivalenti per i due trattamenti. Infatti, in entrambi i gruppi di pazienti sono risultati percentuali di guarigione sovrapponibili: 66,4% dei 107 pazienti trattati con linezolid e 68,1% dei 98 pazienti trattati con vancomicina. Per quanto ha riguardato l’outcome microbiologico, l’eradicazione dei patogeni è stata equivalente per i diversi microrganismi incluso MRSA, con risultati di guarigione in percentuale del 67,9% dei 53 pazienti riceventi linezolid e del 71,8% dei 39 pazienti che avevavo invece ricevuto vancomicina. Nello studio, linezolid ha dimostrato di non essere inferiore a vancomicina nel trattamento di polmoniti
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nosocomiali e pertanto rappresenta una valida alternativa nel trattamento di polmoniti indotte da batteri Gram-positivi in pazienti adulti.
Un secondo studio di fase III di equivalenza, internazionale, controllato, randomizzato e in aperto ha valutato pazienti con presunte infezioni da MRSA (Stevens et al., 2002). Nello studio sono stati arruolati 460 soggetti con infezioni complicate della cute e dei tessuti molli, polmonite, infezioni del tratto urinario e batteriemia. I pazienti sono stati randomizzati ad un trattamento con linezolid 600 mg 2 volte al giorno per via endovenosa o vancomicina 1 g/2 volte al giorno anch’essa per via endovenosa per una durata di trattamento di almeno 7 giorni. Nello studio era previsto uno switch al trattamento per via orale per i pazienti assegnati al gruppo linezolid che avessero mostrato miglioramento delle condizioni cliniche (600 mg/ 2 die). I risultati non hanno dimostrato differenze significative fra i due trattamenti ne’ nella risposta clinica (linezolid verso vancomicina: 56,8% vs 55% nella popolazione generale e 73,2% vs 73,1% nella popolazione valutabile per infezioni da MRSA) ne’ per quella microbiologica (linezolid verso vancomicina, 58,9% vs. 63,2% nella popolazione con infezioni da MRSA). Per quanto riguarda la sicurezza, gli effetti collaterali sono stati moderati in gravità e limitati nella durata. Il gruppo linezolid ha presentato una percentuale più alta di disturbi gastrointestinali soprattutto nausea e diarrea.
Un terzo studio, randomizzato, multicentrico, in doppio cieco ha confrontato l’efficacia e la sicurezza di linezolid vs oxacillina-dicloxacillina nel trattamento delle infezioni complicate della pelle e dei tessuti molli. Allo studio sono stati arruolati 826 pazienti ospedalizzati e randomizzati a ricevere linezolid alla dose di 600 mg per via endovenosa versus oxacillina 2 g anch’essa per via endovenosa ogni 6 ore. Anche in questo studio, in caso di evidente miglioramento clinico si è potuto passare dalla forma iniettabile alla formulazione per os per entrambi i farmaci. Le principali variabili di efficacia sono state la percentuale di guarigione nella popolazione valutabile clinicamente e la percentuale di successi microbiologici in quella valutabile microbiologicamente. Lo studio non ha evidenziato differenze in termini di efficacia tra i due trattamenti (Stevens et al., 2000). In tutti gli studi linezolid si è dimostrato ben tollerato. Gli effetti avversi riportati erano tutti d'intensità lieve-moderata.
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Tuttavia non appena linezolid è stato introdotto in clinica sono stati riportati casi di ceppi resistenti e questo ha suggerito che nonostante le notevoli capacità farmacologiche, sussistano fattori addizionali che permettono la selezione di ceppi resistenti (Herrero et al., 2002, Dibo et al., 2004). Da alcuni studi è emerso che in alcuni pazienti le concentrazioni plasmatiche raggiunte non fossero sufficienti o comunque adeguate a eradicare i microorganismi e che questo potrebbe essere un motivo di differenziazione di ceppi resistenti. Tuttavia è importante rilevare che la dose standard di 600 mg due volte al giorno potrebbe anche essere associata ad alte concentrazioni plasmatiche e quindi ad un elevato rischio di tossicità. È evidente quindi da quanto detto che sussiste nella cinetica di linezolid una notevole variabilità e che il monitoraggio delle concentrazioni di farmaco può aiutare a ridurre il rischio di tossicità, raggiungere un’elevata efficacia e ridurre il rischio di selezione di ceppi resistenti.
