282
Kobaylarda Klebsiella pneumoniae ile Oluflturulan
Pnö-moni Modelinde Sefodizim ve Sefpirom Etkinliklerinin
Karfl›laflt›r›lmas›
Nevriye GÖNÜLLÜ(*), Ömer KÜÇÜKBASMACI(*), Özden BÜYÜKBABA BORAL(**),
Gülseren AKTAfi(**), Hayriye KIRKOYUN UYSAL(**), Nilgün D‹NÇER SAH‹P(**), Mine AN⁄ KÜÇÜKER(**), Özdem AN⁄(**)
ÖZET
Kobaylarda oluflturulan Klebsiella pneumoniae pnömoni modelinde farkl› iki sefalosporin grubundan olan sefodi-zim ve sefpiromun etkinlikleri karfl›laflt›r›lm›flt›r. 20’fler ko-baydan oluflan 4 deney grubuna intratrakeal yoldan 6x108 bakteri verilmifltir. Sefodizim ve sefpirom gruplar›na 30 mg/kg günde bir kez, negatif kontrol grubuna ise steril se-rum fizyolojik verilmifltir. 0. 12. 24. ve 48. saatinde kobay-lar öldürülmüfl, akci¤erler tart›ld›ktan sonra homojenize edilmifl ve kantitatif bakteri say›s› cfu/g olarak saptanm›fl-t›r.
Deney sonunda her iki antibiyotik de kontrol grubuna gö-re akci¤erde mikroorganizma say›s›n› düflürmekle beraber aradaki fark istatistiksel olarak anlaml› bulunmam›flt›r (sefodizim-kontrol p>0.05, sefpirom-kontrol p>0.05).
Anahtar kelimeler:Klebsiella pneumoniae, sefodizim, sef-pirom, deneysel infeksiyon
SUMMARY
Comparation of Activities of Cefodizime and Cefpirome Against Klebsiella pneumoniae Infected Guinea Pigs The activity of two cephalosporins were tested in Klebsiel-la pneumoniae infected guinea pigs. Guinea pigs were in-tratracheally inoculated with 6x108bacteries and treated once a day for cefodizime (30 mg/kg) and cefpirome (30 mg/kg). Apositive control group was infected but not recei-ved antibiotic. The negative control group was challenged with steril saline solution. At 0, 12, 24 and 48 h after bac-terial challenge, guinea pigs were euthanised and the lungs were excised and weighed. The lungs were homoge-nized to determine the number of cfu per gram of tissue qu-antitatively.
In the present experimental animal model both cefodizime and cefpirome reduced the number of cfu per gram compa-ring with the control group but the difference was not fo-und significant statistically (cefodizime-control p>0.05, cefpirome-control p>0.05).
Key words:Klebsiella pneumoniae, cefodizime, cefpirome, experimental infection
(*)‹stanbul Üniversitesi, Deneysel T›p Araflt›rma Enstitüsü, Çapa, ‹stanbul
(**)‹stanbul Üniversitesi, ‹stanbul T›p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›, Çapa, ‹stanbul
G‹R‹fi
Sefalosporinlerin keflfi yaklafl›k 55 y›l öncesine da-yan›r. Sefalosporinlerin ana çekirde¤i olan ve sefem çekirde¤i olarak da isimlendirilen 7-aminosefalospo-ranik asite çeflitli yan zincirlerin sistematik olarak ba¤lanmas› ile farkl› sefalosporinler elde edilmifltir. Sefalosporin C ad›yla bilinen ilk sefalosporin 1948 y›l›nda Dr. Giuseppe Brotzu taraf›ndan Sardunya adas›nda Cephalosporium acremonium isimli man-tardan fermentasyon yoluyla izole edilmifltir. Bu maddenin saflaflt›r›lmas› ve kimyasal formülünün çözülmesi 1955 y›l›nda Newton ve Abraham
taraf›n-dan gerçeklefltirilmifltir (1,2).
Birinci kuflak sefalosporinler primer olarak Gram pozitif koklara etkindir. ‹kinci kuflak sefalosporinle-rin Gram pozitif koklara etkinli¤i de¤iflken, Gram negatif bakterilere karfl› artm›fl etkileri vard›r. Üçün-cü kuflak sefalosporinlerin ise Gram negatif bakteri-lere karfl› etkinlikleri belirgin, Gram pozitif koklara karfl› s›n›rl› etkileri vard›r. Günümüzde dördüncü ku-flak olarak adland›r›lan en yeni grup ise Gram pozitif ve Gram negatif bakterilere etkinliklerinin yan› s›ra Pseudomonas aeruginosa ve indüklenebilir kromo-zomal beta-laktamaz salg›layan Enterobacteriaceae ailesinin ço¤una etkilidir (2).
