Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình Daptomycin dựa trên sinh lý học để dự đoán sự tiếp xúc với thuốc và động học trong các mô da và xương
Tóm tắt
Daptomycin đã được khuyến nghị trong việc điều trị nhiễm trùng xương và khớp. Các nghiên cứu trước đây cho thấy liều lượng đã được phê duyệt của daptomycin có thể không đủ để đạt được sự tiếp xúc tối ưu ở bệnh nhân mắc nhiễm trùng xương và khớp. Tuy nhiên, những nghiên cứu đó giả định rằng sự tiếp xúc với xương tương tự như nồng độ daptomycin trong huyết tương ở trạng thái ổn định không có daptomycin. Chúng tôi đã tìm cách xây dựng một mô hình daptomycin dựa trên dược động học sinh lý (PBPK) để mô tả động lực của sự phân bố daptomycin trong mô xương và mô da. Một mô hình PBPK của daptomycin đã được xây dựng bằng cách sử dụng PK-Sim®. Nồng độ daptomycin trong huyết tương và xương được thu thập từ ba nghiên cứu đã được công bố trước đó. Các đặc tính lý hóa học của thuốc, cân bằng khối lượng, số liệu nhân trắc, và dữ liệu thí nghiệm đã được sử dụng để xây dựng và hoàn thiện mô hình PBPK. Việc xác nhận nội bộ mô hình PBPK đã được thực hiện bằng cách sử dụng các đồ thị chẩn đoán thông thường. Mô hình PBPK cuối cùng đã được sử dụng để chạy các mô phỏng với các liều 6, 8, 10 và 12 mg/kg/24 h. Hồ sơ dược động học đã được mô phỏng trên 1000 đối tượng và xác suất đạt được mục tiêu cho diện tích dưới đường cong nồng độ–thời gian trên nồng độ ức chế tối thiểu vi khuẩn đã được tính toán trong máu, da và các mô xương. Mô hình cuối cùng cho thấy sự khớp tốt với tất cả các bộ dữ liệu với sai số trung bình tuyệt đối từ 0.5 đến 2 cho tất cả các đại lượng dược động học trong máu, mô da và mô xương. Kết quả của các mô phỏng liều cho thấy rằng các liều ≥10 mg/kg nên được sử dụng trong trường hợp nhiễm khuẩn huyết do Staphylococcus aureus với nồng độ ức chế tối thiểu >0.5 mg/L hoặc Enterococcus faecalis với nồng độ ức chế tối thiểu >1 mg/L, trong khi các liều ≥12 mg/kg nên được sử dụng trong trường hợp nhiễm trùng xương và khớp hoặc nhiễm trùng da phức tạp. Khi xem xét một nồng độ ức chế tối thiểu thấp hơn, các liều 6–8 mg/kg có thể đạt được tỷ lệ thành công đủ. Tuy nhiên, trong trường hợp nhiễm trùng do E. faecalis với nồng độ ức chế tối thiểu >2 mg/L, liều cao hơn và liệu pháp kết hợp sẽ cần thiết để tối đa hóa hiệu quả. Chúng tôi đã phát triển mô hình PBPK/động học daptomycin đầu tiên cho nhiễm trùng xương và khớp, xác nhận rằng một liều daptomycin cao hơn là cần thiết để tối ưu hóa sự tiếp xúc trong mô xương. Tuy nhiên, những liều cao hơn như vậy sẽ gây ra lo ngại về an toàn. Trong bối cảnh này, việc theo dõi thuốc điều trị và liều lượng chính xác dựa trên mô hình dường như cần thiết để đảm bảo sự tiếp xúc đúng mức ở mức độ cá nhân.
Từ khóa
#daptomycin #mô hình dược động học sinh lý #nhiễm trùng xương #nhiễm trùng khớp #thuốc điều trịTài liệu tham khảo
Straus SK, Hancock REW. Mode of action of the new antibiotic for Gram-positive pathogens daptomycin: comparison with cationic antimicrobial peptides and lipopeptides. Biochim Biophys Acta. 2006;1758:1215–23. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2006.02.009.
US FDA. FDA approved drug products: Cubicin (daptomycin) injection. https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2020/208385s005lbl.pdf. Accessed 7 Aug 2022.
