Concentrations critiques CA-SFM/ EUCAST et AFSSAPS · I/. Méthode de référence de détermination...

Concentrations critiques

CA-SFM/ EUCAST et AFSSAPS

L. Dubreuil

Sept 2014

I/. Méthode de référence de détermination de la CMI : a/. Dilution en milieu liquide : macrométhode

Croissance visible dans les tubes témoins (sans antibiotique) et concentrations 0,25, 0,5 et 1 mg/L

CMI

I/. Méthode de référence de détermination de la CMI : a/.Dilution en milieu liquide : microméthode

Lecture basée sur une réaction d’acidification (virage au jaune de l’indicateur de pH, rouge de phénol)

Appareil de Steers (CMI)

I/. Méthode de référence de détermination de la CMI : b/. Dilution en milieu solide gélosé

Antibiotique A

CONCENTRATION: 1mg/L

CONCENTRATION: 64 mg/L

CONCENTRATION: 512m/L

X

II/. Méthode de Diffusion = Méthode des disques

Diffusion de l’antibiotique à partir du disque, posé sur la gélose, préalablement ensemencée par la souche à tester

B. fragilis metronidazole S-R

Amoxicillin Amoxi-clav Ticarcillin Ticar-clav Piperacillin Piper-tazo Cefalotin Cefotetan Cefotaxime Ceftazidime Cefepime Imipenem Nalidixic acid Pefloxacin Ciprofloxacin

Reading Interpretation

R R R R R S I S S S S S R I S

ß-lactam : TRI

R R R R R I I S S S S S R I S

L’expérimentateur mesure le diamètre de la zone d’inhibition, qui, reportée sur la courbe de concordance donne la valeur de la CMI

Bandelette imprégnée d’un gradient préformé d’antibiotique

Méthode Etest®

AMX CTX

GEN

KAN

VA TEC OFX OX

RA SXT C TE

P

E PT FOS

S. pneumoniae CMI AMX

Société Française de Microbiologie Sections des Agents Antimicrobiens

Comité de l’Antibiogramme

Présidents d’Honneur : Y.A. Chabbert, R. Cluzel Coordonnateur : C.J. Soussy Secrétaire : L. Dubreuil Membres : J.D. Cavallo, H. Chardon, C. Chidiac, P. Choutet, P. Courvalin, H. Dabernat, H. Drugeon, F. Goldstein, V. Jarlier, R. Leclercq, M.H. Nicolas-Chanoine, A. Philippon, C. Quentin, B. Rouveix, J. Sirot

Recommandations publiées annuellement et disponibles sur le site : http://www.sfm.asso.fr

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

Titre

At the begining was the CA-SFM We had a document for disk diffusion test methodology breakpoints and corresponding diameters of inhibition zones same presentation of the document expert rules

Catégories thérapeutiques définies par le Comité de l’Antibiogramme de la Société Française de

Microbiologie

• SENSIBLE : CMI < c = concentration critique inférieure (c)

Bonne probabilité de succès thérapeutique Traitement à dose habituelle par voie générale • INTERMEDIAIRE : c < CMI < C = Concentration

critique supérieure Issue thérapeutique imprévisible • RESISTANT Probabilité de succès thérapeutique très faible ou

nulle

Concentration sérique pondérée disponible (CD)

C max + C t1/2 + C 4h

3 CD = x (1 – k) 3 C max = 1/3 du pic de concentration sérique

3 C t1/2 = concentration restant dans le sérum après une demi-vie

C 4h = concentration disponible pendant 4 heures k = pourcentage de liaison aux protéines circulantes (si > 75%)

Paramètres pharmacocinétiques (1)

CMI

Q I = Cmax au pic/CMI

ASIC = ASC/CMI

T > CMI

Concentration sanguine de l ’antibiotique

Temps en heures

Paramètres pharmacocinétiques (2)

CMI T > CMI

T > CMI

Concentration sanguine de l ’antibiotique

Temps en heures 24 12 9,6

40% de 24 h = 9,6 h

Paramètres pharmacocinétiques (3)

CMI

T1

T > CMI = T1 + T2 + T3

T 2 T 3

T > CMI

Concentration sanguine de l ’antibiotique

Temps en heures

Con

cent

ratio

ns

100

5

10

12 18 24

CMI = 5

CMI = 1

T > CMI = 10 h = 42 % T > CMI = 20 h = 83 %

PARAMETRE T > CMI

Con

cent

ratio

ns

100

5

10

12 24

CMI = 5

CMI = 2

PARAMETRE ASIC = ASC/CMI

2 ASC/2

ASC/5

Log ufc/poumon a 24h

T>CMI (%)

