Mikrobiologia 19.04.2010r.

Temat: Antybiotyki i chemioterapeutyki. Metody oceny lekowrażliwości.

1. Antybiotyki i chemioterapeutyki

• antybiotyk - substancje o aktywności przeciwdrobnoustrojowej, wytwarzane przez mikroorganizmy

• chemioterapeutyki - substancja o aktywności przeciwdrobnoustrojowej, uzyskana na drodze syntezy chemicznej, nie posiadająca naturalnego wzorca w przyrodzie (np. sulfonamidy, chinoliny, nitrofurany, nitroimidoizole ).

2. Cechy dobrego antybiotyku/chemioterapeutyku:

• wybiórcza toksyczność (szkodliwy jedynie dla drobnoustrojów, nie dla gospodarza)

• brak działania alergizującego ani anafilaktycznego

• chemiczna trwałość

• dobra rozpuszczalność w wodzie, roztworach soli, glukozy, soku żołądkowym i jelitowym

• penetracja do miejsc, w których toczy się zakażenie

• brak degradacji w organizmie pacjenta do związków toksycznych

• nie powinien wykazywać oporności bakterii na swoje działanie

• nie powinien wiązać się z białkami krwi w stopniu obniżającym jego skuteczność

• niska cena

3. Główne grupy antybiotyków i chemioterapeutyków

- β-laktamy

- Aminoglikozydy

- Tetracykliny

- Makrolidy

- Linkozamidy

- Streptograminy

- Oksazolidynony

- Glikopeptydy

- Chloramfenikol

- Polimiksyny

- Rifamycyny

- Sulfonamidy

- Nitroimidazole

- Nitrofurany

- Chinolony

- Kwas fusydowy

- Leki przeciwgrzybicze

- Leki przeciwwirusowe

4.

5.

6.

7. Na co działają wybrane antybiotyki:

Ściana komórkowa (peptydoglikany) - glikopeptydy, penicyliny, cefalosporyny

Rybosomy : inhibitor 30s tetracykliny, aminoglikozydy

inhibitor 50s makrolidy, linkozamidy, chloramfenikol

Polimeraza RNA - rifamycyna

8. Leki przeciwgrzybiczne

• Polieny

- amfoteryczna B

- nystatyna

• Azole

- ketokonazol

- fukonazol

- worikonazol

- posakonazol

- rawukonazol

- itrakonazol

• Antymetabolity

- flucytozyna

• Echinokandyny

- kaspofungina

- mikafungina

- anidulafungina

9. Leki przeciwwirusowe

1. na poziomie transkrypcji

- Acyklowir, Zydowudyna, Gancyklowir, Lamiwudyna…

- nienukleozydowe: nie mogę rozczytać :(

- inne - Foskarnet

2. na poziomie dojrzewania białek wirusowych

- inhibitory proteaz wirusowych: Arnprenawir, Indinawir, Saquanawir

3. na poziomie penetracji i uwalniania wirusa

- Amantadyna, Rymantadyna, Oseltamwir

10. Zakres działania

• Wąskie spektrum (ograniczone do określonych grup drobnoustrojów, np. penicylina, wankormycyna);

• Szerokie spektrum ( obejmuje bakterie Gram (+) i (-), beztlenowe, atypowe, np. chinoliny, cefalosporyny, karbapenemy).

11. Efekt działania

a) bakteriobójczy

- zależy od maksymalnego stężenia (aminoglikozydy, chinoliny).

- zależy od czasu działania w którym stężenie przekracza wartość MIC (beta- laktamy)

b) bakteriostatyczny - (makrolity, tetracykliny, linkozamidy, ketolidy, chloramfenikol, sulfonamidy).

[bakteriostatyczne - hamujące rozwój i rozmnażanie się bakterii (nie zabijające ich, w przeciwieństwie do środków bakteriobójczych)]

12. Metody oznaczania lekowrażliwości

Oznaczanie lekowrażliwości jest jednym z najważniejszych etapów rutynowej diagnostyki mikrobiologicznej zakażeń bakteryjnych.

