Мультиплекс терапевтического мониторинга лекарственных препаратов, изотопного разбавления ВЭЖХ МС/МС антибиотиков в критических заболеваний
Summary
Здесь мы представляем тандем массового спектрометрирования-протокол на основе количественного определения часто используемых антибиотиков в интенсивной терапии, а именно Цефепим, меропенем, Ципрофлоксацин, Моксифлоксацин, линезолид и пиперациллин.
Abstract
Существует растущий спрос для терапевтического мониторинга лекарственных препаратов антибиотиков во многих клинических учреждениях, особенно в том, что касается реализации программ антибиотик руководством больницы.
В текущей работе мы представляем мультиплекс высокопроизводительных жидкостной хроматографии тандем масс-спектрометрии (HPCL-МС/МС) протокол для количественной оценки Цефепим, меропенем, Ципрофлоксацин, Моксифлоксацин, линезолид и пиперациллин, часто используемые антибиотики в интенсивной терапии. Этот метод был ранее всесторонне проверяются согласно рекомендации Европейского агентства лекарственных средств.
После очистки быстрой выборки разделены по столбцу ВЭЖХ реверс фаза C8 в течение 4 минут и количественно с соответствующей стабильной меченных изотопом внутренних стандартов в масс-спектрометрии электроспрей ионизации (ESI +) в нескольких реакции согласно время наблюдения (MRM). Представленный метод использует простой инструментарий с единообразных условий хроматографического, позволяя для ежедневных и надежные антибиотик терапевтического мониторинга лекарственных препаратов в клинических лабораториях. Калибровочная кривая охватывает диапазон фармакокинетические концентрации, тем самым включая антибиотик недалеко от минимальной концентрации тормозной (MIC) количества восприимчивых бактерий и пик концентрации (CМакс), которые получаются с болюсным схемы управления. Без необходимости сыворотки разбавления до очистки образца площадь под кривой для управляемых антибиотик можно получить через несколько измерений.
Introduction
Хотя Антибиотики произвели революцию в практике медицины, тяжелые бактериальные инфекции остаются основной причиной заболеваемости и смертности в критических болезней1. В этой связи скорейшего отправления подходит противоинфекционных в адекватной дозировке имеет верхней значение для болезни управления2.
Растущее количество доказательств показывает, что эмпирическое лечение с антибиотиков широкого спектра действия, становится все более проблематичным с учетом сложности популяциях пациентов. Это особенно верно для интенсивной терапии (ОРИТ), где огромные межличностная изменчивость основные фармакокинетические параметры (PK) часто наблюдается3,4. Соответственно СИС пациентов подвергаются риску неминуемой югу терапевтических уровней с опасностью недостаточно терапевтический успех5,6. Потом снова пациенты необоснованно подвергаются чрезмерно высокой концентрации антибиотиков, которые могут привести к серьезным неблагоприятных событий с не клинические преимущества7. Злоупотребление антибиотиками и недостаточности дозирование также подпитывается распространение устойчивости к антибиотикам, который становится растущей угрозой для общественного здравоохранения8.
Для улучшения использования антибиотиков и сохранения их effectivenessas как можно дольше, Всемирная организация здравоохранения запустила глобальный план действий по антибиотикорезистентности в 2015 году9. Антибиотик руководством программы являются важным краеугольным камнем разумного использования антимикробной национального здравоохранения стратегии10, помогая врачам, чтобы значительно улучшить качество ухода за пациентами11 и, в то же время, Снижение резистентности к антибиотикам12. Антимикробной дозирования в отдельных пациентов путем применения лечебного препарата мониторинг (TDM) является ключевым инструментом в этом контексте13.
На сегодняшний день, коммерчески доступных TDM анализы доступны только для гликопептидных антибиотики и аминогликозидов. Количественная оценка веществ других классов обычно требует разработки собственного метода или проверки, которая может быть громоздким. Мы, таким образом, подробно представить протокол для надежной assay массы на основе спектрометрии, который может использоваться для количественного определения наиболее актуальных антибиотиков в СИС в течение их клинических соответствующей концентрации диапазонах14. Метод был недавно создан в нашем объекте, масс-спектрометрия и с тех пор был применен для обычной TDM в СИС. В процедуре используется простой аналитического параметра с единого образца очистки, что позволяет для быстрого осуществления антибиотик TDM во многих учреждениях с возможностями масс-спектрометрии.
