collateral(damage:(minimising(...

Post on 18-Jun-2020

1 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

Collateral  Damage:  minimising  an0bio0c  use  

Oxford  University  Hospitals  NHS  Trust  &  the  University  of  Oxford  Nuffield  Department  of  Medicine,  Grand  

Round  February  2014  Slides  -­‐  Dr  Nicola  FawceN    

326  admissions  (1  week)  To  Acute/General  Medicine  

299    Pa0ent  records    

56  pa0ents    AdmiNed  under  

IDAP  

243  pa0ents    AdmiNed  under  Non-­‐ID  physician  

27  notes  unavailable    for  final  review  

An0bio0c  use  in  Acute/General  Medicine-­‐  a  benchmarking  audit  

0  

0.5  

1  

1.5  

2  

2.5  

3  

3.5  

IDAP   Other    

Days  of  an)bio)c  therapy  per  pa)ent  admi4ed    

0  0.5  1  

1.5  2  

2.5  3  

3.5  4  

4.5  5  

IDAP   Other    

DDDs  per  pa)ent  admi4ed  

Outcome   IDAP   Non-­‐IDAP     p  

Pa0ent  started  on  an0bio0c     11  (20%)   80  (33%)   0.06  

An0bio0c  days    per  pa0ent  admiNed   0.88   1.7   0.06  

DDDs  per  pa0ent  admiNed     1.2   3.1   0.04  

Composite  clinical  outcome   15  (27%)   72  (30%)   0.66  

Mean  length  of  stay/  days   5.2   4.4   0.07  

326  admissions  (1  week)  To  Acute/General  Medicine  

299    Pa0ent  records    

56  pa0ents    AdmiNed  under  

IDAP  

243  pa0ents    AdmiNed  under  Non-­‐ID  physician  

27  notes  unavailable    for  final  review  

An0bio0c  use  in  Acute/General  Medicine-­‐  a  benchmarking  audit  

0   10   20   30   40   50   60  

Amoxicillin  Cefalexin  

Ce_riaxone  Ciprofloxacin  

Clarithromycin  Clindamycin  

Co-­‐Amoxiclav  Doxycycline  Flucloxacillin  

Metronidazole  Moxifloxacin  

Nitrofurantoin  Tazocin  

Trimethoprim  Vancomycin  

Choice  of  an)bio)c  

Decision  Making  in  the  Acute  SeAng  

RISKS   POTENTIAL  BENEFITS    

?    

?    

Risk  to  the  popula0on  of  drug-­‐resistant  infec0on     ?  

•  Risk  of  untreated  or  undertreated  infec0on  •  Risk  of  an0bio0c-­‐related  side  effects  •  Risk  of  future  drug-­‐resistant  infec0on  •  Impact  on  hospital  and  pa0ent  experience    

•  Asymptoma0c  bacteruria  is  present  in  20%  of  older  adults  

•  Urine  dips0ck  tes0ng  relies  heavily  on  pretest  probability  Trials  of  an0bio0cs  have  urinary  symptoms  in  their  diagnos0c  criteria    

An0bio0c  or  no  an0bio0c  Spectrum    Dura0on    

?INFECTION  

Decision  Making  in  the  Acute  SeAng  

RISKS   POTENTIAL  BENEFITS    

?    

?    

Risk  to  the  popula0on  of  drug-­‐resistant  infec0on     ?  

•  Risk  of  untreated  or  undertreated  infec0on  •  Risk  of  an0bio0c-­‐related  side  effects  •  Risk  of  future  drug-­‐resistant  infec0on  •  Impact  on  hospital  and  pa0ent  experience    

•  Asymptoma0c  bacteruria  is  present  in  20%  of  older  adults  

•  Urine  dips0ck  tes0ng  relies  heavily  on  pretest  probability  Trials  of  an0bio0cs  have  urinary  symptoms  in  their  diagnos0c  criteria    