Jones TW, Jun AH, Michal JL, Olney WJ. High dose daptomycin and clinical applications. Ann Pharmacother. 2021;55:1363–78. https://doi.org/10.1177/1060028021991943.
Osmon DR, Berbari EF, Berendt AR, Lew D, Zimmerli W, Steckelberg JM, et al. Executive summary: diagnosis and management of prosthetic joint infection: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2013;56:1–10. https://doi.org/10.1093/cid/cis966.
Roux S, Valour F, Karsenty J, Gagnieu M-C, Perpoint T, Lustig S, et al. Daptomycin > 6 mg/kg/day as salvage therapy in patients with complex bone and joint infection: cohort study in a regional reference center. BMC Infect Dis. 2016;16:83. https://doi.org/10.1186/s12879-016-1420-7.
Telles JP, Cieslinski J, Tuon FF. Daptomycin to bone and joint infections and prosthesis joint infections: a systematic review. Braz J Infect Dis. 2019;23:191–6. https://doi.org/10.1016/j.bjid.2019.05.006.
Lora-Tamayo J, Parra-Ruiz J, Rodríguez-Pardo D, Barberán J, Ribera A, Tornero E, et al. High doses of daptomycin (10 mg/kg/d) plus rifampin for the treatment of staphylococcal prosthetic joint infection managed with implant retention: a comparative study. Diagn Microbiol Infect Dis. 2014;80:66–71. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2014.05.022.
Traunmüller F, Schintler MV, Metzler J, Spendel S, Mauric O, Popovic M, et al. Soft tissue and bone penetration abilities of daptomycin in diabetic patients with bacterial foot infections. J Antimicrob Chemother. 2010;65:1252–7. https://doi.org/10.1093/jac/dkq109.
Montange D, Berthier F, Leclerc G, Serre A, Jeunet L, Berard M, et al. Penetration of daptomycin into bone and synovial fluid in joint replacement. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58:3991–6. https://doi.org/10.1128/AAC.02344-14.
Grillon A, Argemi X, Gaudias J, Ronde-Ousteau C, Boeri C, Jenny J-Y, et al. Bone penetration of daptomycin in diabetic patients with bacterial foot infections. Int J Infect Dis. 2019;85:127–31. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2019.05.011.
Morrisette T, Alosaimy S, Abdul-Mutakabbir JC, Kebriaei R, Rybak MJ. The evolving reduction of vancomycin and daptomycin susceptibility in MRSA: salvaging the gold standards with combination therapy. Antibiotics. 2020;9:762. https://doi.org/10.3390/antibiotics9110762.
Kelley PG, Gao W, Ward PB, Howden BP. Daptomycin Non-susceptibility in vancomycin-intermediate Staphylococcus Aureus (VISA) and heterogeneous-VISA (HVISA): implications for therapy after vancomycin treatment failure. J Antimicrob Chemother. 2011;66:1057–60. https://doi.org/10.1093/jac/dkr066.
Siala W, Mingeot-Leclercq M-P, Tulkens PM, Hallin M, Denis O, Van Bambeke F. Comparison of the antibiotic activities of daptomycin, vancomycin, and the investigational fluoroquinolone delafloxacin against biofilms from Staphylococcus aureus clinical isolates. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58:6385–97. https://doi.org/10.1128/AAC.03482-14.
Stewart PS, Davison WM, Steenbergen JN. Daptomycin rapidly penetrates a Staphylococcus epidermidis biofilm. Antimicrob Agents Chemother. 2009;53:3505–7. https://doi.org/10.1128/AAC.01728-08.
Dvorchik BH, Brazier D, DeBruin MF, Arbeit RD. Daptomycin pharmacokinetics and safety following administration of escalating doses once daily to healthy subjects. Antimicrob Agents Chemother. 2003;47:1318–23. https://doi.org/10.1128/AAC.47.4.1318-1323.2003.
Benvenuto M, Benziger DP, Yankelev S, Vigliani G. Pharmacokinetics and tolerability of daptomycin at doses up to 12 milligrams per kilogram of body weight once daily in healthy volunteers. Antimicrob Agents Chemother. 2006;50:3245–9. https://doi.org/10.1128/AAC.00247-06.
Figueroa DA, Mangini E, Amodio-Groton M, Vardianos B, Melchert A, Fana C, et al. Safety of high-dose intravenous daptomycin treatment: three-year cumulative experience in a clinical program. Clin Infect Dis. 2009;49:177–80. https://doi.org/10.1086/600039.