L’attività battericida di linezolid è tempo-dipendente, cioè dipende dal tempo durante il quale le concentrazioni permangono al di sopra della MIC (Craig et al., 2001), per cui il parametro predittivo di efficacia è T>MIC. Studi in vitro e in vivo hanno mostrato che con valori di T>MIC almeno del 40% si manifesta un’attività batteriostatica che diventa battericida a valori T>MIC superiori al 75% (Sàbada et al.,2004; Dailey et al.,2001). Tuttavia, successivi studi hanno dimostrato che l’efficacia di linezolid può essere anche valutata mediante il rapporto AUC/MIC (Andes et al., 2002, Vardakas et al., 2009), specialmente per valori superiori a 50 (Andes et al., 2002) o 100 (Stalker et al., 2003). L’efficacia, quindi, dipende essenzialmente da due fattori: (1) mantenimento delle concentrazioni plasmatiche e (2) raggiungimento di concentrazioni di picco elevate. Sulla base di queste considerazioni e con l’intento di ridurre il rischio di selezione di ceppi resistenti, l’obiettivo del trattamento è raggiungere valori di T>MIC pari al 100%. Esperimenti in vitro hanno dimostrato che basse concentrazioni di linezolid favoriscono la selezione di ceppi resistenti soprattutto MRSA, VRE, hVISA e VISA (Boak et al., 2007), e che valori di AUC/MIC <100 sono associati ad una riduzione dell’efficacia. Pertanto il traguardo della terapia con linezolid deve essere il raggiungimento di valori di AUC/MIC >100 e di T>MIC pari al 100% (Adembri et al., 2008).
Identificare i fattori che maggiormente influenzano l’efficacia e la farmacocinetica di linezolid può condurre a due possibilità: (a) predire le alterazioni PK/PD (attività e
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tollerabilità), (b) modificare il dosaggio (Pea et al., 2005). Alcuni studi hanno valutato l’efficacia in diverse coorti di pazienti con l’obiettivo di identificare i maggiori fattori che esercitano un effetto significativo sulla cinetica del farmaco. Tuttavia questi studi hanno valutato il profilo plasmatico di una singola dose di farmaco in una popolazione speciale (Thallinger et al., 2008) oppure dopo la somministrazione della prima dose (Beer et al., 2007, Bosso et al., 2004), senza fornire informazioni sulle concentrazioni plasmatiche raggiunte e sul tempo di raggiungimento dello stato stazionario.
Dai dati ottenuti dagli studi, linezolid è escreto con le urine immodificato o sottoforma di metaboliti (Slatter et al., 2001). La progressiva riduzione della CLCR fino a 10-40
ml/min non ha effetti considerevoli sull’escrezione renale del linezolid perché la CL del farmaco varia tra 40 e 140 ml/min con valori di CLCR tra 10 e 130 ml/min (Brier et al.,
2003). Alle stesse conclusioni sono giunti Meagher e collaboratori (2003) quando hanno analizzato la variabilità cinetica di linezolid in un modello PK/POP. Infatti, in popolazioni speciali di pazienti, come quelli con ridotta funzionalità renale con CLCR
compresa tra 10 e 40 ml/min, l’AUC aumenta solo del 15% se confrontata con quella di pazienti con funzionalità renale normale. Tuttavia, in pazienti con malattie renali all’ultimo stadio (ESRD) è stato osservato un aumento dei valori di AUC del 28%. In questi pazienti se è iniziata l’emodialisi non è necessario un aggiustamento della dose perché linezolid è dializzato, causando una significativa riduzione dell’AUC da 141±45 a 83±23 mgxh/l per rimozione di circa un terzo del farmaco presente nel plasma. Per garantire il raggiungimento dello stato stazionario in questi pazienti è stata proposta una dose supplementare di linezolid. In pazienti ESRD bisogna però considerare un ulteriore fattore di variabilità, come confermato dagli studi sui pazienti critici in emodialisi (Fiaccadori et al.,2006) da cui è emerso come la media delle concentrazioni risulti significativamente più bassa quando l’emodialisi è seguita alla somministrazione del farmaco (4,68 mg/l, range 1,48-9,07 mg/l) piuttosto che nel caso opposto (6,74 mg/l, range 2,04-15,84 mg/l). Pertanto, gli Autori hanno concluso che in alcuni particolari circostanze potrebbe essere somministrata una dose supplementare di farmaco (1/3 della dose giornaliera), accompagnata dal monitoraggio terapeutico delle concentrazioni a causa della notevole variabilità interindividuale. Infatti, la variabilità della clearance totale è stata del 37 e 50% rispettivamente dopo una dose singola e dopo dosi ripetute
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(Slatter et al.,2001). Questo suggerisce un'influenza fisiopatologica nell’escrezione renale del farmaco. Inoltre, nel 2008, Tsuji e collaboratori hanno riportato che la Cmin di
15-20 mg/l è associata ad eventi avversi quali pancitopenia e disfunzione epatica in pazienti che richiedono emodialisi per insufficienza renale cronica, sottolinenado la necessità dell’ottimizzazione della dose e del monitoraggio terapeutico delle concentrazioni.
