Doc. dr. sc. Tomislav Meštrović, dr. med., specijalist mikrobiolog
Doc. dr. sc. Sunčanica Ljubin-Sternak, dr. med. spec. mikrobiolog
02.01.2019.
Spoznaje o antimikrobnoj djelotvornosti azitromicina sukladno prvomu hrvatskom istraživanju antibiotske osjetljivosti klamidijskih izolata iz mokraćno-spolnog sustava
Bez obzira na to što je rezistencija bakterija na antibiotike (antimikrobna otpornost) jedan od glavnih izazova moderne medicine, klamidijska je infekcija dosad pokazivala dobar klinički odgovor na lijek prvog izbora – azitromicin. Ipak, u literaturi postoje ponovljeni opisi laboratorijski dokazane rezistencije spolno prenosive bakterije Chlamydia trachomatis (C. trachomatis) koja uzrokuje ovu infekciju. Osim toga, Hrvatska je zemlja s visokom stopom propisivanja azitromicina i drugih antimikrobnih lijekova, što može utjecati na pojavu otpornosti ili slabijeg odgovora na terapiju. U skladu s time cilj prvoga hrvatskog istraživanja antimikrobnog profila C. trachomatis bio je utvrditi djelotvornost azitromicina i drugih antibiotika prema urogenitalnim kliničkim izolatima C. trachomatis u laboratorijskim uvjetima. U staničnome modelu McCoyevih stanica određivane su minimalna inhibitorna koncentracija (MIC) i minimalna klamidicidna koncentracija (MCC), a svi ispitivani sojevi bili su osjetljivi na azitromicin (MIC < 4 μg/ml). Premda rezistentni sojevi bakterije nisu nađeni, kod određenih izolata uočene su znatno više vrijednosti MCC-a za azitromicin, što pokazuje trend moguće smanjene osjetljivosti. Bez obzira na zahtjevnu metodologiju, potrebno je nastaviti s ovakvim istraživanjima, poglavito u zemljama s velikim opterećenjem propisivanja antibiotika.
Rezistencija ili otpornost bakterija na antimikrobne lijekove nesumnjivo je jedan od glavnih izazova današnje medicine koji dovodi u pitanje ne samo uspješno liječenje zaraznih bolesti već i daljnji znanstveni i medicinski napredak (1). Uvođenje penicilina u redovitu kliničku praksu ranih četrdesetih godina prošlog stoljeća (2) te posljedični razvoj brojnih novih antibiotika (3) rezultirali su visokim stupnjem zdravstvene zaštite kakva nam je danas poznata. S druge strane, širenje rezistencije zbog brzog evolucijskog prilagođavanja različitih bakterijskih vrsta te povećane potrošnje lijekova postali su svakodnevica – i u bolničkim sredinama i izvan njih (4). Uzevši u obzir da je 80% kliničkih izolata bakterije Neisseria gonorrhoeae (uzročnika gonoreje) danas otporno na neki od antimikrobnih lijekova, kao i godišnju pojavnost od 440.000 slučajeva multirezistentne tuberkuloze (što su samo dva eklatantna primjera fakultativno unutarstaničnih bakterija), velik broj stručnjaka slaže se da smo već duboko zagazili u tzv. postantibiotsku eru (5).
Klamidijaza je najčešća bakterijska spolno prenosiva zarazna bolest na svijetu uzrokovana bakterijom Chlamydia trachomatis (C. trachomatis) (6). Premda se kod muškaraca i žena infekcija može manifestirati upalom mokraćne cijevi, a kod žena još i upalom vrata maternice, u velikom postotku slučajeva infekcija je asimptomatska, što posljedično povisuje rizik od razvoja komplikacija (poput zdjelične upalne bolesti) (7). U skladu s time nužna je pravodobna i pouzdana laboratorijska dijagnostika ove infekcije kako bi se u slučaju pozitivnog nalaza što prije provelo liječenje (6, 7). Terapija prvog izbora već je dulje vrijeme azitromicin (1 g oralno jednokratno), a može se primijeniti i doksiciklin (2 × 100 mg na dan tijekom 7 dana) (6).
Dosad se rezistenciji C. trachomatis u ljudi nije pridavala velika pozornost, ponajviše s obzirom na činjenicu da se ovaj mikroorganizam razmnožava samo u citoplazmi stanice osjetljivog domaćina, zbog čega je stjecanje rezistencije rijedak moment u vrlo specifičnom životnom ciklusu bakterije (8). Ipak, kontinuirana i ponavljana primjena antibiotika može za posljedicu imati razvoj tzv. kompenzatornih mutacija u određenim klamidijskim izolatima, bez obzira na eventualno žrtvovanje nekih drugih kolonizatorskih sposobnosti organizma zbog takvih mutacija (tzv. fitness cost) (9). Osim toga, mogućnost selektiranja antimikrobne rezistencije kod izlaganja subinhibitornim koncentracijama antibiotika u laboratorijskim uvjetima sugerira da bi sličan mehanizam mogao biti potencijalan izvor rezistentne C. trachomatis kod ljudi ili životinja izloženih antimikrobnoj terapiji (10).