Byren I, Rege S, Campanaro E, Yankelev S, Anastasiou D, Kuropatkin G, et al. Randomized controlled trial of the safety and efficacy of daptomycin versus standard-of-care therapy for management of patients with osteomyelitis associated with prosthetic devices undergoing two-stage revision arthroplasty. Antimicrob Agents Chemother. 2012;56:5626–32. https://doi.org/10.1128/AAC.00038-12.
Safdar N, Andes D, Craig WA. In vivo pharmacodynamic activity of daptomycin. Antimicrob Agents Chemother. 2004;48:63–8. https://doi.org/10.1128/AAC.48.1.63-68.2004.
Falcone M, Russo A, Cassetta MI, Lappa A, Tritapepe L, d’Ettorre G, et al. Variability of pharmacokinetic parameters in patients receiving different dosages of daptomycin: is therapeutic drug monitoring necessary? J Infect Chemother. 2013;19:732–9. https://doi.org/10.1007/s10156-013-0559-z.
Bhavnani SM, Rubino CM, Ambrose PG, Drusano GL. Daptomycin exposure and the probability of elevations in the creatine phosphokinase level: data from a randomized trial of patients with bacteremia and endocarditis. Clin Infect Dis. 2010;50:1568–74. https://doi.org/10.1086/652767.
Samura M, Takada K, Yamamoto R, Ito H, Nagumo F, Uchida M, et al. Population pharmacokinetic analysis and dosing optimization based on unbound daptomycin concentration and cystatin C in nonobese elderly patients with hypoalbuminemia and chronic kidney disease. Pharm Res. 2021;38:1041–55. https://doi.org/10.1007/s11095-021-03058-0.
Goutelle S, Roux S, Gagnieu M-C, Valour F, Lustig S, Ader F, et al. Pharmacokinetic variability of daptomycin during prolonged therapy for bone and joint infections. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60:3148–51. https://doi.org/10.1128/AAC.02597-15.
Bricca R, Goutelle S, Roux S, Gagnieu M-C, Becker A, Conrad A, et al. Genetic polymorphisms of ABCB1 (P-glycoprotein) as a covariate influencing daptomycin pharmacokinetics: a population analysis in patients with bone and joint infection. J Antimicrob Chemother. 2019;74:1012–20. https://doi.org/10.1093/jac/dky541.
Garreau R, Bricca R, Gagnieu M-C, Roux S, Conrad A, Bourguignon L, et al. Lyon Bone and Joint Infection Study Group. Population pharmacokinetics of daptomycin in patients with bone and joint infection: minimal effect of rifampicin co-administration and confirmation of a sex difference. J Antimicrob Chemother. 2021;76:1250–7. https://doi.org/10.1093/jac/dkab006.
Anonymous reporting of physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modelling and simulation. https://www.ema.europa.eu/en/reporting-physiologically-based-pharmacokinetic-pbpk-modelling-simulation. Accessed 12 Jan 2022.
Woodworth JR, Nyhart EH, Brier GL, Wolny JD, Black HR. Single-dose pharmacokinetics and antibacterial activity of daptomycin, a new lipopeptide antibiotic, in healthy volunteers. Antimicrob Agents Chemother. 1992;36:318–25. https://doi.org/10.1128/AAC.36.2.318.
Oleson FB, Berman CL, Li AP. An evaluation of the P450 inhibition and induction potential of daptomycin in primary human hepatocytes. Chem Biol Interact. 2004;150:137–47. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2004.08.004.
Benet LZ, Broccatelli F, Oprea TI. BDDCS applied to over 900 drugs. AAPS J. 2011;13:519–47. https://doi.org/10.1208/s12248-011-9290-9.
Kreft B, de Wit C, Krech R, Marre R, Schulz E, Sack K. Experimental studies on nephrotoxicity and pharmacokinetics of LY 146032 (daptomycin) in rats. J Antimicrob Chemother. 1990;25:635–43. https://doi.org/10.1093/jac/25.4.635.
Lemaire S, Van Bambeke F, Mingeot-Leclercq MP, Tulkens PM. Modulation of the cellular accumulation and intracellular activity of daptomycin towards phagocytized Staphylococcus aureus by the P-glycoprotein (MDR1) efflux transporter in human THP-1 macrophages and Madin-Darby canine kidney cells. Antimicrob Agents Chemother. 2007;51:2748–57. https://doi.org/10.1128/AAC.00090-07.
