Polypeptid-Antibiotika: Bacitracin, Colistin, Polymyxin B

VonBrian J. Werth, PharmD, University of Washington School of Pharmacy
Überprüft/überarbeitet Mai 2024
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Polypeptide Antibiotika zerstören die bakteriellen Zellwänden.

Bacitracin ist ein Polypeptidantibiotikum, das die Zellwandsynthese inhibiert und gegen grampositive Bakterien wirksam ist.

Colistin (Colistimethat, Colistin, Polymyxin E) und Polymyxin B sind kationische Polypeptid-Antibiotika, die die äußere Membran gramnegativer Bakterien zerstören, indem sie an das anionische Lipopolysaccharid (Endotoxin) binden und so die Toxizität der Bakterien neutralisieren und deren Tod verursachen.

Colistinmethansulfonat (Colistinmethate-Natrium [CMS]) ist ein parenterales Prodrug, das in Blut- und Urin zu Colistin umgewandelt wird. CMS ist weniger toxisch als Colistin.

Andere Polypeptide als Colistin werden normalerweise topisch angewendet; die systemische Resorption ist vernachlässigbar.

Resistenz

Die Resistenz gegen Colistin und Polymyxin B wird in der Regel durch Modifikationen des Lipid-A-Teils der äußeren Lipopolysaccharidmembran erworben; diese Modifikationen führen zu einer stärker positiv geladenen Zelloberfläche, der es an Affinität für die positiv geladenen Polymyxine mangelt. Die erworbene Resistenz kann auf mobilen genetischen Elementen übertragen werden (z. B, mcr-1, 2, 3 [mobilisierte Colistinresistenz] Plasmid), wodurch das Risiko einer horizontalen Übertragung erhöht wird. Die Kreuzresistenz zwischen Colistin und Polymyxin B beträgt nahezu 100%.

Indikationen für Polypeptidantibiotika

Polypeptide werden für verschiedene Arten von Infektionen verwendet (siehe Tabelle Einige klinische Anwendungen der Polypeptide).

Bacitracin wird hauptsächlich als topische Behandlung angewendet für

Polymyxin B und Colistin zeigen in vitro eine rasche expositionsabhängige bakterizide Aktivität (das Verhältnis der Fläche unter der Konzentrations-Zeit-Kurve zur minimalen hemmenden Konzentration [AUC/MIC] sagt die Abtötung am besten voraus) gegen

Diese Antibiotika sind nicht wirksam gegen Proteus, Providencia, Burkholderia, und Serratia Spezies sowie einige obligate Anaerobier, einschließlich Bacteroides fragilis und grampositive Bakterien (1).

Polymyxin B und Colistin sollten nur verwendet werden, wenn es keine weniger toxischen Optionen gibt. Einige der neueren Kombinationen aus Beta-Lactam-Antibiotika und Inhibitoren sind einer Therapie auf Polymyxin-Basis vorzuziehen, wann immer dies möglich ist. Aufgrund der schlechten klinischen Ergebnisse, der hohen Toxizitätsraten und der unzuverlässigen MIC-Testmethoden hat das Clinical and Laboratory Standards Institute alle "anfälligen" Messpunkte für die Polymyxine entfernt und befürwortet jetzt nur noch "intermediär" als niedrigsten möglichen Messpunkt. Außerdem sollten diese Antibiotika wegen ihrer besonders geringen Wirkung in der Lunge nicht für die Behandlung von Pneumonien in Betracht gezogen werden.

Tabelle

Literatur zu Indikationen

  1. 1. Tamma PD, Aitken SL, Bonomo RA, Mathers AJ, van Duin D, Clancy CJ. Infectious Diseases Society of America 2023 Guidance on the Treatment of Antimicrobial Resistant Gram-Negative Infections. Clin Infect Dis. Online veröffentlicht am 18. Juli 2023. doi:10.1093/cid/ciad428

  2. 2. Tsuji BT, Pogue JM, Zavascki AP, et al. International Consensus Guidelines for the Optimal Use of the Polymyxins: Endorsed by the American College of Clinical Pharmacy (ACCP), European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ESCMID), Infectious Diseases Society of America (IDSA), International Society for Anti-infective Pharmacology (ISAP), Society of Critical Care Medicine (SCCM), and Society of Infectious Diseases Pharmacists (SIDP). Pharmacotherapy. 2019;39(1):10-39. doi:10.1002/phar.2209

Kontraindikationen für Polypeptidantibiotika

Alle Polypeptide sind bei Patienten, die eine allergische Reaktion auf diese hatten, kontraindiziert.