AUIC ou QImax

100 0

5

10

Pneumonies/K. pneumoniae/Souris/ Cefotaxime

Craig WA, CID, 1998

14/03/2015 30

EUCAST The EUCAST steering committee Chairman Gunnar Kahlmeter (2011) Scientific secretary, Derek Brown (2011) Clinical Data Coordinator Rafael Canton (2011) BSAC (The UK), Alasdair MacGowan (2011) CA-SFM (France), Claude-James Soussy / Luc Dubreuil (2011) CRG (The Netherlands) Johan Mouton (2011) DIN (Germany), Arne Rodloff (2011) NWGA (Norway), Martin Steinbakk (2011) SRGA (Sweden), Christian Giske (2011) EUCAST rep 1, Paul Tulkens (ISC), (2010) EUCAST rep 2, Antti Hakanen (Finland), (2010)

Institut für Medizinische Mikrobiologie und Infektionsepidemiologie

The EUCAST Anaerobe Subcommittee

The EUCAST Anaerobe Subcommittee is a joint project between EUCAST and ESGARAB: The subcommittee is chaired by Arne Rodloff (EUCAST and ESGARAB) and include Luc Dubreuil (France) and Elizabeth Nagy (Hungary). The committee has conducts its work via email. The remit of the subcommittee agreed with ESGARAB is to:

14/03/2015 32

EUCAST

Définir les concentrations critiques (breakpoints) les diamètres critiques ( méthode de diffusion) Lecture interprétative (expert rules) Méthodologie AST Etc..

- On appelle méthode de Monte-Carlo toute méthode visant à calculer une valeur numérique et utilisant des procédés aléatoires, c. à. d. des techniques probabilistes.

- Développée lors de la IId guerre mondiale par von Neumann et Ulam pour mettre au point la bombe atomique.

- Pourquoi Monte-Carlo ? Car les meilleures suites de nombres aléatoires sont données par la roulette des casinos…!

Simulation de Monte-Carlo adaptée à la microbiologie et la pharmacologie clinique – Principe

1. Inventer des CMI et des ASC aléatoires à l’aide de fonctions de probabilité.

2. Des milliers d’estimations ponctuelles peuvent ainsi être faites. Leur probabilité en est déterminée.

3. Tout les rapports ASC/CMI probables sont générés et la probabilité de les atteindre est calculée.

(traduit de Drusano, 2003)

Monte Carlo simulation Procedure for setting clinical breakpoints

Integrated approach of population PKs and microbiologic susceptibility information.

1.to calculate target attainment rates (TAR) (for probability of achieving a specific PD indice value) for various values of the PK-PD index.

2. the attainment rates are then plotted against the MICs.

Levofloxacin breakpoint determination for S. pneumoniae (Ambrose and Grasela, Diag. Microbiol Infect Dis 2000, 38, 151-157)

Step 1 : population PK model

Levo PK data were obtained from 172 acutely ill patients 500mg x 2 i.v. AUC probability distribution

Levo MICs were obtained from 1977 S. pneumoniae clinical isolates (SENTRY program) MIC probability distribution

0 100 200 300 400 500

AUC (mg – h/L)

Prob

abili

ty

.042 .032 0.21 0.11 .000

Approximate Marginal Density Pr

obab

ility

MIC (mg/L)

MCS. TARs for three dosing regimens and four targets

BAL9141

(mg/L)

TARs for 3 dosing regimens and 4 targets T>MIC (%)

500mg every 12h 500mg every 8h 750mg every 12h

30 40 50 60 30 40 50 60 30 40 50 60

0.5 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

1 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

2 100 100 100 72 100 100 100 100 100 100 100 99

4 100 59 1 0 100 100 99 79 100 100 78 15

8 0 0 0 80 13 0 0 69 3 0 0

Use of Monte-Carlo simulations to select therapeutic doses and provisional breakpoints of BAL9141 (C3G)

(Mouton JW et al. AAC, 2004, 48, 1713-1718)

