मल्टीप्लेक्स चिकित्सकीय दवा की निगरानी आइसोटोप द्वारा-कमजोर पड़ने HPLC-ms/गंभीर बीमारियों में एंटीबायोटिक दवाओं के एमएस/
Summary
यहाँ हम गहन देखभाल इकाइयों में अक्सर इस्तेमाल किया एंटीबायोटिक दवाओं के ठहराव के लिए एक मिलकर जन स्पेक्ट्रोमेट्री आधारित प्रोटोकॉल वर्तमान, अर्थात् cefepime, meropenem, ciprofloxacin, moxifloxacin, linezolid, और piperacillin.
Abstract
कई नैदानिक सुविधाओं में एंटीबायोटिक दवाओं के चिकित्सीय दवा की निगरानी के लिए एक बढ़ती मांग है, विशेष रूप से अस्पताल एंटीबायोटिक नेतृत्व कार्यक्रमों के कार्यांवयन के संबंध में ।
वर्तमान कार्य में, हम cefepime, meropenem, ciprofloxacin, moxifloxacin, linezolid, और piperacillin के ठहराव के लिए एक मल्टीप्लेक्स उच्च-प्रदर्शन लिक्विड क्रोमैटोग्राफी-मिलकर मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एचपीसीएल-ms/ms) प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं, सामांयतः गहन देखभाल इकाइयों में एंटीबायोटिक दवाओं । विधि पहले व्यापक यूरोपीय दवाओं एजेंसी के दिशानिर्देश के अनुसार मांय किया गया था ।
एक तेजी से नमूना सफाई के बाद, analytes 4 मिनट के भीतर एक C8 रिवर्स चरण HPLC स्तंभ पर अलग कर रहे हैं और इसी स्थिर आइसोटोप के साथ quantified-electrospray ionization में आंतरिक मानकों लेबल (ईएसआई +) जन स्पेक्ट्रोमेट्री में कई प्रतिक्रिया समय निगरानी (MRM) । प्रस्तुत विधि वर्दी क्रोमेटोग्राफिक शर्तों के साथ एक सरल इंस्ट्रूमेंटेशन सेटिंग का उपयोग करता है, नैदानिक प्रयोगशालाओं में दैनिक और मजबूत एंटीबायोटिक चिकित्सकीय दवा की निगरानी के लिए अनुमति देता है । अंशांकन वक्र pharmacokinetic एकाग्रता सीमा तक फैला है, जिससे एंटीबायोटिक मात्रा अतिसंवेदनशील बैक्टीरिया और पीक सांद्रता (सीअधिकतम) है कि बोल्स के साथ प्राप्त कर रहे है की ंयूनतम निरोधात्मक एकाग्रता (MIC) के करीब शामिल प्रशासन परहेजों । नमूना सफाई से पहले सीरम कमजोर पड़ने की आवश्यकता के बिना, एक प्रशासित एंटीबायोटिक के लिए वक्र के तहत क्षेत्र में कई माप के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है ।
Introduction
हालांकि एंटीबायोटिक दवाओं के अभ्यास में क्रांति ला दिया है, गंभीर जीवाणु संक्रमण रुग्णता और गंभीर बीमारियों में मृत्यु का एक प्रमुख कारण रहता है1। इस संबंध में, एक उपयुक्त विरोधी के त्वरित प्रशासन एक पर्याप्त खुराक में संक्रामक रोग नियंत्रण2के लिए ऊपरवाला महत्व का है.
सबूत के एक बढ़ती शरीर दर्शाता है कि व्यापक स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक दवाओं के साथ अनुभवजंय उपचार रोगी आबादी की जटिलता के साथ तेजी से समस्याग्रस्त होता जा रहा है । यह गहन देखभाल इकाइयों के लिए विशेष रूप से सच है (आईसीयू), जहां कुंजी pharmacokinetic (PK) पैरामीटर की एक जबरदस्त अंतर-व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता अक्सर3,4मनाया जाता है । तदनुसार, आईसीयू रोगियों उप चिकित्सकीय स्तर के आसंन जोखिम पर एक अपर्याप्त चिकित्सकीय सफलता5,6के खतरे के साथ कर रहे हैं । तो फिर, रोगियों को अनावश्यक रूप से अधिक उच्च एंटीबायोटिक सांद्रता कि कोई नैदानिक लाभ7के साथ गंभीर प्रतिकूल घटनाओं में परिणाम हो सकता है उजागर कर रहे हैं । दोनों एंटीबायोटिक दुरुपयोग और अपर्याप्त खुराक भी एंटीबायोटिक प्रतिरोध का प्रसार है, जो एक कभी बढ़ती जनता के स्वास्थ्य के लिए खतरा बन रहा है ईंधन है8।
एंटीबायोटिक दवाओं के उपयोग में सुधार करने के लिए और उनके effectivenessas लंबे समय के रूप में संभव बनाए रखने के लिए, विश्व स्वास्थ्य संगठन २०१५9में रोगाणुरोधी प्रतिरोध पर एक वैश्विक कार्य योजना शुरू की है । एंटीबायोटिक नेतृत्व कार्यक्रम राष्ट्रीय सार्वजनिक स्वास्थ्य रणनीतियों10में विवेकपूर्ण रोगाणुरोधी उपयोग की एक अनिवार्य आधारशिला का गठन, चिकित्सकों की मदद करने के लिए रोगी की देखभाल की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए11 और, एक ही समय में, काफी एंटीबायोटिक प्रतिरोध को कम करने12. चिकित्सकीय दवा की निगरानी (TDM) के आवेदन के माध्यम से व्यक्तिगत रोगियों में रोगाणुरोधी खुराक13इस संदर्भ में एक महत्वपूर्ण साधन है.