Benefield RJ, Slechta ES, Gast CM, Spivak ES, Hanson KE, Alexander DP. Comparison of the drug-drug interaction potential of daptomycin in combination with rifampin in healthy adult volunteers. Antimicrob Agents Chemother. 2018;62:e01525-e1618. https://doi.org/10.1128/AAC.01525-18.
Chen Y-F, Sun T-L, Sun Y, Huang HW. Interaction of daptomycin with lipid bilayers: a lipid extracting effect. Biochemistry. 2014;53:5384–92. https://doi.org/10.1021/bi500779g.
Avery LM, Kuti JL, Weisser M, Egli A, Rybak MJ, Zasowski EJ, et al. Pharmacodynamic analysis of daptomycin-treated enterococcal bacteremia: it is time to change the breakpoint. Clin Infect Dis. 2019;68:1650–7. https://doi.org/10.1093/cid/ciy749.
Kidd JM, Abdelraouf K, Asempa TE, Humphries RM, Nicolau DP. Pharmacodynamics of daptomycin against Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis in the murine thigh infection model. Antimicrob Agents Chemother. 2018;62:e00506-e518. https://doi.org/10.1128/AAC.00506-18.
EUCAST. Clinical breakpoints and dosing of antibiotics. http://www.eucast.org/clinical_breakpoints/. Accessed 23 Sep 2019.
Satlin MJ, Nicolau DP, Humphries RM, Kuti JL, Campeau SA, Lewis JS II, et al. Clinical and Laboratory Standards Institute Subcommittee on Antimicrobial Susceptibility Testing and Ad Hoc Working Group on Revision of Daptomycin Enterococcal Breakpoints. Development of daptomycin susceptibility breakpoints for Enterococcus faecium and revision of the breakpoints for other enterococcal species by the Clinical and Laboratory Standards Institute. Clin Infect Dis. 2020;70:1240–6. https://doi.org/10.1093/cid/ciz845.
Dvorchik B. Moderate liver impairment has no influence on daptomycin pharmacokinetics. J Clin Pharmacol. 2004;44:715–22. https://doi.org/10.1177/0091270004266619.
Yamamoto Y, Yamamoto Y, Saita T, Shin M. Localization and accumulation studies of daptomycin in rats kidney using immunohistochemistry. Yakugaku Zasshi. 2020;140:569–76. https://doi.org/10.1248/yakushi.19-00233.
D’Costa VM, Mukhtar TA, Patel T, Koteva K, Waglechner N, Hughes DW, et al. Inactivation of the lipopeptide antibiotic daptomycin by hydrolytic mechanisms. Antimicrob Agents Chemotherapy. 2012;56:757–64.
Ogami C, Tsuji Y, Kasai H, Hiraki Y, Yamamoto Y, Matsunaga K, et al. Evaluation of pharmacokinetics and the stability of daptomycin in serum at various temperatures. Int J Infect Dis. 2017;57:38–43. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2017.01.017.
Edginton AN, Schmitt W, Voith B, Willmann S. A mechanistic approach for the scaling of clearance in children. Clin Pharmacokinet. 2006;45:683–704. https://doi.org/10.2165/00003088-200645070-00004.
Urakami T, Hamada Y, Oka Y, Okinaka T, Yamakuchi H, Magarifuchi H, et al. Clinical pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of daptomycin and the necessity of high-dose regimen in Japanese adult patients. J Infect Chemother. 2019;25:437–43. https://doi.org/10.1016/j.jiac.2019.01.011.
Tascini C, Di Paolo A, Polillo M, Ferrari M, Lambelet P, Danesi R, et al. Case report of a successful treatment of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteremia and MRSA/vancomycin-resistant Enterococcus faecium cholecystitis by daptomycin. Antimicrob Agents Chemother. 2011;55:2458–9. https://doi.org/10.1128/AAC.01774-10.
DrugBank Online. Daptomycin: uses, interactions, mechanism of action. https://go.drugbank.com/drugs/DB00080. Accessed 13 Sep 2021.
PubChem. Daptomycin: C72H101N17O26. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Daptomycin#section=Computed-Properties. Accessed 13 Sep 2021.