0.25 0.5 1 2 4 8 16 32 640

20

40

60

80

100

1 gr q8h500 mg q8h

MIC mg/L

%fT

>MIC

Fig 3

TAR Target attainment Ratio for patients Antibiotic X

http://www.eucast.org clinical breakpoints, rationale document

Piperacillin T> MIC attainment rates 4G 8 hourly

MIC target attainment (rate at T > MIC of) %

30 40 50 60

64 0 0 0 0

32 60.5 2.4 0 0

16 74.5 13.3 0 0

8 100 99.4 81.4 28.4

4 100 100 99.3 85.3

A T> MIC of 40-50% suggest a pharmacodynamic breakpoint of S ≤ 4-8 mg/L

PIPERACILLIN 12g/day

Piperacillin attainment rates 3G 4 or 6 hourly

MIC target attainment (rate at T > MIC of) %

4h 6h 4h 6h Turnidge & hospital patients

32 60 7 65 25

16 100 57 95 70

8 100 99 100 95

4 100 100 100 100

MIC with 90% TAR

16 8 16 8

Piperacillin 18g and 12g

Simulated Target Attainment Data

Thus a dose of 2000mg CAZ/500mg NXL104 given as a 2h infusion is intended for Phase 3

*CT=1

CAZ MIC (µg/ml)

500mg CAZ/125mg NXL104 30-min infusion (Phase 2 cUTI dose) 50% T>MIC & T>*CT

2000mg CAZ/500mg NXL104 30-min infusion (Phase 2 cIAI dose) 50% T>MIC & T>*CT

2000mg CAZ/500mg NXL104 2-h infusion (Proposed Phase 3 dose) 50% T>MIC & T>*CT

0.125 55.6 86.3 96.1 0.25 55.6 86.3 96.1 0.5 55.6 86.3 96.1 1 55.4 86.3 96.1 2 51.9 86.3 96.1 4 31.8 86 96 8 5 78.8 92.1 16 0 41.9 57.1 32 0 5.9 8.6

4. Using available PK/PD data, Monte Carlo simulations are performed and a tentative breakpoint calculated

”Minimum requirement for S-category” is that the high MIC value of the wild type MIC-

distribution is consistent with the MIC derived from the PK/PD index needed for optimal

efficacy based on free drug”.

EUCAST philosophy

Breakpoint may not overpass the Monte carlo simulation breakpoint

Lower breakpoint may as close as possible of the epidemiological cutt-off

Tentative breakpoints are checked against target species wild type MIC distributions to avoid splitting the wild type

N S S

N

N +

O O

N N

S N

N H 2

N

O

S

C H 3

O

O

Prodrug:

Active metabolite: ceftaroline

N S O

S

N

N +

O O

N N

S N

N

N

O

P

O

O

O S

C H 3

O

Ceftaroline Fosamil Administered as Prodrug

Potent bactericidal activity

Rapid transformation in plasma

47

Concentration critique ceftaroline

• Posologie : 600mg bid • S. aureus choix difficile pour le breakpoint de

sensibilité ou de résistance pour les MRSA.

• Astra Zeneca veut 2 mg/L, la FDA 1 mg/L

Methicillin-susceptible S. aureus

49

Methicillin-resistant S. aureus

50

Coagulase-negative staphylococci

51

PK/PD target based on pre-clinical studies

52

Organism (N)

%T>MIC

Stasis 1 log kill 2 log kill

Staphylococcus aureus (N=4) 26 (15-36) 35 (18-44) 51 (23-56)

Streptococcus pneumoniae (N=5) 35 (29-52) 44 (33-59) 51 (36-64)

Enterobacteriaceae* (N=5) 32 (15-37) 44 (24-57) 53 (50-58)+

Median (min-max range) of the PK/PD target based on in vivo efficacy of Ceftaroline in the murine thigh and lung* infection models

Study P0903-M-003 (2004); Andes and Craig, (2006) AAC 50: 1376-1383

+ N=3

53

Target attainment for patients with cSSTI with PK/PD target defined by the median value of the pre-clinical in murine thigh infection model

Target attainment simulations

S. aureus 26% T>MIC (bacterial stasis) supports a PK/PD target of 2 mg/L

cSSTI: clinical & microbiological success by MIC

MIC (mg/L)

S. aureus (all) n/N(%)

MRSA n/N(%)

MSSA n/N(%)

β Streptococci n/N(%)

≤0.004 - - - 64/64 (100.0) 0.008 - - - 18/19 (94.7)

0.015 - - - 12/12 (100.0) 11/12 (91.7)

0.03 - - - 5/5 (100.0) 0.06 3/3 (100.0) - 3/3 (100.0) -

0.12 72/79 (91.1) 73/79 (92.4)

- 72/79 (91.1) 73/79 (92.4)

-

0.25 148/156 (94.9) 149/156 (95.5)

18/18 (100.0) 130/138 (94.2) 131/138 (94.9)

-

0.5 102/109 (93.6) 101/108 (93.5) 1/1 (100.0) - 1 11/11 (100.0) 11/11 (100.0) - - 2 2/4 (50.0) 2/4 (50.0) -

Total* 338/362 (93.4) 340/362 (93.9)

