5.1 Farmakodynamika
Grupa farmakoterapeutyczna: Antybiotyki aminoglikozydowe przeciwbakteryjne; Inne aminoglikozydy Kod ATC: J01GB03
Mechanizm działania Mechanizm działania gentamycyny polega na zaburzeniu biosyntezy białka w rybosomach bakteryjnych poprzez interakcję z rRNA, a następnie na zahamowaniu translacji. Prowadzi to do działania bakteriobójczego. Gentamycyna ma właściwości bakteriobójcze i wykazuje silniejsze działanie przeciwbakteryjne niż streptomycyna, neomycyna lub kanamycyna.
Zasadniczo gentamycyna jest aktywna wobec wielu bakterii tlenowych Gram-ujemnych i niektórych bakterii tlenowych Gram-dodatnich. Gentamycyna nie wykazuje aktywności wobec grzybów, wirusów ani większości bakterii beztlenowych.
Zależności farmakokinetyczno-farmakodynamiczne
Skuteczność zależy w dużej mierze od stosunku między maksymalnym stężeniem w osoczu (Cmax) i minimalnym stężeniem hamującym (MIC) wzrost danego drobnoustroju.
Mechanizm oporności Oporność na gentamycynę może opierać się na następujących mechanizmach:
- Inaktywacja enzymatyczna: Enzymatyczne modyfikacje cząsteczek aminoglikozydów są najczęstszym mechanizmem oporności. Odpowiedzialne są za to acetylotransferazy, fosfotransferazy lub nukleotydylowe transfery, z których większość jest kodowana przez plazmid.
- Osłabienie penetracji i aktywnego wypływu: Te mechanizmy oporności dotyczą głównie Pseudomonas aeruginosa.
- Zmiana w strukturze docelowej: przyczyną oporności są modyfikacje w obrębie rybosomów. Występują one w wyniku mutacji lub tworzenia metylotransferaz.
W przypadku gentamycyny występuje w dużej mierze oporność krzyżowa z innymi antybiotykami aminoglikozydowymi.
Wartości graniczne
Gentamycyna jest badana przy użyciu standardowych serii rozcieńczeń. Ustalono następujące minimalne stężenia hamujące dla wrażliwych i opornych organizmów:
Wartości graniczne określone przez EUCAST (Europejski Komitet ds. Oznaczania Lekowrażliwości) (wersja 12.0, 2022-01-01)/ (European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing) breakpoints (version 12.0, 2022-01-01):
| Drobnoustrój |
Wrażliwy |
Oporny |
| Enterobakterie (zakażenia ogólnoustrojowe) 1 |
≤ 2 mg/L |
> 2 mg/L |
| Enterobakterie (zakażenia wywodzące się z układu moczowego) |
≤ 2 mg/L |
> 2 mg/L |
| Acinetobacter spp. (zakażenia ogólnoustrojowe) 1 |
≤ 4 mg/Ll |
> 4 mg/L |
| Acinetobacter spp. (zakażenia wywodzące się z układu moczowego) |
≤ 4 mg / L |
> 4 mg /L |
| Staphylococcus aureus |
≤ 2 mg/L |
> 2 mg/L |
| Gronkowce koagulazo-ujemne |
≤ 2 mg/L |
> 2 mg/L |
| Enterococcus spp. (należy wykonać badanie w kierunku oporności wysokiego stopnia na aminoglikozydy) |
Komentarz2 |
Komentarz2 |
| paciorkowce z grupy Streptococcus viridans (należy wykonać badanie w kierunku oporności wysokiego stopnia na aminoglikozydy) |
Komentarz2 |
Komentarz2 |
| Wartości graniczne PK/PD (niezwiązane z żadnym gatunkiem) |
≤ 0,5 mg/L |
> 0,5 mg/L |
1 W przypadku zakażeń ogólnoustrojowych aminoglikozydy muszą być stosowane w skojarzeniu
z innym aktywnym leczeniem. W takiej sytuacji wartość graniczną/ECOFF w nawiasach można wykorzystać do rozróżnienia organizmów z nabytymi mechanizmami oporności i bez takich mechanizmów. W przypadku izolatów bez mechanizmów oporności na wyniku należy zamieścić komentarz: „Aminoglikozydy są często podawane w skojarzeniu z innymi lekami, by wspomóc działanie danego aminoglikozydu lub poszerzyć spektrum leczenia. W przypadku zakażeń ogólnoustrojowych leczenie aminoglikozydem należy wspomóc innym aktywnym leczeniem.” Więcej informacji, patrz http://www.eucast.org/guidance_documents/.