Протокол, описанные здесь был оптимизирован для количественной оценки Цефепим, меропенем, Ципрофлоксацин, Моксифлоксацин, линезолид и пиперациллин в сыворотке крови человека, используя изотопного разбавления жидкостной хроматографии (LC) в сочетании с тандем массы спектрометрия (МС/МС). Для изотопного разбавления LC-MS/MS методологии стабильный изотоп меченых соединений добавляются к образцу интерес с матрицей конкретным (например, сыворотка). Меченных изотопом стандартов можно отличить от их немеченого коллегой, а именно аналита интереса, из-за различных молекулярных масс Природные молекулы и продуктов их фрагментации, называют перехода родителя Ион дочь иона. Как изотоп меченых соединений имеют почти идентичные общий физико-химическими поведение, по сравнению с их немеченого коллегой, они являются идеальным внутренних стандартов для MS/MS, позволяя почти матрица независимые аналита количественной оценки с высокой степенью точность15. В настоящее время многие стабильной меченных изотопом внутренних стандартов, которые могут использоваться для количественного определения мелкомолекулярных, включая TDM противомикробных препаратов, коммерчески доступны.
Хроматографическое разделение антибиотик аналитов в протоколе описаны выполняется с аналитической реверс фаза столбец C8-длина алкильной цепи (100 мм х 2,1 мм, 3 мкм-размер частиц). Во время разработки метода внутренний стандарт нормализованных матрица факторов для всех аналитов был между 94,6% и 105,4%, с коэффициентом вариации ≤8.3%14.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этой рукописи, мы приводим протокол для простой и надежный тандем массы на основе спектрометрия метод количественного определения часто используемых антибиотиков в СИС19, а именно Цефепим, меропенем, Ципрофлоксацин, Моксифлоксацин, линезолид, и пиперациллин14</su…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы благодарят за его помощь в создании представлен метод доктора Schütze и доктор Zoller за ценный вклад относительно правильной калибровки диапазон. Авторы также признают технический персонал Фонда масс-спектрометрии.
Materials
| cefepime hydrochloride | Sigma-Aldrich | 1097636 | USP Reference Standard |
| meropenem trihydrate | Sigma-Aldrich | Y0001252 | EP Reference Standard |
| ciprofloxacin | Sigma-Aldrich | 17850 | |
| moxifloxacin hydrochloride | Sigma-Aldrich | SML1581 | |
| linezolid | Toronto Research Chemicals | L466500 | |
| piperacillin sodium salt | Sigma-Aldrich | 93129 | |
| cefepime-13C12D3 sulfate | Alsachim | C1297 | Isotope labelled internal standard for cefepime |
| meropenem-D6 | Toronto Research Chemicals | M225617 | Isotope labelled internal standard for meropenem |
| ciprofloxacin-D8 | Toronto Research Chemicals | C482501 | Isotope labelled internal standard for ciprofloxacin |
| moxifloxacin-13C1D3 hydrochloride | Toronto Research Chemicals | M745003 | Isotope labelled internal standard for moxifloxacin |
| linezolid-D3 | Toronto Research Chemicals | L466502 | Isotope labelled internal standard for linezolid |
| piperacillin-D5 | Toronto Research Chemicals | P479952 | Isotope labelled internal standard for piperacillin |
| methanol | JT Baker | 8402 | |
| HPLC grade water | JT Baker | 4218 | |
| formic acid | Biosolve | 6914132 | |
| acetic acid | Biosolve | 1070501 | |
| ammonium formate | Sigma-Aldrich | 70221-25G-F | |
| tert-Butyl methyl ether | Merck | 101845 | |
| Fortis 3 μm C8 100 * 2.1 mm | Fortis | F08-020503 | |
| Ti-PEEK-encased Prifilter (2 μm) | Chromsystems | 15011 | |
| 2795 Alliance HPLC system | Waters | 176000491 | |
| Quattro micro API Tandem Quadrupole System | Waters | 720000338 | |
| QuanLynx 4.1 software | Waters | / | Data evaluation software provided by the mass spectrometer manufacturer |
References
- Fleischmann, C., et al. Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital-treated Sepsis. Current Estimates and Limitations. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 193 (3), 259-272 (2016).