Među članicama projekta The European Surveillance of Antimicrobial Consumption (ESAC), koji je kao cilj imao praćenje uporabe antimikrobnih lijekova u pojedinim europskim zemljama, Hrvatska s 23,37 DDD na 1000 stanovnika spada među države s velikom izvanbolničkom potrošnjom antibiotika (11). Stanje je još izraženije u gradu Zagrebu, gdje je 2010. godine potrošnja bila 33,28 DDD na 1000 stanovnika (12). Osim toga, prema istraživanju iz 2010. godine, stope propisivanja azitromicina i sulfonamida u našoj zemlji bile su najviše u Europi (13). Takva pretjerana potrošnja antimikrobnih lijekova nesumnjivo je znatan rezervoar stvaranja i daljnjeg širenja antimikrobne rezistencije.
Sve su to razlozi zbog kojih je prvi put u Hrvatskoj provedena studija radi definiranja antimikrobnog profila kliničkih izolata C. trachomatis kako bi se dobio uvid u koncentracije antibiotika potrebne da zaustave infekciju u laboratorijskome modelu (14 – 16). Nit vodilja istraživanja bila je preciznija procjena učinkovitosti standardno propisivane terapije, moguće otkrivanje rezistentnih ili slabije osjetljivih klamidijskih izolata, stvaranje baze antimikrobnog profila kliničkih sojeva te (prema potrebi) revizija terapijskih smjernica (14). Na antibiotik azitromicin (kao prvi izbor u liječenju ove infekcije) stavljen je poseban naglasak.
Pri testiranju antimikrobne osjetljivosti klamidijskih sojeva posebnu pozornost valja obratiti na uvjete koji utječu na sposobnost C. trachomatis da inficira stanice u kulturi, kao i na aktivnost izabranog antimikrobnog lijeka u laboratorijskome modelu (10). Radi smanjenja potencijalne varijabilnosti rezultata, valja se odlučiti za staničnu liniju s malim brojem pasaža uz obvezatnu kontrolu kvalitete. Iako je stanična kultura uniformnog (tj. polariziranog) rasta generalno konzistentnija u prihvatu antibiotika, ona je tehnički znatno zahtjevnija te se stoga rijetko rabi. Nadalje, razrjeđenja antibiotika potrebno je prirediti tako da se osigura njihova prikladna potencija, što znači da se pripremaju neposredno prije dodavanja u netom inficirane stanice (14).
U prvome hrvatskom istraživanju antimikrobne osjetljivosti urogenitalnih klamidijskih sojeva rabljene su McCoyeve stanice, što je kontinuirana stanična kultura fibroblasta adherentnog rasta iz domaćeg miša (Mus musculus) (14). Suspenzija stanica pripremljena je u čistom Eaglovu minimalnom esencijalnom mediju (MEM-u) s desetopostotnim fetalnim serumom (bez dodatka antibiotika i cikloheksimida), a zatim je rastočena u mikrotitarsku pločicu po 100 µl u mikrotitarsku pločicu s 96 jažica. Četrdeset kliničkih izolata C. trachomatis (izoliranih iz obrisaka vrata maternice, obrisaka mokraćne cijevi i eksprimata prostate) te dva referentna soja umnoženi su do veličine inokuluma (5000 – 10.000 inkluzijskih jedinica po jažici mikrotitarske pločice), što znači da su inficirali stanice u znatnom broju kako bi se mogao prikladno ispitati njihov antimikrobni profil.
Za svaki umnoženi soj upotrijebljeno je razrjeđenje antibiotika u rasponu od 0,008 do 8 µg/ml, s planiranim povišenjem koncentracije u slučaju detekcije rezistentnih, tj. slabije osjetljivih sojeva. Pri testiranju istodobno su upotrijebljene dvije mikrotitarske pločice: jedna u kojoj se određivala minimalna inhibitorna koncentracija (MIC) i druga u kojoj se određivala minimalna klamicidna koncentracija (MCC) lijeka. Za detekciju klamidijskih inkluzija upotrijebljena su monoklonska protutijela obilježena fluoresceinom.
Vizualizacija inkluzija obavljena je s pomoću invertnoga fluorescentnog mikroskopa, uz precizno definiranje MIC-a i MCC-a. Sukladno drugim istraživanjima u ovom području (10, 17 – 19) MIC je tako mikroskopski definiran kao najniža koncentracija antimikrobnog lijeka kod koje nema vidljivih klamidijskih inkluzija, a označava jedno razrjeđenje više od MICTP-a (što je koncentracija antibiotika kod koje dolazi do znatne promjene u broju i morfologiji inkluzija). S druge strane, MCC je mikroskopski definiran kao koncentracija antimikrobnog lijeka kod koje nije bilo vidljivih inkluzija nakon pasaže soja iz stanične kulture gdje je bio dodan antibiotik na staničnu kulturu bez antibiotika.