Bu çal›flmada K.pneumoniae ile oluflturulan kobay pnömoni modelinde bir üçüncü kuflak sefalosporin
283 olan sefodizimin ve bir dördüncü kuflak sefalosporin
olan sefpiromun etkinliklerinin karfl›laflt›r›lmas› amaçlanm›flt›r.
GEREÇ VE YÖNTEM
‹laçlar: Sefodizim ve sefpirom toz halinde Hoechst Marion Roussel firmas›ndan temin edilmifltir. Bakteri: Balgamdan izole edilen, biyokimyasal özel-likleri ile tan›mlanan ve tan›s› AP‹ 20 E sistemi (API, Biomerieux, Fransa) ile do¤rulanan bir K.pneumo-niae suflu kullan›lm›flt›r. Suflun duyarl›l›¤› disk dif-füzyon yöntemi ile NCCLS standardlar›na göre ya-p›lm›flt›r (3). M‹K tayini için standard agar dilüsyon yöntemi uygulanm›flt›r (4).
Deney hayvanlar›: 220-250 g aras› difli Dunkin Hart-ley türü kobaylar kullan›lm›flt›r. Kobaylar ‹stanbul Üniversitesi, Deneysel T›p Araflt›rma Enstitüsü’nden temin edilmifltir.
Kobay pnömoni modeli: Üç grup halinde 20’fler adet kobaya intratrakeal olarak 6x108 K.pneumoniae
ve-rilmifltir. 5’er kobaydan oluflan negatif kontrol gru-buna steril serum fizyolojik verilmifltir. Hayvanlar intraperitoneal thiopental ile uyutulmufltur (55 mg/kg). Trakea ekspoze edildikten sonra, steril bir i¤ne ile 100 μl bakteri süspansiyonu intratrakeal ola-rak verilmifltir. Bakterinin direkt olaola-rak akci¤erin içi-ne verilmesi için, inokulum kadar eflit miktarda hava da enjekte edilmifltir. Cilt ensizyonu cerrahi ipek ile kapat›lm›flt›r. ‹nokulumdaki bakteri say›s› seri dilüs-yonlarla tekrar kontrol edilmifl ve do¤rulanm›flt›r.
Bakteri inokulumundan hemen ve 24 saat sonra gruplar›n birisine sefpirom (30 mg/kg) di¤erine sefo-dizim (30 mg/kg) uygulanm›flt›r. Pozitif kontrol gru-buna antibiyotik verilmemifltir. 0. 12. 24. ve 48. saat-lerde kobaylar 5’li gruplar halinde thiopental ile (160 mg/kg) öldürülüp, gö¤üs kafesleri aç›lm›fl ve akci-¤erler steril flartlarda ç›kar›lm›flt›r. Akciakci-¤erler
tart›l-d›ktan sonra 3 cc tuzlu su içeren cam homojenizatör-lerde homojenize edilmifl ve onluk seri dilüsyonlar yap›lm›flt›r. Bu dilüsyonlardan triptik soy agar besi-yerine ekim yap›larak üreyen bakteri say›s› cfu/g olarak saptanm›flt›r.
‹statistik: ‹statistiksel incelemede Kruskal-Wallis ANOVA testi kullan›lm›flt›r.
BULGULAR
K.pneumoniae suflu amoksisilin-klavulanik asit, am-pisilin-sulbaktam, sefuroksim, sefoksitin, seftriak-son, sefoperazon-sulbaktam, sefepim, meropenem, gentamisin, tobramisin, netilmisin, amikasin, siprof-loksasin, ofsiprof-loksasin, trimetoprim-sulfometoksazole duyarl›, ampisiline dirençli bulunmufltur. Bu suflun sefodizim M‹K de¤eri 0.250 μg/ml, sefpirom M‹K de¤eri ise 0.063 μg/ml bulunmufltur.