An0bio0c  or  no  an0bio0c  Spectrum    Dura0on    

?INFECTION  

<  

Li  et  al,  AmJMed  2007  

3-­‐5  days  of  treatment  

Rela0ve  risk  of  clinical  failure  

5-­‐10    days  of  treatment  

<  

Li  et  al,  AmJMed  2007  

3-­‐5  days  of  treatment  

Rela0ve  risk  of  clinical  failure  

5-­‐10    days  of  treatment  

Evidence  for  equivalence  of  outcome  in    shorter  courses  of  therapy  in:    •  Uncomplicated  CAP  •  Uncomplicated  UTIs  •  Uncomplicated  Skin/so_  

0ssue  •  Pyelonephri0s  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

Clindamycin    -­‐  20.4  

30,  184  pa0ents    

prior  exposure  to  an0bio0c  and  risk  of  C.  diff  

0  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

7  

8  

Quinolones   Cephalosporins   Penicillins   Macrolides   Sulphonamides   Tetracyclines    

5.65  4.47  

3.25  2.55  

1.84  

0.91    

prior  exposure  to  an0bio0c  and  risk  of  C.  diff  

Do  we  care  about  class  of  an)bio)c  used  to  treat  CAP?    

Deshpande  et  al  2013  

30,  184  pa0ents    

Decision  Making  in  the  Acute  SeAng  

RISKS   POTENTIAL  BENEFITS    

?    

?    

•  Risk  of  untreated  or  undertreated  infec0on  •  Risk  of  an0bio0c-­‐related  side  effects  •  Risk  of  future  drug-­‐resistant  infec0on  •  Impact  on  hospital  and  pa0ent  experience    

•  Asymptoma0c  bacteruria  is  present  in  20%  of  older  adults  

•  Urine  dips0ck  tes0ng  relies  heavily  on  pretest  probability  (?)  

•  Trials  of  an0bio0cs  have  urinary  symptoms  in  their  diagnos0c  criteria    

An0bio0c  or  no  an0bio0c  Spectrum    Dura0on    

?INFECTION  

 -­‐  Altera0on  in  risk  due  to  interven0on    -­‐  Factors  which  increase  risk  of  drug-­‐resistant  

infec0on  -­‐  Prevalence  of  resistance  in  the  popula0on    

Costelloe  et  al,  BMJ  2010  

E.coli  resistance  and    prior  an0bio0c  exposure  

S0ll  a  weak  associa0on  even  with  an0bio0cs  up  to  12  months  prior  to  infec0on  

0-­‐1  month  

0-­‐3  months  

0-­‐6  months  

0-­‐12  months  

An0bio0c  use  associated  with  resistance  

An0bio0c  use  associated  with  suscep0bility    

Albrich  et  al,  Emerg  Infect  Dis.  2004    

 Evidence  for  factors  associated  with  reduced  risk  of  resistance  in  isolates  infec0on  •  Low  country-­‐wide  an0bio0c  

use  in  humans  •  Low  an0bio0c  use  in  animal  

husbandry  •  Robust  healthcare  systems  

Europe  data:    2008-­‐2011  European  An0microbial  Surveillance  System  (EARSS)    

Asia-­‐Pacific:  -­‐2009  data    Yen-­‐Hsu  Chen  et  al,  Journal  of  Infec0on        April  2011  

USA  –  2009  data  

Bhusal  et  al,  Chemotherapy,  2011  

Percentage  of  ESBL-­‐Producing  E.coli  Invasive  Isolates  

-­‐  Worldwide  data    

5%   10%  

23%  

65%  

3%  

29%  

Resistance  of  Klebsiella  isolates  in  Neonatal  ICU,  Pakistan  

Resistance  to  imipenem  

Percentage  Of  isolates  resistant  

Year  

Carbapenem-­‐resistant  enterobacter  cases  referred  to  HPA  Colindale    

Tradi)onal  model  of  resistance  acquisi)on  and  spread    

Pathogen  acquisi0on  

An0bio0c  treatment    and  selec0on  pressure    

Incomplete  Treatment    

Successful  eradica0on  

Persistence  of  resistant  organism   Transmission  of  resistant  organism  

Relevant  in  organisms  where:    •  Ver0cal  transmission  of  

resistance  is  dominant    •  Predominantly  human  

reservoir  •  Eradica0on  is  possible  •  Significant  persistence  of  

infec0ng  organism  a_er  treatment  

•  M.  tuberculosis  •  S.  aureus  •  M.  abscessus  •  N.  gonorrhoeae  •  (Pseudomonas)    