Prvo istraživanje osjetljivosti urogenitalnih klamidijskih sojeva u Hrvatskoj pokazalo je potpunu osjetljivost svih ispitivanih izolata (dakle iz obrisaka vrata maternice, obrisaka mokraćne cijevi te iz eksprimata prostate) na antibiotik azitromicin. Drugim riječima, obrazac „homotipne“ ili „heterotipne“ rezistencije nije nađen ni kod jednoga klamidijskog izolata podvrgnutog testiranju.
Ipak, specifična analiza bila je potrebna da bi se dobio uvid u konkretne vrijednosti MIC-ova i MCC-ova azitromicina za izolate iz različitih anatomskih sijela. Postotni udio MIC-ova i MCC-ova azitromicina za klamidijske sojeve izolirane iz obrisaka vrata maternice prikazan je na slikama 1. i 2., za sojeve iz obrisaka mokraćne cijevi kod muškaraca i eksprimata prostate na slikama 3. i 4., a grupno za sve izolate na slikama 5. i 6. Medijan MIC-a azitromicina iznosio je 0,64 μg/ml, a medijan MCC-a 0,125 μg/ml, no u navedenim prikazima vidljiv je uski koncentracijski raspon kod MIC-ova, a širi koncentracijski raspon kod MCC-ova.
Usporedbom koncentracijskih medijana izolata iz različitih sijela nije nađena statistički značajna razlika između obrisaka vrata maternice, obrisaka muške uretre zajedno s eksprimatom prostate te referentnih sojeva (p > 0,05), što je potvrđeno i post-hoc analizom višestruke usporedbe u odnosu prema jednoj prilagođenoj p-vrijednosti (p = 0,05) (tablica 1.). Dakle, bez obzira na anatomsko sijelo kliničkog izolata C. trachomatis, azitromicin se u laboratorijskim (in vitro) uvjetima pokazao jednako učinkovitim.
Tablica 1. Post-hoc analiza višestruke usporedbe minimalne inhibitorne koncentracije (MCC) i minimalne klamicidne koncentracije (MCC) različitih kliničkih uzoraka za azitromicin u odnosu prema jednoj prilagođenoj p-vrijednosti (p = 0,05) pokazuje da nema statistički značajnih razlika u odnosu prema anatomskom sijelu uzorka (14).
Profil antimikrobne osjetljivosti C. trachomatis ne ovisi samo o antibiotskom opterećenju nego i o okolišnim uvjetima te čimbenicima specifičnim za stanice domaćina (20). U ovome prvom hrvatskom istraživanju antibiotske osjetljivosti klamidijskih izolata iz mokraćno-spolnog trakta azitromicin se pokazao kao lijek koji i dalje pokazuje izvrsnu antimikrobnu djelotvornost u uvjetima in vitro (14 – 16), što se potvrđuje i kliničkim odgovorom pacijenata na propisani lijek. Isto tako ovi se rezultati podudaraju s obrascem laboratorijske osjetljivosti klamidijskih sojeva u drugim sličnim istraživanjima u medicinsko-znanstvenoj literaturi (10, 17 – 19).
No iako se u novim studijama in vitro potvrđuje dobra osjetljivost klamidijskih izolata na antimikrobne lijekove iz standardno propisivanih skupina, čini se da je rezistencija urogenitalnih klamidijskih sojeva na makrolide (ali i tetracikline i fluorokinolone) itekako moguća (20). Više istraživača objavilo je opise rezistentnih klamidijskih sojeva uz prikladnu kliničko-laboratorijsku korelaciju (21 – 26). Svi takvi rezistentni izolati pokazivali su obrazac „heterotipne rezistencije“, tj. fenomen gdje samo malen broj mikroorganizama (tek 1% bakterijske populacije) preživljava vrlo visoke koncentracije antibiotika (10).
Kao glavni pokretač u razvoju rezistencije klamidijskih sojeva sve se više implicira lateralni prijenos gena, što je proces prepoznat u evoluciji tog uzročnika (27, 28). Takav prijenos genskog materijala u slučajevima miješanih infekcija s različitim klamidijskim sojevima lako se može detektirati u laboratorijskim uvjetima (29). Neka istraživanja ističu da je barem nekoliko postotaka infekcija u ljudi uzrokovano višestrukim sojevima C. trachomatis, što otvara vrata za njihovu rekombinaciju (30). Premda se smatra da je prijenos gena rezistencije ovim mehanizmom rijedak moment, svakako su potrebna dodatna istraživanja na kliničkim izolatima (i to ponajprije rezistentnim) te primjena funkcionalne i komparativne genomike kako bi se odredili stupanj i raznolikost rekombinacije (31).