2 Gentamycyna może być stosowana do badań przesiewowych w kierunku oporności wysokiego
stopnia na aminoglikozydy (ang. high-level aminoglycoside resistance, HLAR). Wynik ujemny: Izolaty z MIC gentamycyny ≤128 mg/L lub strefą zahamowania wzrostu o średnicy ≥ 8 mm. Izolat jest szczepem dzikim względem gentamycyny i wykazuje oporność naturalną niskiego stopnia. W przypadku innych aminoglikozydów może nie mieć to zastosowania. Można spodziewać się działania synergicznego z penicylinami lub glikopeptydami, jeśli izolat wykazuje wrażliwość na penicylinę lub glikopeptyd. Wynik dodatni: Izolaty z MIC gentamycyny >128 mg/L lub strefą zahamowania wzrostu < 8 mm. Izolat jest wysoce oporny na gentamycynę i inne aminoglikozydy, z wyjątkiem streptomycyny, która w razie potrzeby musi być badana oddzielnie. Nie będzie synergii z penicylinami czy glikopeptydami.
Częstość występowania oporności nabytej
Częstość występowania oporności nabytej poszczególnych gatunków drobnoustrojów może różnić się w zależności od rejonu geograficznego oraz zmieniać się w czasie. Stąd też niezbędne jest uzyskanie informacji o występującej lokalnie oporności, szczególnie w celu odpowiedniego leczenia ciężkich zakażeń. W razie konieczności, gdy lokalna częstość występowania oporności sprawia, że skuteczność gentamycyny jest wątpliwa, należy zasięgnąć porady specjalisty. Szczególnie w przypadku ciężkich zakażeń lub niepowodzenia leczenia należy przeprowadzić diagnostykę mikrobiologiczną, w tym wykryć drobnoustrój i ustalić jego wrażliwość na gentamycynę.
Gatunki zwykle wrażliwe Drobnoustroje tlenowe Gram-dodatnie Staphylococcus aureus Staphylococcus saprophyticus°
Drobnoustroje tlenowe Gram-ujemne Acinetobacter pittii Citrobacter freundii Enterobacter aerogenes Enterobacter cloacae Escherichia coli# Klebsiella oxytoca Klebsiella pneumoniae Proteus vulgaris Proteus mirabilis Salmonella enterica Serratia liquefaciens° Serratia marcescens
Drobnoustroje, w przypadku których może wystąpić problem oporności nabytej Drobnoustroje tlenowe Gram-dodatnie Staphylococcus epidermidis+ Staphylococcus haemolyticus+ Staphylococcus hominis
Drobnoustroje tlenowe Gram-ujemne Acinetobacter baumannii Morganella morganii Pseudomonas aeruginosa
Drobnoustroje o oporności naturalnej Drobnoustroje tlenowe Gram-dodatnie Enterococcus spp.§ Streptococcus spp.§ Drobnoustroje tlenowe Gram-ujemne Burkholderia cepacia Legionella pneumophila Stenotrophomonas maltophilia
Drobnoustroje beztlenowe Bacteroides spp. Clostridioides difficile Inne Chlamydia spp. Chlamydophila spp. Mycoplasma spp. Ureaplasma urealyticum
° W momencie publikacji tabeli nie było dostępnych aktualnych danych. Podstawowa literatura, standardowe piśmiennictwo i zalecenia terapeutyczne zakładają wrażliwość. + Co najmniej jeden region wykazuje współczynnik oporności powyżej 50%.