Acquired  Resistance  

meropenem

Nonpathogenic/environmental  With  endogenous  an0bio0c  resistance  element    

Co-­‐existence  under  selec0on  pressure    

‘Capture  event’  Under  an0bio0c  selec0on  pressure    Horizontal  gene  transfer  

Integra0on    into  a  highly  transmissible  vector    

Epidemic  Spread  of  mobile  gene0c  elements    between  strains  and/or  species    

Global  increase  of  resistance  elements    

Nonpathogenic/environmental  With  endogenous  an0bio0c  resistance  element    

Co-­‐existence  under  selec0on  pressure    

‘Capture  event’  Under  an0bio0c  selec0on  pressure    Horizontal  gene  transfer  

Integra0on    into  a  highly  transmissible  vector    

Epidemic  Spread  of  mobile  gene0c  elements    between  strains  and/or  species    

Increased  likelihood  of  acquiring  resistant  infec0on    

"the  spread  of  NDM-­‐1(carbapenemase)    is  probably  due  to  the  high  mobility  of  the  NDM-­‐1  plasmids  as  opposed  to  clonal  dissemina0on"    Sao  Paulo  “The  spread  of  the  KPC  (carbapenemase)    gene  may  be  facilitated  by  its  localisa0on  on  plasmids  and  transposons  and  also  by  efficient  clones”  

Mataseje  et  al  2014    Lopez-­‐Camacho  et  al  2014    

Global  increase  of  resistance  elements    

•  Mobile-­‐gene0c-­‐element  mediated  resistance  

•  Can  be  up/downregulated  and  easily  shared    

•  O]en  li4le  fitness  cost  of  resistance    

An0microbial  resistance  as  a  result  of  widespread  anthropogenic  altera)on  and  contamina)on  of  our  biosphere  with  an)bio)cs  

Where  is  it  coming  from?  Community  Reservoir:  •  Prevalence  of  ESBL  E.coli    in  Nursing  Home  in  N.  Ireland    40.5%    

–  51%  of  carriers  had  no  history  of  hospital  admission  Abroad:  •  Travellers  in  Sweden-­‐carriage  of  ESBLs:  

–  Prior  to  travel  4%    –  A_er  travel  32%      (Travel  to  India  –  82%)    –  Found  in  travellers  without  GI  symptoms    

Non-­‐human  sources:  •  Retail  meat  –detected  ESBL/CMY  producing    E.coli    

–  Sevilla  67%        -­‐  PiNsburgh    85%    Environment:  •  Sewage  from  hospital  waste  water  in  Lebanon:  mul0ple  GNRs  with  different  

resistance  mechanisms      •  Water  sources  in  India-­‐  high  levels  of  NDM-­‐carrying  isolates…    (Tim  Walsh)  •  Report  of  measured  concentra0on  of  ciprofloxacin  in  factory  efflux  at  near  serum  

therapeu0c  range…  

Rooney  et  al,  JAmChem  2009,    Ostholm  Balkhed  ECCMID  abstract,    Doi  et  al  Clin  Microb  Infect  2010,    

Penicillins  

Daptomycin  Tigecycline  Colis0n    

Carbapenems  

3rd  Gen  Cephalosporins  

Cephalosporins  

We’re  fine!    

It’s  been  going  on  for  years,  why  are  we  suddenly  geyng  so  worked  up  about  things?      

Penicillins  

Daptomycin  Tigecycline  Colis0n    

Carbapenems  

3rd  Gen  Cephalosporins  

Cephalosporins  

We’re  fine!    

It’s  been  going  on  for  years,  why  are  we  suddenly  geyng  so  worked  up  about  things?      

Penicillins  

Daptomycin  Tigecycline  Colis0n    

Carbapenems  

3rd  Gen  Cephalosporins  

Cephalosporins  

??  

…  

It’s  been  going  on  for  years,  why  are  we  suddenly  geyng  so  worked  up  about  things?      