Un’altra importante sfida nel trattamento dei pazienti critici, è lo stato settico. È noto che la sepsi può essere associata a profonde alterazioni sia del tono vascolare sia delle funzioni del miocardio (Vincent et al., 1998), potendo causare stravaso di liquidi e la conseguente formazione di edemi. La presenza di edema questi ultimi, dal punto di vista farmacocinetico, viene cosiderata come il “terzo spazio”, una condizione associata a basse concentrazioni sia plasmatiche sia tissutali con conseguente riduzione dell’efficacia sia clinica che microbiologica (Scaglione et al., 2008). In alcuni studi è stato dimostrato che in pazienti con shock settico o sepsi grave, il Vd di linezolid non
varia in modo significativo, pur aumentando all’incirca del 16% se confrontato con quello di soggetti sani, mentre i valori di Cmax risultano pressochè simili (Thallinger et al., 2008). Pertanto, una condizione fisiopatologica come l’edema può influenzare la
distribuzione del farmaco, riducendo le concentrazioni plasmatiche con una conseguente riduzione dei valori di AUC. Infatti, i valori di AUC e di CL variano approssimativamente del -37% e +72% in pazienti con grave sepsi se confrontati con quelli dei soggetti sani. È interessante notare che gli stessi Autori dimostrano che nei pazienti con shock settico e quindi con un aumento della permeabilità capillare che potrebbe favorire il passaggio del farmaco negli interstizi, il Vd di linezolid aumenta
fino a valori molto simili a quelli descritti in precedenza per i pazienti con sepsi.
Una possibile soluzione alla riduzione della variabilità interindividuale è stata valutata da Adembri e collaboratori (2008) che hanno dimostrato come in pazienti critici l’infusione continua di linezolid è molto più vantaggiosa poichè molti pazienti riescono a raggiungere valori di T>MIC associati a beneficio terapeutico.
Significativi cambiamenti nella farmacocinetica di linezolid sono poi osservabili nei pazienti ustionati. La cinetica degli antibatterici in corso di ustioni è infatti alquanto
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variabile a causa delle mutevoli condizioni cliniche e fisiopatologiche del paziente che possono influenzare i processi di distribuzione, metabolismo ed escrezione (Pea et
al.,2005, Blanchet et al., 2008). In uno studio condotto da Lovering e collaboratori
(2009) è stato dimostrato che in pazienti ustionati che ricevono linezolid alla dose standard è evidente una riduzione dell’emivita (t1/2: 2,1±1.0 h) e un dimezzamento dei
valori di AUC (42,5±24,0 μgxh/l) mentre i valori di Cmax e volume di distribuzione non
risultano particolarmente differenti da quelli misurati nei soggetti sani. Un altro dato interessante, riguarda inoltre la CL renale che non subisce incrementi, probabilmente per la produzione di essudati. Il monitoraggio delle concentrazioni rimane comunque una strategia per ottimizzare la somministrazione di linezolid evitando perdita di efficacia e tollerabilità.