§ Potwierdzone działanie kliniczne w skojarzeniu z penicyliną w leczeniu zapalenia wsierdzia wywołanego przez enterokoki i paciorkowce, jeśli nie występuje oporność wysokiego stopnia (enterokoki). # Współczynnik oporności na oddziałach intensywnej opieki medycznej wynosi ≥10%.
5.2 Farmakokinetyka
Wchłanianie
Jak w przypadku wszystkich antybiotyków aminoglikozydowych, gentamycyna po podaniu doustnym praktycznie nie wchłania się przez zdrową błonę śluzową jelit. Dlatego przeznaczona jest do podawania pozajelitowego, tzn. dożylnego lub domięśniowego.
Po podaniu domięśniowym 1 mg/kg masy ciała średnie maksymalne stężenie gentamycyny osiąga od 3,5 do 6,4 mg/L po 30–60 minutach. Po krótkiej infuzji dożylnej trwającej 15-30 minut stężenie w surowicy po jednej godzinie osiąga podobne wartości co stężenie w surowicy obserwowane po podaniu domięśniowym.
Terapeutyczne stężenia w surowicy zwykle mieszczą się w przedziale od 2 do 8 mg/L. Nie należy przekraczać maksymalnego stężenia w surowicy wynoszącego 10-12 mg/L podczas konwencjonalnego podawania, kilka razy na dobę. U pacjentów podczas konwencjonalnego podawania, kilka razy na dobę, przed ponownym podaniem stężenie w surowicy powinno spaść poniżej 2 mg/L. W przypadku podawania raz na dobę stężenie minimalne powinno wynosić poniżej 1 mg/L.
Dystrybucja
Objętość dystrybucji gentamycyny jest w przybliżeniu równa objętości wody pozakomórkowej. U noworodków woda stanowi do 70–75 % masy ciała, a u dorosłych 50–55%. Przedział wody pozakomórkowej u noworodków jest większy (40% masy ciała w porównaniu z 25% masy ciała u dorosłych). Dlatego objętość dystrybucji gentamycyny na kilogram masy ciała zmniejsza się wraz z wiekiem od 0,5 do 0,7 L/kg u wcześniaków do 0,25 L/kg u młodzieży. Większa objętość dystrybucji na kg masy ciała u noworodków oznacza, że w celu uzyskania odpowiedniego stężenia maksymalnego we krwi należy podać większą dawkę na kilogram masy ciała.
W wyniku dystrybucji gentamycyny do poszczególnych narządów występują zmienne wartości stężenia w tkankach, przy czym największe stężenie występuje w tkance nerek. Mniejsze stężenie stwierdza się w wątrobie i pęcherzyku żółciowym, płucach i śledzionie. Gentamycyna nie jest wykrywalna w tkance mózgowej ani tkance nerwowej po podaniu pozajelitowym i nie wykrywa się żadnego jej stężenia w kościach w przypadku krótkotrwałego leczenia. Gentamycyna nie przenika do gruczołu krokowego.
Po wielokrotnym wstrzykiwaniu gentamycyny około 50% wartości stężenia osiąganego w osoczu jest oznaczane w płynie maziowym, opłucnowym, osierdziowym i otrzewnowym. Przenikanie gentamycyny do płynu mózgowo-rdzeniowego jest minimalne, nawet jeśli występuje stan zapalny opon mózgowo-rdzeniowych (do 20% stężenia w osoczu).
Gentamycyna przenika przez łożysko. Stężenie u płodu może wynosić 30% stężenia w osoczu matki. Niewielkie ilości gentamycyny przenikają do mleka ludzkiego (gdzie stężenie stanowi 1/3 stężenia stwierdzanego w osoczu matki).
Wiązanie z białkami osocza: mnie niż 10%.