तारीख करने के लिए, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध TDM परख glycopeptide एंटीबायोटिक दवाओं और एमिनोग्लीकोसाइड्स के लिए ही उपलब्ध हैं । अंय वर्गों से पदार्थों की ठहराव सामांयतः एक में घर विधि विकास या मांयता है कि बोझिल हो सकता है की आवश्यकता है । हम, इसलिए, विस्तार से वर्तमान में एक मजबूत मास स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए प्रोटोकॉल परख है कि उनके नैदानिक प्रासंगिक एकाग्रता के भीतर आईसीयू में सबसे अधिक प्रासंगिक एंटीबायोटिक दवाओं के ठहराव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है14पर्वतमाला । विधि हाल ही में हमारे जन स्पेक्ट्रोमेट्री सुविधा में स्थापित किया गया था और तब से आईसीयू में रूटीन TDM के लिए आवेदन किया गया है । प्रक्रिया एक समान नमूना सफाई के साथ एक सीधा और सरल विश्लेषणात्मक सेटिंग का उपयोग करता है, जन स्पेक्ट्रोमेट्री क्षमताओं के साथ कई सुविधाओं में एंटीबायोटिक TDM के तेजी से लागू करने के लिए अनुमति देता है ।
प्रोटोकॉल यहां वर्णित cefepime, meropenem, ciprofloxacin, moxifloxacin, linezolid, और मानव सीरम में piperacillin के ठहराव के लिए अनुकूलित किया गया था, आइसोटोप कमजोर पड़ने तरल क्रोमैटोग्राफी (नियंत्रण रेखा के साथ संयोजन में) का उपयोग कर एक मिलकर जन स्पेक्ट्रोमेट्री (ms/ आइसोटोप कमजोर पड़ने के लिए-ms/एमएस पद्धति, स्थिर आइसोटोप-लेबल यौगिकों एक विशिष्ट मैट्रिक्स (जैसे, सीरम) के साथ ब्याज का एक नमूना करने के लिए जोड़ रहे हैं. आइसोटोप-लेबल मानकों उनके unlabel्ड समकक्ष से प्रतिष्ठित किया जा सकता है, अर्थात् ब्याज की analyte, प्राकृतिक अणु के विभिन्न आणविक भार और उनके विखंडन उत्पादों के कारण, एक माता-पिता आयन-बेटी आयन संक्रमण का कार्यकाल. के रूप में आइसोटोप-लेबल यौगिकों एक लगभग समान समग्र भौतिक व्यवहार उनके unlabel्ड समकक्ष की तुलना में है, वे के लिए आदर्श आंतरिक मानक है एमएस/ms, एक उच्च डिग्री के साथ एक लगभग मैट्रिक्स-स्वतंत्र analyte ठहराव की अनुमति सटीकता15. आजकल, कई स्थिर आइसोटोप-लेबल आंतरिक मानकों कि छोटे अणु ठहराव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता, रोगाणुरोधी के TDM सहित, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं.
वर्णित प्रोटोकॉल में एंटीबायोटिक analytes के क्रोमेटोग्राफिक जुदाई एक विश्लेषणात्मक C8 alkyl-श्रृंखला-लंबाई रिवर्स चरण कॉलम (१०० मिमी x २.१ मिमी, 3 µm कण-आकार) के साथ किया जाता है । विधि के विकास के दौरान, सभी analytes के लिए आंतरिक मानक सामान्यीकृत मैट्रिक्स कारक ९४.६% और १०५.४% के बीच था, ≤ ८.३%14के रूपांतर के गुणांक के साथ ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पांडुलिपि में, हम आईसीयू19में अक्सर इस्तेमाल किया एंटीबायोटिक दवाओं के ठहराव के लिए एक सरल और मजबूत मिलकर जन स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित विधि के लिए प्रोटोकॉल की रिपोर्ट, अर्थात् cefepime, meropenem, ciprofloxacin…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक डॉ Schütze प्रस्तुत विधि और उचित अंशांकन रेंज के बारे में मूल्यवान इनपुट के लिए डॉ प्रर्दशित की स्थापना के साथ उनकी मदद के लिए धंयवाद । लेखक जन स्पेक्ट्रोमेट्री सुविधा के तकनीकी कर्मचारियों को भी स्वीकार करते हैं ।
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).