Procedura określania lekowrażliwości wymaga stałej kontroli wg wytycznych z zakresu wykonani, interpretacji oraz standaryzacji przez normę The Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI)

13. Pojęcia

• inokulum - liczba komórek bakteryjnych w podłożu płynnym, wyrażona jako liczba CFU(Colony Forming Units, jednostki tworzące kolonie) na mililitr

• MIC - (minima inhibitory concentration)

- miara aktywności bakteriostatycznej antybiotyku;

- najmniejsze stężenie antybiotyku (w µg/l lub mg/l) hamujące wzrost drobnoustrojów i zatrzymanie procesów życiowych bakterii, przy określonej gęstości i w określonym czasie.

• MBC - miara aktywności bakteriobójczej antybiotyku- najmniejsze stężenie bakteriobójcze (w µg/l lub mg/l) tj. stężenie antybiotyku, przy którym ginie 99,9% kom. bakterii.

• antybiogram podstawowy - zawiera antybiotyki stosowane jako leki pierwszego rzutu

• antybiogram rozszerzony - zawiera rozszerzoną listę antybiotyków stosowanych wobec drobnoustrojów wielolekoopornych i/lub izolowanych z ciężkich zakażeń

• oporność kliniczna - wysokie prawdopodobieństwo niepowodzenia terapeutycznego nawet w przypadku zastosowania wysokich dawek leku. [brak skuteczności leczniczej danego leku pomimo braku oporności farmakologicznej (a nawet mikrobiologicznej) u danego mikroorganizmu. Może ona wynikać np. z osobniczej zdolności pacjenta do rozkładu leku w większym stopniu niż przeciętna w populacji, stosowania innych leków, które niekorzystnie wpływają na działanie antybiotyku itd.]

• oporność krzyżowa - niewrażliwość na wszystkie lub niektóre antybiotyki należące do tej samej grupy chemicznej lub na antybiotyki z różnych grup chemicznych, ale o takim samym mechanizmie działania

• oporność naturalna -

- cecha stała dla gatunku, rodzaju, rodziny

- najczęściej wynik braku receptora dla antybiotyku/chemioterapeutyku np. mikoplazmy nie posiadają ściany komórkowej i tym samym białek PBP
- niskie powinowactwo receptora do antybiotyku (Enterococcus spp i Listeria monocytogenes wobec cefalosporyn)
- antybiotyki wielkocząsteczkowe (glikopeptydy i makrolidy) nie są w stanie penetrować przez błonę zewnętrzną bakterii Gram ujemnych, nie mogą dotrzeć do miejsca docelowego działania
- oporność Enterococcus gallinarum i casseliflavus na wankomycynę (VanC)
- oporność Stenotrophomonas maltophilia na karbapenemy (metalobetalaktamazy)
- oporność bakterii beztlenowych na antybiotyki amino glikozydowe..
[Oporność naturalna (zwana także pierwotną) to oporność determinowana przez zaprogramowaną genetycznie strukturę bakterii. Może być ona związana z brakiem receptora dla antybiotyku, ze zbyt niskiego powinowactwa, ze względu na nieprzepuszczalną ścianę komórkową czy z powodu wytwarzaniu enzymów]

• oporność nabyta - nowa cecha szczepu; trudna do przewidzenia, związana ze stosowaniem leków przeciwdrobnoustrojowych

14. Metody oceny wrażliwości drobnoustrojów na antybiotyki

1. metody jakościowe

• metoda krążkowo - dyfuzyjna

• metoda przeglądowa

2. metody ilościowe

• metoda seryjnych rozcieńczeń antybiotyków w podłożu płynnym (probówka)

• metoda seryjnych rozcieńczeń antybiotyków w podłożu stałym (płytkowa)

• metoda dyfuzyjna (E-testy, Fungitesty, ATB Fungus INT)

15. Metoda krążkowo - dyfuzyjna wg Kirby - Bauera

• jest oparta na dyfuzji antybiotyku zawartego w krążku w podłoże

• antybiotyk dyfunduje promieniście przez agar tworząc gradient stężeń. Największa jego koncentracja występuje przy brzegach krążka, spada wraz z odległością od krążka. Wielkość strefy zahamowania wzrostu bakterii jest wprost proporcjonalna do stopnia wrażliwości bakterii na antybiotyki - im większa strefa zahamowania tym bakteria jest bardziej wrażliwa na dany antybiotyk