Donoszono o wchłanianiu systemowym gentamycyny i innych aminoglikozydów po zastosowaniu miejscowym na skórę i oparzenia oraz po zakropleniu do ran, jam ciała i stawów i po ich przepłukaniu.
Metabolizm i eliminacja
Gentamycyna nie jest metabolizowana w organizmie, ale jest wydalana w postaci niezmienionej substancji czynnej mikrobiologicznie, głównie przez nerki poprzez filtrację kłębuszkową. U pacjentów z prawidłową czynnością nerek okres półtrwania w fazie eliminacji wynosi około 2–3 godziny.
Stała szybkości eliminacji wynosi: 1. 0,02 godz.-1 u pacjentów z bezmoczem* 2. 0,30 godz.-1 prawidłowa
- Dlatego też u pacjentów z bezmoczem należy zachować ostrożność po podaniu zwykle stosowanej dawki początkowej, przy czym podanie jakiekolwiek kolejnej dawki należy zmniejszyć odpowiednio do stężeń gentamycyny w osoczu.
U noworodków szybkość eliminacji jest zmniejszona z powodu niedojrzałej czynności nerek. Okres półtrwania w fazie eliminacji wynosi średnio około 8 godzin u noworodków w wieku ciążowym 26-34 tygodni i 6,7 godzin u noworodków w wieku ciążowym 35–37 tygodni. Odpowiednio wartości klirensu zwiększają się od około 0,05 l/godz. u noworodków w wieku ciążowym 27 tygodni do 0,2 l/godz. U noworodków w wieku ciążowym 40 tygodni.
Gentamycyna kumuluje się w komórkach cewek kory nerek. Końcowy okres półtrwania wynoszący 100–150 godzin wynika z uwolnienia gentamycyny z tego głębokiego kompartmentu.
Eliminacja następuje niezależnie od dawki. Znacznie powyżej 90% substancji jest wydalane przez nerki. Tylko około 2% podanej dawki jest wydalane pozanerkowo u pacjentów z prawidłową czynnością nerek. Klirens całkowity wynosi około 0,73 mL/min-1/kg-1. Stężenie w żółci jest zazwyczaj małe, co oznacza niewielką eliminację z żółcią.
W przypadku zaburzeń czynności nerek okres półtrwania w fazie eliminacji jest przedłużony w zależności od stopnia zaburzenia nerek. Utrzymanie zwykle stosowanego schematu dawkowania prowadzi do kumulacji leku. Gentamycyna jest całkowicie dializowalna.
Podczas hemodializy pozaustrojowej, w zależności od czasu trwania dializy, 50-80% gentamycyny jest usuwane z surowicy. Dializa otrzewnowa jest również możliwa; w tym przypadku okres półtrwania w fazie eliminacji wynosi od 12,5 do 28,5 godziny.
5.3 Przedkliniczne dane o bezpieczeństwie
Toksyczność przewlekła W badaniach toksyczności przewlekłej (podanie domięśniowe) przeprowadzonych na różnych gatunkach zwierząt obserwowano działanie nefrotoksyczne i ototoksyczne podczas stosowania dużych dawek.
Potencjalne działanie mutagenne i rakotwórcze Gentamycyna nie wykazała potencjalnego działania mutagennego w różnych środowiskach testowych (in vitro i in vivo).
Nie przeprowadzono długoterminowych badań na zwierzętach dotyczących potencjalnego działania rakotwórczego gentamycyny.
Toksyczny wpływ na rozród W przypadku antybiotyków z klasy aminoglikozydów istnieje potencjalne ryzyko uszkodzenia ucha wewnętrznego i nerek u płodu. Istnieją doniesienia o uszkodzeniu nerek płodów u szczurów i świnek morskich po leczeniu matek gentamycyną.
Zaburzenia płodności Gentamycyna wykazywała negatywny wpływ na parametry nasienia i powodowała apoptozę w obrębie jąder u szczurów.