Deney sonunda her iki antibiyotik de kontrol grubu-na göre akci¤erde mikroorganizma say›s›n› düflür-mekle beraber aradaki fark istatistiksel olarak anlam-l› bulunmam›flt›r (sefodizim-kontrol p>0.05, sefpi-rom-kontrol p>0.05). Deney sonuçlar› Tablo 1’de cfu/g olarak, Tablo 2 ve fiekil 1’de ise log cfu/g ola-rak gösterilmifltir. Sefpirom ve sefodizim gruplar›n-daki kobaylar›n akci¤erlerindeki bakteri say›s› ista-tistiksel olarak birbirlerinden farkl› bulunmam›flt›r (p>0.05).
TARTIfiMA
1953’de sefalosporin C olarak bilinen ilk
sefalospo-Tablo 1. Her üç grubun 0., 12., 24. ve 48. saatlerdeki ortalama bakteri say›s› (cfu/g)
Saat Sefpirom Sefodizim Pozitif kontrol ± SE 3.3 x 103 1.0 x 104 3.6 x 104 cfu/g 1.1x104 2.6x104 7.3x104 cfu/g 5.2x103 1.2x104 1.7x104 ± SE 2.4 x 103 5.9 x 103 3.5 x 103 ± SE 1.1 x 103 1.5 x 103 2.3 x 103 cfu/g 3.2x103 3.8x103 6.9x103 ± SE 7.2 x 105 1.1 x 106 7.7 x 105 cfu/g 2.3x106 1.9x106 2.3x106
SE: Standart Hata
0 12 24 48
Tablo 2. Her üç grubun 0., 12., 24. ve 48. saatlerdeki ortalama bakteri say›s› (log cfu/g)
Saat Sefpirom Sefodizim Pozitif kontrol 0 log cfu/g 6.37 6.29 6.36 12 log cfu/g 4.06 4.43 4.86 24 log cfu/g 3.71 4.07 4.23 48 log cfu/g 3.51 3.58 3.83
N. Gönüllü ve ark., Kobaylarda Klebsiella pneumoniae ile Oluflturulan Pnömoni Modelinde Sefodizim ve Sefpirom Etkinliklerinin Karfl›laflt›r›lmas›
284
rin molekülü bulunduktan sonra, 100’ün üzerinde se-misentetik sefalosporin gelifltirilmifltir. Sefalosporin-ler, günümüzde kullan›lan antibiyotikler aras›nda sa-y›ca en genifl gruptur. 1964 y›l›nda sefalotin ve sefa-loridin klinikte ilk kullan›lan sefalosporinler olmufl-tur. Sefotaksim, seftriakson ve seftazidim gibi genifl spektrumlu üçüncü kuflak sefalosporinler tüm dünya-da özellikle Gram negatif bakteri infeksiyonlar›n›n tedavisinde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Ancak bu yayg›n kullan›m Escherichia coli ve K.pneumo-niae sufllar›nda genifllemifl spektrumlu beta-lakta-mazlar›n ortaya ç›kmas› ve P.aeruginosa, Enterobac-ter cloacae gibi türlerde plazmid kaynakl› TEM beta-laktamazlar› üreten mutantlar›n ortaya ç›kmas›na yol açm›flt›r. Sefpirom, sefepim gibi dördüncü kuflak se-falosporinlerin Gram negatif bakterilerin stabil de-represe mutantlar›n üzerinde daha iyi etkileri vard›r (5).
Sefotaksim türevi olan sefodizim parenteral yolla uygulanan üçüncü kuflak bir sefalosporindir. Sefo-taksimden farkl› olarak 3’ pozisyonunda bulunan merkaptotiazolil yan zinciri sefodizime yüksek dere-cede metabolik stabilite ve uzun yar›lanma ömrü gi-bi özellikleri kazand›rmaktad›r. Sefodizim Entero-bacteriacae ailesi üyeleri, stafilokok türleri, strepto-kok türleri (enterostrepto-koklar d›fl›nda) ve Haemophilus influenzae için bakterisid etkiye sahiptir. Bu sefalos-porinin plazmidik beta-laktamazlara (1, TEM-2 ve SHV-1) ve kromozomal P99 enzimine karfl› yüksek derecede stabilitesi vard›r. Sefodizimin, nöt-rofillerin opsonize ve nonopsonize bakterilere karfl› (K.pneumoniae ve Staphylococcus aureus) fagosito-zu artt›rd›¤› gösterilmifltir (6,7,8,9,10).