The  Human  Microbiome      Significant  contributor  to  the  an0bio0c-­‐exposed  biosphere      -­‐  Noneradicable  -­‐  Subject  to  high  rela0ve  levels  of  an0bio0c    

exposure  -­‐  Co-­‐existence  of  mul0ple  species  with  

poten0al    for  horizontal  gene  transfer    -­‐  Direct  source  of  poten0al  pathogens  -­‐  Source  of  resistance  elements  for  poten0al  

pathogens    

Carriage  of  resistant  e.coli  correlates  with  risk  of  resistant  infec)on:    Abundance  of  ESBL  in  faecal  samples  in  pa0ents  with  ESBL  u0  18-­‐fold  higher,  with  evidence  of  same  clone  found  in  both  urine  and  gut    

Ruppe  et  al  An0microbial  Agents  and  Chemotherapy  2013  

Colonisa0on    •  Prevalence  of  ESBL  e.coli  in  healthy  popula0on  detected  on  faecal  sample  screening:    

SeAng     %ESBL   Ref  

Spain  1991    Outpa0ents   0.7%   Valverde  et  al  2004    

Spain  2003   Outpa0ents     5.5%  

Spain  2003   Healthy  Volunteers   3.7%    (65%  CTX-­‐M)  

Japan   Healthy  Volunteers   6.4%    (92%  CTX-­‐M)   Yamamoto  et  al  2011  

Saudi  Arabia   Healthy  volunteers   13.1%   Kader  et  al    2007  

Thailand     Rural  Community     58.2%    CTX-­‐M   Sasaki  et  al  2010  

(Although  actual  sensi0vity  to  low  numbers  of  organisms    unknown)  

Long-­‐term  ecological  impacts  of  an)bio)c  administra)on  on  the  human  intes)nal  microbiota  

Jernberg  et  al    2007    

Single  course  of  Clindamycin    administra0on  

Number  of  bacteroides  clones    

Percentage  with  resistant  phenotype    

No  clindamycin  

Percentage  with  resistant  phenotype    

2  years  later!    

Plan  to  pilot  this  technique  as  a  measurement  of  an0bio0c  selec0on  pressure  for  resistance  elements  in  enterobacteriaceae    as  an  indicator  of  risk  of  future  resistant  infec0on      

Pilot  work:  resistance  elements  in  OUH  faecal  samples    

Plan  to  pilot  this  technique  as  a  measurement  of  an0bio0c  selec0on  pressure  for  resistance  elements  in  enterobacteriaceae    as  an  indicator  of  risk  of  future  resistant  infec0on      

Pilot  work:  resistance  elements  in  OUH  faecal  samples    

Plan  to  pilot  this  technique  as  a  measurement  of  an0bio0c  selec0on  pressure  for  resistance  elements  in  enterobacteriaceae    as  an  indicator  of  risk  of  future  resistant  infec0on      

In  Summary  •  An0microbial  resistance  is  likely  to  be  a  

result  of  widespread  an0microbial  use  and  contamina0on  

•  Hospitals  serve  as  a  significant  hub  of  resistance  selec0on  and  spread  

•  Reduced  broad-­‐spectrum  use  is  probably  protec0ve  at  a  popula0on  level    

•  However  blanket  an0bio0c  use  is  not  a  ‘risk  free’  strategy  

•  There  is  a  need  to  be  able  to  compare  the  rela0ve  selec0on  pressure  of  different  an0bio0c  strategies  to  inform  clinical  treatment    

Addi0onal  Informa0on  

0.0  

20.0  

40.0  

Major  change  in  Cipro  Use  in  2006  Driven  by  c  Diff  outbreak  and  change  to  formulary    

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

0.0  

20.0  

40.0  

60.0  

80.0  

100.0  

cefalosporins  

cipro  

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

Corresponding  decrease  in  cefalosporin  use    

0.0  

20.0  

40.0  

60.0  

80.0  

100.0  

cefalosporins  

co-­‐amox  

cipro  

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

0.0  

10.0  

20.0  

30.0  

40.0  

50.0  

60.0  

70.0  

80.0  

90.0  

co-­‐amoxiclav  

cefalosporins+ciprofloxacin  

High  volume  broad  spectrum  an0bio0c  use  in  the  OUH  –  swapping  one  for  the  other…    