- Dellinger, R. P., et al. Surviving Sepsis Campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock, 2012. Intensive Care Medicine. 39 (2), 165-228 (2013).
- Lodise, T. P., Drusano, G. L. Pharmacokinetics and pharmacodynamics: optimal antimicrobial therapy in the intensive care unit. Critical Care Clinics. 27 (1), 1-18 (2011).
- Macedo, R. S., Onita, J. H., Wille, M. P., Furtado, G. H. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of antimicrobial drugs in intensive care unit patients. Shock. 39, 24-28 (2013).
- Petersson, J., Giske, C. G., Eliasson, E. Standard dosing of piperacillin and meropenem fail to achieve adequate plasma concentrations in ICU patients. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 60 (10), 1425-1436 (2016).
- Abdul-Aziz, M. H., Lipman, J., Mouton, J. W., Hope, W. W., Roberts, J. A. Applying pharmacokinetic/pharmacodynamic principles in critically ill patients: optimizing efficacy and reducing resistance development. Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. 36 (1), 136-153 (2015).
- Imani, S., Buscher, H., Marriott, D., Gentili, S., Sandaradura, I. Too much of a good thing: a retrospective study of beta-lactam concentration-toxicity relationships. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 72 (10), 2891-2897 (2017).
- Ventola, C. L. The antibiotic resistance crisis: part 1: causes and threats. Pharmacy & Therapeutics. 40 (4), 277-283 (2015).
- Pulcini, C. Antibiotic stewardship: update and perspectives. Clinical Microbiology and Infection. 23 (11), 791-792 (2017).
- Cairns, K. A., et al. The impact of a multidisciplinary antimicrobial stewardship team on the timeliness of antimicrobial therapy in patients with positive blood cultures: a randomized controlled trial. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 71 (11), 3276-3283 (2016).
- Baur, D., et al. Effect of antibiotic stewardship on the incidence of infection and colonisation with antibiotic-resistant bacteria and Clostridium difficile infection: a systematic review and meta-analysis. Lancet Infectious Diseases. 17 (9), 990-1001 (2017).
- Roberts, J. A., Norris, R., Paterson, D. L., Martin, J. H. Therapeutic drug monitoring of antimicrobials. British Journal of Clinical Pharmacology. 73 (1), 27-36 (2012).
- Paal, M., Zoller, M., Schuster, C., Vogeser, M., Schutze, G. Simultaneous quantification of cefepime, meropenem, ciprofloxacin, moxifloxacin, linezolid and piperacillin in human serum using an isotope-dilution HPLC-MS/MS method. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 152, 102-110 (2018).
- Vogeser, M., Seger, C. Pitfalls associated with the use of liquid chromatography-tandem mass spectrometry in the clinical laboratory. Clinical Chemistry. 56 (8), 1234-1244 (2010).
- United States Pharmacopeia and National Formulary. Chapter <621>. CHROMATOGRAPHY (USP 37-NF 32 S1). , 6376-6385 (2014).
- Wong, G., Sime, F. B., Lipman, J., Roberts, J. A. How do we use therapeutic drug monitoring to improve outcomes from severe infections in critically ill patients?. BMC Infectious Diseases. 14, 288 (2014).
- . Cefepime hydrochloride: Highlights of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2016/050679s040lbl.pdf (2016)
- . Meropenem: Highlights of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2008/050706s022lbl.pdf (2006)
- . Ciprofloxacin hydrochloride: Highlights of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2016/019537s086lbl.pdf (2016)
- . Moxifloxacin hydrochloride: Highlights of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2010/021277s038lbl.pdf (2010)
- . Linezolid: Highlights of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2012/021130s028lbl.pdf (2011)
- . Piperacillin and Tazobactam: Highlighs of prescribing information Available from: https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/Label/2017/050684s88s89s90_050750s37s38s39lbl.pdf (2017)
- Zander, J., et al. Effects of biobanking conditions on six antibiotic substances in human serum assessed by a novel evaluation protocol. Clinical Chemistry and Laboratory. 54 (2), 265-274 (2016).
- Zander, J., et al. Quantification of piperacillin, tazobactam, cefepime, meropenem, ciprofloxacin and linezolid in serum using an isotope dilution UHPLC-MS/MS method with semi-automated sample preparation. Clinical Chemistry and Laboratory. 53 (5), 781-791 (2015).