Sefpirom parenteral yolla verilen dördüncü kuflak bir
sefalosporindir. Etki spektrumunda Pseudomonas, Acinetobacter, stafilokok ve enterokok türleri gibi mikroorganizmalar vard›r. Üçüncü kuflak sefalospo-rinlerden bir üstünlü¤ü metisiline duyarl› stafilokok-lar gibi Gram pozitif bakteriler üzerine daha etkili ol-mas›d›r. P.aeruginosa üzerine etkisi seftazidime ben-zerdir. Sefpirom SHV beta-laktamazlar› d›fl›nda pek-çok TEM beta-laktamazlara dirençlidir (11). Wolf ve ark. (12) yapt›klar› çal›flmada, yo¤un bak›m ünitele-rinde geliflen pnömonilerde seftazidimin ve sefpiro-mun etkilerini benzer bulmufltur. E.cloacae ve P.ae-ruginosa’n›n etken oldu¤u nozokomial pnömoniler-de, sefpiromun tek bafl›na kullan›ld›¤› olgularda an-tibiyoti¤e karfl› direnç olufltu¤u bildirilmifltir. Bu ko-nuda yap›lan hayvan modelleri az olmakla birlikte, ilk çal›flma 1986 y›l›nda Klesel ve ark.(13) taraf›n-dan gerçeklefltirilmifltir. Bu çal›flmada sefpirom, sef-tazidim, sefotaksim, sefoperazon ve sefodizim akti-vitesi farelerde deneysel K.pneumoniae pnömoni modelinde araflt›r›lm›flt›r. Tedavi sonras› 24. ve 48. saatlerde sefpiromun sefotaksim, seftazidim ve sefo-perazonden daha etkili oldu¤u belirlenmifltir. Sefodi-zim ile aktivitesi eflit olarak saptanm›flt›r.
Bergeron ve ark. (14) yapt›klar› bir çal›flmada, fare-lerde ›s›yla öldürülmüfl K.pneumoniae ile oluflturu-lan infeksiyonlarda, akci¤erin inflamatuar cevab›n› araflt›rm›fllard›r. Sefodizimin fagositlerin bakterisid aktivitesini artt›rd›¤›n›, bölünen yeni bakterilerin kapsül kal›nl›¤›n› azaltt›¤›n› ve kompleman ba¤lan-mas›n› kolaylaflt›rd›¤›n› saptam›fllard›r. Drago ve ark. (15) yapt›klar› bir çal›flmada, kobaylarda K.pne-umoniae pnömoni modelinde sefodizim, seftriakson ve sefonisidin etkinliklerini karfl›laflt›rm›fllard›r. ‹sta-tistiksel olarak sefodizim ve seftriaksonun kontrol grubuna göre 3. 6. 24. ve 48. saatte, sefonisid grubu-na göre ise 6. 24. ve 48. saatte akci¤erde bakteri sa-y›s›n› anlaml› derecede düflürdüklerini saptam›fllar-d›r. Kontrol grubunda ise bakteri say›s›nda 6. saatte 0.5 log, 24. saatte 1 log ve 48. saatte 2 log de¤erinde bir düflüfl saptanm›flt›r. Antibiyotik ile tedavi edilen gruplar›n aras›nda anlaml› bir fark bulunmam›flt›r. Sefonisid grubunda 3. ve 6. saatte bakteri say›s›nda-ki düflüfl daha az bulunmufltur.
Bu çal›flmada da her iki antibiyotik deneysel akut pnömoni tedavisinde etkin bulunmufltur. 0. saatte gruplar aras›nda akci¤erin gram›ndaki bakteri
say›-7 6 5 4 3 2 1 0 0 12 24 48 pkg sg sdg
fiekil 1.Her üç grubun 0, 12, 24 ve 48’nci saatlerdeki ortalama bakteri say›s› (log cfu/g) pkg: pozitif kontrol grubu, sg: sefpirom grubu, sdg: sefodizim grubu
285 s›nda önemli bir fark gözlenmemifltir. Sefpirom 12.
ve 24. saatte bakteri say›s›n› biraz daha fazla düflü-rürken, bu fark istatistiksel olarak anlaml› bulunma-m›flt›r. Pozitif kontrol grubunda bakteri say›s›nda 12. ve 24. saatte 2 log, 48. saatte 3 log de¤erinde bir azalma saptanm›flt›r. 48. saatte ise antibiyotik grupla-r›nda pozitif kontrol grubuna göre bakteri say›s›nda azalma gözlenmifltir.