Per quanto riguarda invece la farmacocinetica di linezolid nei pazienti pediatrici, dagli studi è risultato che in bambini affetti da polmonite ai quali è stato somministrato linezolid alla dose di 10 mg/kg si raggiungeva l’efficacia clinica nel 92% dei soggetti (Kaplan et al., 2001). I valori di Cmax erano sovrapponibili a quelli dei pazienti adulti
(9,5-16,7 mg/l) (Jungbluth et al., 2003, Kaplan et al., 2001) anche se questi parametri farmacocinetici dipendono dalla velocità di infusione del farmaco piuttosto che dalle capacità emuntorie. Il Vd risulta invece più ampio nei pazienti pediatrici rispetto ai
pazienti adulti (>0,81 L/kg contro 0,65 L/kg, rispettivamente) probabilmente per la maggiore quantità di acqua corporea (Strolin et al., 2003). Valori inferiori rispetto agli adulti sono stati invece riportati nel caso della CL, mentre l’eliminazione aumenta soprattutto nei pazienti con età fino ai dodici anni, per poi tornare a valori simili a quelli degli adulti in età superiore ai 12 anni (Kearns et al., 2000). Inoltre, possono essere osservati valori di AUC e t1/2 più bassi rispetto ai pazienti adulti, quindi per ottimizzare
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Distribuzione di Linezolid
Bruno Viaggi , Antonello Di Paolo , Romano Danesi , Marialuisa Polillo, Laura Ciofi , Mario Del Tacca and Paolo Malacarne
Linezolid in the central nervous system: comparison between cerebrospinal fluid and plasma pharmacokinetics. Scandinavian Journal of Infectious Diseases, 2011 Sep;43(9):721-7;
Come ampiamente descritto finora, la cinetica di linezolid mostra una notevole variabilità interpaziente. L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare la farmacocinetica di linezolid alla dose di 600 mg due volte al giorno in infusione di un’ora in sette pazienti al fine di prevenire infezioni del sistema nervoso centrale (SNC), specialmente da MRSA. Lo studio è stato condotto con l’obiettivo di monitorare le concentrazioni plasmatiche e liquorali seguendo un protocollo di monitoraggio terapeutico eseguito mediante tecnica di cromatografia liquida ad elevate prestazioni (HPLC) (Polillo et al., 2010) utilizzando i prelievi effettuati dopo la prima e la quinta dose di farmaco.
Introduzione
Linezolid è caratterizzato da una buona penetrazione nel SNC, dati confermati dallo studio di Villani del 2002, nel quale sono riportati rapporti di concentrazione liquor/plasma superiori a 0,8, che hanno sostenuto l’utilizzo del farmaco per il trattamento di infezioni a carico del SNC (Beer et al.,2007, Boak et al.,2006).
L’obiettivo dello studio è stato quello di valutare la farmacocinetica di linezolid e la distribuzione nel liquor a livello dei ventricoli laterali del SNC mediante il monitoraggio delle concentrazioni sia plasmatiche che liquorali per l’ottimizzazione del trattamento e per comprendere i meccanismi che possono consentire di ridurre la notevola variabilità interindividuale riportata in letteratura.
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MATERIALI E METODI
Pazienti e trattamento
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana. Sono stati arruolati sette pazienti (5 uomini e 2 donne, di età media 72,4 anni, range 42-78 anni), ricoverati in terapia intensiva (ICU) per emorragia subaracnoidea o emorragia intracerebrale ed intraventricolare; tutti mostravano funzionalità epatica e renale nella norma. I sette pazienti hanno ricevuto linezolid alla dose standard di 600mg ogni 12 ore mediante infusione venosa della durata di un’ora a scopo profilattico, e la somministrazione del farmaco è cessata dopo la sesta dose nei pazienti che non hanno più mostrato segni clinici di infezione.
Campioni di plasma e liquor
A tutti i pazienti sono stati eseguiti prelievi di sangue (3 ml) da una arteria periferica ai seguenti tempi: prima della somministrazione di farmaco e poi 1, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 ore dopo la prima e la quinta somministrazione. Il sangue è stato raccolto in provette contenenti l’anticoagulante eparina, in seguito centrifugati a 4000 RPM a 4 °C per 10 min per separare il plasma e successivamente immagazzinati e conservati a -20 °C. Allo stesso modo, sono stati ottenuti prelievi di liquor mediante una derivazione ventricolare esterna. I campioni di plasma e liquor sono stati utilizzati per il monitoraggio terapeutico delle concentrazioni di farmaco mediante cromatografia liquida ad elevate prestazioni, utilizzando il metodo di dosaggio validato per la determinazione delle concentrazioni plasmatiche di daptomicina e linezolid, ampiamente discusso nel secondo capitolo di questa tesi (Polillo et al, 2010).
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Analisi farmacocinetica
Le concentrazioni plasmatiche e liquorali di ciascun piazente sono state analizzate mediante software al fine di ottenere i valori dei principali parametri PK/PD, ovvero AUC/MIC e T>MIC. In particolare, le concentrazioni sono state analizzate mediante il programma MWPharm al fine di simulare i profili plasmatici e liquorali di linezolid.