Pojava klamidijskih izolata rezistentnih na antibiotike generalno se može očekivati tek nakon višestruko provedenih kura liječenja. Ako povučemo paralele s bakterijom Streptococcus pneumoniae (važan uzročnik upale pluća), kod nje se rezistencija na azitromicin očituje tek nakon uzastopnih godišnjih terapijskih režima radi liječenja klamidijske infekcije poznate kao trahom (32). Dakle, selektivni pritisak ponavljane distribucije azitromicina mogao bi omogućiti brzo širenje rezistentnih klonova (33). Upravo je zbog toga opravdano pitanje ima li široka potrošnja antimikrobnih lijekova i u kojoj mjeri utjecaj na profil osjetljivosti sojeva C. trachomatis. Odgovore na takva pitanja treba tražiti ovom vrstom probira antimikrobne osjetljivosti kliničkih klamidijskih izolata u zemljama s visokom stopom propisivanja antibiotika.
Iako rezistencije na azitromicin u istraživanju nije bilo te su vrijednosti MIC-a bile i više nego zadovoljavajuće, MCC za azitromicin dosegnuo je 2 μg/ml, što je uz samu granicu rezistencije koja (sukladno konsenzusu stručnjaka u ovom području) iznosi 4,0 μg/ml. Premda je samo jedan klinički izolat iz hrvatskih pacijenata dosegao tu koncentraciju (slika 4.), MCC za azitromicin iznosio je 1,0 μg/ml kod čak 23,5% izolata iz obrisaka muške uretre i eksprimata prostate (slika 4.) te kod 12,5% svih testiranih izolata (slika 6.). Dakako, navedeno je daleko od bilo kakve laboratorijske (a napose klinički) važne otpornosti, ali svakako pokazuje trend moguće smanjene osjetljivosti koji bi trebalo nastaviti nadzirati.
S obzirom na to treba naglasiti i rezultate hrvatskog istraživanja na uzorku od 150 pacijentica s akutnim uretralnim klamidijskim sindromom (34). Naime, u skupini žena kod kojih su kliničke tegobe prije početka terapije trajale tri tjedna ili više, puno bolje izlječenje uz eradikaciju postignuto je nakon administracije azitromicina u dozi od 500 mg na dan tijekom šest dana nego nakon jednokratne doze od jednoga grama (34). Osim toga, neki autori savjetuju kombiniranu terapiju makrolidima i fluorokinolonima radi bolje sigurnosti u eradikaciji C. trachomatis, napose u muških pacijenata sa simptomima kroničnog prostatitisa (35). Upravo je to populacija kod koje bi trebalo provesti ovakvu vrstu probira kako bi se vidjelo radi li se možda o klamidijskim sojevima s višim vrijednostima MIC-a ili MCC-a.
S druge strane, iskustva iz drugih grana mikrobiologije uče nas koliko je zapravo dug put do standardizacije određenih metoda za određivanje antimikrobne osjetljivosti; primjerice, ni danas još ne možemo prikladno interpretirati MIC-ove za velik broj gljivnih izolata (36, 37). Za klamidijske izolate možemo reći da smo na dobrom putu, premda je još potrebno raditi na standardizaciji metodologije, čemu će pridonijeti i ovakva istraživanja. Problematični su zahtjevnost, vremensko opterećenje i skupoća izrade antibiograma u staničnoj kulturi, zbog čega se ona još provodi samo u specijaliziranim laboratorijima i ponajviše u znanstvene svrhe (8). Zadovoljavajuća molekularna metoda, koja bi polako ušla u rutinsku primjenu, vjerojatno bi olakšala i ubrzala čitav proces, a i tu se već naziru određeni pomaci (38).
Sa sigurnošću možemo reći da je izrada antimikrobnog profila klamidijskih izolata u zemljama s visokom stopom propisivanja antibiotika te nakon neuspjeha liječenja ključan zadatak u daljnjem razumijevanju rezistencije ovog mikroorganizma, kao i korelacije laboratorijskog nalaza / antibiogramas kliničkim ishodom. Ovo hrvatsko istraživanje jedan je od doprinosa prema ostvarenju tog cilja. U budućnosti će daljnji razvoj brzih molekularnih metoda (38, 39) olakšati određivanje čimbenika koji mogu dovesti do razvoja klinički važne rezistencije, a samim time i unaprijediti naše razumijevanje ove složene problematike. Unutarstanični život i druge značajke C. trachomatis (7, 40) daju nam rijetku priliku da budemo korak ispred malo vjerojatnog, ali ipak mogućega globalnog i klinički važnog širenja antimikrobne otpornosti.