Sonuç olarak sefpirom ve sefodizimin etkinlikleri deneysel K.pneumoniae pnömonisinin tedavisinde eflit bulunmufltur. Bu bulgular sefpiromun bu tip in-feksiyonlar›n ampirik tedavisinde yeni bir alternatif olabilece¤i göstermifltir.
KAYNAKLAR
1.Bryskier A, Procyk T, Labro MT:Cefodizime, a new 2-aminothiazolyl cefalosporin: physicochemical properti-es, toxicology and structure-activity relationships, J Anti-microb Chemother 26, Suppl. C:1 (1990).
2.Karchmer AW:Cephalosporins. “GL Mandell, JE Ben-nett, R Dolin (eds): Principles and Practice of Infectious Diseases, p.247, 4th ed.” Churchill-Livingstone, New York (1995).
3.National Committee for Clinical Laboratory Stan-dards: Performance standards for antimicrobial disk sus-ceptibility tests. Approved standard NCCLS document M6-A6. Pennsylvania (1997).
4.Woods GL, Washington JA:Antibacterial susceptibi-lity tests. Dilution and disk diffusion methods. “PR Mur-ray, EJ Baron, MA Pfaller, FC Tenover, RH Yolken (eds). Manual of Clinical Microbiolojy, p.1327” ASM Press, Washington DC (1995).
5.Hancock EW, Bellido F:Factors involved in the enhan-ced efficacy against Gram-negatif bacteria of fourth gene-ration cephalosporins, J Antimicrob Chemother 29, Suppl. A:1 (1992).
6.Wise R, Andrews JM, Ashby JP:In-vitro activity of ce-fodizime against respiratory pathogens, J Antimicrob Che-mother 26, Suppl C:9 (1990).
7.Soussy CJ, Chanal M, Kitzis MD:The in-vitro activity of cefodizime: a review, J Antimicrob Chemother 26, Suppl. C:13 (1990).
8.Pechinot A, Neuwirth C, Bryskier A, Duez JM, Kaz-mierczak A:Bactericidal activity of cefodizime on Ente-robacteriaceae in an in-vitro model simulating plasma pharmacokinetics in humans, J Antimicrob Chemother 39: 157 (1997).
9.Wenisch C, Parschalk B, Hasenhündl M, Wiesinger E, Graninger W:Effect of cefodizime and ceftriaxone on phagocytic function in patients with severe infections, An-timicrob Agents Chemother 39: 672 (1995).
10.Braga PC, Dal Sasso M, Maci S: Cefodizime: effects of sub-inhibitory concentrations on adhesiveness and bac-terial morphology of Staphylococcus aureus and Escheric-hia coli: comparison with cefotaxime and ceftriaxone, J Antimicrob Chemother 39: 79 (1997).
11.Wiseman LR, Lamb HM:Cefpirome: a review of its antibacterial activity, pharmacokinetic properties and cli-nical efficacy in the treatment of severe nosocomial infec-tious and febrile neutropenia, Drugs 54: 157 (1997). 12.Wolff M: Comparison of strategies using cefpirome and ceftazidime for empiric treatment of pneumonia in in-tensive care patients, Antimicrob Agents Chemother 42: 28 (1998).
13.Rouse MS, Tallan BM, Henry NK, Steckelberg JM, Wilson WR:Animal models as predictors of outcome of therapy with broad spectrum cephalosporins, J Antimicrob Chemother 29, Suppl. A:39(1992).
14.Bergeron Y, Deslanriers AM, Ouellet N, Ganthier MC, Bergeron MG:Influence of cefodizime on pulmo-nary inflammatory response to heat-killed Klebsiella pne-umoniae in mice, Antimicrob Agents Chemother 43: 2291 (1999).
15.Drago L, Mombelli B, Fassina MC, De Vecchi E, Gismondo MR:Evaluation of antibacterial activity of ce-fodizime, ceftriaxone and cefonicid in Klebsiella pneumo-niae-infected guinea pigs, Clin Microb Infect 5:371 (1999).
N. Gönüllü ve ark., Kobaylarda Klebsiella pneumoniae ile Oluflturulan Pnömoni Modelinde Sefodizim ve Sefpirom Etkinliklerinin Karfl›laflt›r›lmas›