0.0  

20.0  

40.0  

60.0  

80.0  

100.0  

co-­‐amox  

amoxcil  

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

Amoxicillin  

Co-­‐amoxiclav  

0.0  

20.0  

40.0  

60.0  

80.0  

100.0  

ce_riaxone  

co-­‐amox  

carbapenems  

tazocin  

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

0.0  

20.0  

40.0  

60.0  

80.0  

100.0  

cefalosporins  

co-­‐amox  

cipro  

DDDs/1000pt  admissions  in  the  OUH  2002-­‐2012  

Significant  lack  of  high  quality  studies    Lack  of  standardised  outcome  measures  meaning  extremely  difficult  to  compare      

Effect    

NJFawceN    diagrama0c  representa0on  version  because  the  figures  are  massively  difficult  to  read  properly    

An0bio0c  iv    

An0bio0c  po    

Stool  sampling  at  day  0  to  day  15  

Control  1  –  not  inoculated  with  resistant  strain    

Control  2  –  inoculated  with  resistant  enterococcus,  (either  tet    or  bla  )  but  not  given  an0bio0cs    

separate  experiments    •   tet-­‐inoculated  mouse  given  Tetracycline  high  dose  •  Tet-­‐inoculated  mouse  given  Tetracycline  low  dose  •  Bla-­‐inoculated  mouse  given  Ampicillin      

Plated  and  incubated  to  recover  total  cul0vatable  microbiological  popula0on  

PCR  

16srRNA  –  enterococcus  primer      Tet  gene  primer    Bla-­‐gene  primer    

Mice  not  inoculated  with  resistant  bacteria  Mice  inoculated  and  given  saline  injec0on  Mice  given  oral    tetracycline  high  dose    Mice  given  ivl  tetracycline    high  dose    

1)  Inocula)ng  mice  with  tet  enterococcus  does  not  change  total  quan)ty  of  enterococcus  as  measured  by  16srRNA  copies  

2)  Both  iv  and  oral  enterococcus  had  some  impact  on  total  cul)vatable  enterococcus  quan)ty      (1  log)    

Oral  tetracycline  has  significantly  higher  peak  of  number  of  resistance  copies  and  earlier  (though  persistence  in  iv  longer?  

Effect  of  high  dose  tetracycline  po  or  iv  On  enterococcus  numbers  and  resistance    

Oral    

iv  

Tetracycline  is  excreted  renally  and  via  biliary  tract    -­‐  iv  tetracycline  will  s0ll  impact  on  GI  tract    

Mice  not  inoculated  with  resistant  bacteria  Mice  inoculated  and  given  saline  injec0on  Mice  given    oral  tetracycline  low  dose    Mice  given  iv  tetracycline    low  dose    

Effect  of  low    dose  tetracycline  po  or  iv  On  enterococcus  numbers  and  resistance    

Similarly  –  lower  dose  s)ll  led  to  similar  drop  in  total  enterococcus      -­‐  1  log    

For  comparison    high  dose  oral  tetracycline  Low  dose  oral  tetracycline    

The  lower  dose  s)ll  had  an  effect  on  number  of  tetM  gene  pool  copies,  but  not  as  much,  with  oral  again  having  the  larger  effect  

Oral    

iv  

Tetracycline  is  excreted  renally  and  via  biliary  tract    -­‐  iv  tetracycline  will  s0ll  impact  on  GI  tract    

Mice  not  inoculated  with  resistant  bacteria  Mice  inoculated  and  given  saline  injec0on  Mice  given  oral    ampicillin  Mice  given  iv  ampicillin  

Effect  of  ampicillin  po  vs  iv.      

Iv  ampicillin  has  no  significant  effect  on  number  of  copies  of  culturable    enterococcus  rRNA.  ORAL  ampicillin  has  a  very  significant  effect    

In  mice  inoculated  with  bla-­‐gene  carrying  enterococcus  you  can  detect  significant  levels  –  sugges0ng  it  colonises  in  decent  numbers.      When  you  give  Ivs  it  doesn’t  make  a  huge  difference  to  numbers  of  detectable  bla-­‐enterococcus    HOWEVER      when  you  give  orals  you  get  a  5  log  increase  in  resistance    -­‐  which  isn’t  seen  with  iv  treatment.  

Oral    

iv  

Oral    

iv  

Ampicillin  is  renally  excreted  only  –  iv  will  theore0cally  not  have  significant  GI  levels      

top related