• jest najczęściej używaną metodą testowania lekowrażliwości; dobrze wystandaryzowana; powtarzalna; relatywnie tania

Przygotowujemy inokulum (0,5 w skali Mc Farland'a), przy użyciu jałowych wymazówek posiewamy posiewem murawowym (tak, żeby rozprowadzić materiał na całej płytce); podłoże MH - agar. Krążki w odległości ok. 2 cm od siebie i nie przy brzegu płytki (nakładamy jałowymi pencetami); przez około 15 min pozostawiamy podłoża do dołu; po dobie inkubacji obserwujemy strefę zahamowania wzrostu; przeprowadzamy pomiar strefy zahamowania wzrostu.

Zawiesina na podłoże nakładana jest w 3 płaszczyznach, krążki w odpowiedniej odległości od brzegów i miedzy sobą (co najmniej 2 cm), inkubacja 24h w 37^oC. Pomiar strefy zahamowania wzrostu - mierzymy średnicę przejaśnienia.

Ograniczenia tej metody:

- nie jest stosowana przy beztlenowcach i drobnoustrojach wolno rosnących

Dyspensery - urządzenia do nakładania krążków

W zależności od wielkości strefy zahamowaniu wzrostu, bakterie określa się na podstawie przyjętych standardów jako:

- wrażliwe

- średnio wrażliwe

- oporne

16. Metoda przeglądowa

• metoda jakościowa

• cel: identyfikacja kreślonych fenotypów ze względu na wybrane MIC odpowiednich antybiotyków

• zasada: podłoże stałe (BHIA) - zawiera ściśle określone stężenie wybranego antybiotyku

• odczyt: jak przypadku metod rozcieńczeń w podłożu stałym

17. Metoda seryjnych rozcieńczeń (Dzierżanowski)

The MIC/MBC test of moderateryresistance….

18. Metody dyfuzyjne

1. E-testy - badanie jest oparte na dyfuzji antybiotyku zawartego w pasku bibułowym w gradiencie stężeń do podłoża, na którym wzrasta badany szczep; można nakładać kilka pasków naraz; odczyt wartości MIC w miejscu gdzie kończy się wzrost drobnoutrojów

2. Fungitest - metoda półilościowa, mikrometoda oparta na metodzie rozcieńczeń, odczyt po 48 godz.(drożdże) lub 72h. . .

3. ATB Fungus INT - metoda ilościowa, ocena wrażliwości drożdży na leki: amfoterycyny, flukonazol, flucytozyna, itrakonazol przy użyciu analizatora mikrobiologicznego; oznacza wartość MIC

syntetyczne odtworzenie struktury naturalnej

naturalny produkt wyjściowy - pochodne uzyskane drogą chemicznej modyfikacji

penicylina benzylowa oraz fenoksymetylowa, glikopeptydy, aminoglikozydy, makrolidy

metabolity drobnoustrojów

aztreonam, chloramfenikol

półsyntetyczne: penicyliny, cefalosporyny, aminoglikozydy, makrolidy, ketolidy

chinolony, sulfonamidy, trimetoprim

syntetyczne

syntetyczne

półsyntetyczne

naturalne

Chemioterapeutyki

Antybiotyki

preparaty nie posiadające naturalnego wzorca w przyrodzie

Mechanizm działania antybiotyków i chemioterapeutyków na drobnoustroje

β-laktamy,

glikopeptydy,

fosfamycyna, bacytracyna

polimyksyny

oraz leki przeciwgrzybiczne

blokowanie biosyntezy białka

blokowanie syntezy DNA

blokowanie biosyntezy ściany komórkowej

uszkodzenie błony protoplazmatycznej

kotrimaksozol, chinolony, nitrofurany, metronidazol, rifamycyna, leki pprzeciwwirusowe

chloramfenikol,

aminoglikozydy,

tetracykliny,

makrolidy,

kwas fusydowy

---