Wenn möglich, sollten Colistimethat-Natrium und Polymyxin B nicht gleichzeitig mit Medikamenten verabreicht werden, die die neuromuskuläre Übertragung blockieren (z. B. Rocuronium) oder nephrotoxisch sind (z. B. Aminoglykoside).

Verwendung von Polypeptiden während der Schwangerschaft und Stillzeit

Bacitracin kann während der Schwangerschaft und Stillzeit ein minimales Risiko darstellen, weil die systemische Resorption nur minimal ist, aber eine Unbedenklichkeit ist nicht nachgewiesen.

Polymyxin B wurde in Tiervermehrungsstudien nicht ausreichend bewertet. Es wurden keine gut kontrollierten Studien an schwangeren Frauen durchgeführt. Die Sicherheit von Polymyxin B bei schwangeren Frauen wurde nicht bestimmt.

Colistinmethansulfonat (CMS) zeigte ein gewisses Risiko in Tiervermehrungsstudien. Die Daten zur Schwangerschaft beim Menschen sind unzureichend. Ob es sicher ist, Colistin oder CMS während der Stillzeit zu verwenden, ist unbekannt.

Unerwünschte Wirkungen von Polypeptidantibiotika

Zu den negativen Auswirkungen von Polypeptiden gehören unter anderem

  • Nephrotoxizität

  • Zentrale und periphere Neurotoxizität

Polymyxine sind nephrotoxisch. CMS und Polymyxin B können circumorale und Extremitätenparästhesien, Schwindel, verwaschene Sprache sowie Muskelschwäche und Atemnot aufgrund neuromuskulärer Blockaden hervorrufen, insbesondere bei Patienten mit Niereninsuffizienz.

Dosierungsüberlegungen für Polypeptidantibiotika

Weil Colistin vor dem Aufkommen der modernen pharmakokinetischen/pharmakodynamischen Analyse veröffentlicht wurde, ist seine angemessene Dosierung nicht so intensiv untersucht worden wie für viele moderne Antibiotika. Hinzu kommt, dass die Hersteller keine einheitliche Methode zur Beschreibung der Substanzmenge verwenden; einige gebrauchen internationale Einheiten und andere verwenden Milligramm-Angaben der Colistin-Grundaktivität oder Milligramm-Angaben des tatsächlichen Colistimethat.

Unabhängig davon, welche Einheiten verwendet werden, glauben viele Experten, dass die von den Herstellern empfohlene Dosis von 2,5 bis 5 mg/kg der Colistin-Grundaktivität pro Tag, die in 2 bis 4 Dosen eingeteilt wird, zu niedrig ist und empfehlen höhere Dosierungen, einschließlich der Verwendung einer höheren Initialdosis (1, 2). Jedoch ist die Nephrotoxizität dosisabhängig und führt bei höheren Dosen zu größeren Bedenken (1, 2). Die Dosierung sollte mit einem Experten abgesprochen werden.

Literatur zu Dosierungsüberlegungen

  1. 1. Tamma PD, Aitken SL, Bonomo RA, Mathers AJ, van Duin D, Clancy CJ. Infectious Diseases Society of America 2023 Guidance on the Treatment of Antimicrobial Resistant Gram-Negative Infections. Clin Infect Dis. Online veröffentlicht am 18. Juli 2023. doi:10.1093/cid/ciad428

  2. 2. Tsuji BT, Pogue JM, Zavascki AP, et al. International Consensus Guidelines for the Optimal Use of the Polymyxins: Endorsed by the American College of Clinical Pharmacy (ACCP), European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ESCMID), Infectious Diseases Society of America (IDSA), International Society for Anti-infective Pharmacology (ISAP), Society of Critical Care Medicine (SCCM), and Society of Infectious Diseases Pharmacists (SIDP). Pharmacotherapy. 2019;39(1):10-39. doi:10.1002/phar.2209