Analisi dei dati
Le analisi statistiche riportate (media, mediana e deviazione standard) sono state ottenute utilizzando il pacchetto software GraphPad Prism 4.0. I parametri PK/PD sono stati utilizzati per calcolare i valori di AUC/MIC e T>MIC di tutti i pazienti, utilizzando un fattore di correzione per i livelli plasmatici poichè il linezolid si lega per il 30% alle proteine plasmatiche. Inoltre, sono stati presi in considerazione i valori di MIC compresi tra 0,5 e 2 mg/l dei più importanti batteri Gram positivi.
Risultati
Dall’analisi dei dati, i valori di concentrazione massima plasmatica (Cmax) erano di
15,7±7,1 mg/L, mentre concentrazioni plasmatiche molto basse (0,5 mg/l) sono state osservate nei prelievi immediatamente prima della seconda dose in tre dei 7 pazienti (media Cmin 1,3±2,2 mg/l).
I valori AUC0-∞ sono risultati compresi tra 27,6 e 224,0 hxmg/l, mentre il Vd è stato pari
a 41,9±20,4 l che evidenzia un’ampia distribuzione tissutale. Infine, la CL del farmaco è stata di 11,2±5,8 l/h.
Le figura 3.1 e 3.2 mostrano il profilo delle concentrazioni plasmatiche e liquorali dopo la prima e la quinta somministrazione e si può osservare come nel profilo delle concentrazioni nel liquido cerebrospinale i valori di Cmax siano approssimativamente
raggiunti dopo un’ora dall’infusione, con un valore medio di 5,6±3,0 mg/l; inoltre, immediatamente prima della successiva dose, la concentrazione nel liquor è stata >0,5
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mg/l in 5 pazienti. Entrambi i profili sono sovrapponibili dalla quinta ora fino alla fine dell’infusione e questo è stato confermato dai valori di t1/2 che sono stati rispettivamente
3,82±2,18 h nel plasma e 3,56±1,24 h nel liquido cerebrospinale. Dalle analisi emerge anche che i valori AUC/MIC per il liquor, rispettivamente in prima e quinta dose (range 18,2-85,5 e 19,6-160,5 h mg/L, rispettivamente), sono stati più bassi rispetto a quelli misurati nel plasma agli stessi prelievi (range 27,6-224,0 e 27,5-166,1 hxmg/L, rispettivamente). Inoltre, per valori di MIC uguale a 1 mg/L, l’AUC/MIC nel liquor raggiungeva valori uguali o maggiori di 100 solo in due pazienti dopo la prima e la quinta dose, mentre i valori di T>MIC sono risultati superiori al 75% soltanto in tre dei sette pazienti. I valori di T>MIC nel plasma con MIC di 1 e 2 mg/l, sono stati rispettivamente del 74 e 53% dopo la prima dose, tuttavia, gli stessi valori sono stati più bassi in quinta dose con differenze non statisticamente significative eccetto per MIC da 1 mg/l. Mentre, i valori di AUC/MIC con MIC da 1mg/l sono stati di 123,7±143,8 hxmg/L e 84,7±79,8 hxmg/L per la prima e quinta dose, rispettivamente. Tutti i pazienti, eccetto uno, raggiungono valori di AUC/MIC ottimali, superiori a 50 (nel plasma) ma solo due dei sette pazienti hanno riportato valori >100.
Fig.3.1 Profilo plasmatico (quadrato nero) e liquor (quadrato bianco) di linezolid dopo la somministrazione della prima dose nei 7 pazienti. I simboli e la barra rappresentano i valori medi e la
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Fig.3.2 Profilo plasmatico (quadrato nero) e liquor (quadrato bianco) di linezolid dopo la somministrazione della quinta dose nei 7 pazienti. I simboli e la barra rappresentano i valori medi e la
deviazione standard.
Discussione
Linezolid è stato il primo oxazolidinone a essere introdotto nella pratica clinica per il trattamento d'infezioni sostenute da batteri Gram positivi e resistenti sia ai β-lattamici che ai glicopeptidi come i ceppi MRSA e VRE (Adembri et al., 2008). Grazie al suo effetto battericida, alla notevole tollerabilità e alla buona disponibilità orale che