132/141 (93.6) 206/221 (93.2) 208/221 (94.1)

99/100 (99.0) 98/100 (98.0)

Combined Studies P903-06 and P903-07: Gram-positive pathogens

54

Microbiological success n/N(%), Clinical or clinical and microbiological success n/N(%) (per isolate response, not per patient) *For isolates with susceptibility results available

Concentration critique ceftaroline

Trois propositions sont faites: • Soit le concept d’activité sur les MRSA est faux auquel cas

le breakpoint est 0,5 mg/L (Si on compare les CMI de l'oxacilline (breakpoint 2mg/L

pour oxacilline correspond à à 0, 5mg/L pour la ceftaroline) . • Soit sur la base des Pk /PD on choisit 1 mg/L, dans ce cas

on coupe la population MRSA en plein milieu de la distribution des CMI

• Soit on monte jusque 2 mg/L pour englober la population MRSA homogène de 0, 5 à 2mg/L. On sait que les échecs cliniques surviennent à 4 mg/L. Le laboratoire n’a pas de données suffisantes pour affirmer que l’activité clinique de la ceftaroline est bonne sur les MRSA.

• •

Concentration critique ceftaroline

Clinical breakpoints for ceftaroline have been set by EUCAST Organisms MIC breakpoint (mg/L)

S ≤ R > • Enterobacteriaceae 0.5 0.5 • Staphylococcus aureus 1 1 • Streptococcus pneumoniae 0.25 0.25 • Haemophilus influenzae 0.03 0.03 • Pk/Pd (non-species related) breakpoints 0.5 0.5

Presentation of EUCAST expert rules

Interpretive reading rules for specific groups of organisms

Rule no.

Organism Agent Rule Exceptions Scientific basis Evidence grade

References

8.1 Staphylococcus spp.

Isoxazolyl-penicillins

If resistant to isoxazolyl-penicillins (as determined with oxacillin or cefoxitin, or by detection of mecA-gene or PBP2a) report as resistant to all β-lactams

Developmental anti-MRSA cephalosporins, e.g. ceftobiprole and ceftaroline

Production of PBP2a (encoded by mecA) leads to cross resistance to β-lactams except ceftobiprole and ceftaroline

A Chambers HF et al., 1990. Page MG et al., 2006.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

6 7 8 9 10 11 13 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25 26

No o

f iso

late

s

Inhibition zone diameter (mm)

Enterobacteriaceae v. gentamicin

7682561921289664483224168621,510,75

S<2 R> 4

Breakpoints S R MIC ≤2 >4 Zone diameter ≥17 <14

E coli /Cefotaxime 5 ugWild type MIC 0.02 - 0.2 mg/L

67 non-consecutive isolates chose because of resistance

0

2

4

6

8

10

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Inhibition zone diameter (mm)

No

of is

olat

es

512321684210,50,250,125

Breakpoints S R MIC ≤1 >2 Zone diameter ≥21 <18

WT

0

5

10

15

20

25

30

356 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

No

of is

olat

es

Inhibition zone diameter (mm)

Ciprofloxacin 5 µg vs. MIC Pseudomonas aeruginosa, 164 clinical isolates

≥8 4210.50.250.12≤0.06

Breakpoints ECOFF MIC S≤0.5, R>1 mg/L WT≤0.5 mg/L Zone diameter S≥25, R<22 mm

MIC (mg/L)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

186 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

No

of is

olat

es

Inhibition zone diameter (mm)

Ciprofloxacin 5 µg vs. MIC Pseudomonas non-aeruginosa, 173 clinical isolates

≥8 4210.50.250.120.06≤0.03

MIC (mg/L)

Breakpoints ECOFF MIC S≤0.5, R>1 mg/L WT≤0.5 mg/L Zone diameter S≥25, R<22 mm

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

Vancomycin 30µg ≤4 > 8 ≤17mm -* all staph *Screening test BHI + teicoplanin 6 mg/L or MIC determination

2010

2011

Vancomycin 30µg ≤2 > 2 ≤17mm -*all staph Teico S. aureus ≤2 >2 Teico CNS ≤4 > 4 ≤17mm -*

2012

Vanco S. aureus ≤2 >2 CNS ≤4 >4

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

70

CA-SFM/EUCAST La méthode de diffusion

Nécessité harmonisation européenne + Turquie, Suisse, Israel, Russie etc… Pays francophones Afrique Australie Afrique du Sud Inde et Chine ? NCCLS CLSI FDA --- ?? USA NAC

EUCAST Guidelines for Antimicrobial Susceptibility Symposium

October, 17-18th, 2012, France

72

Antibiotique CMI Cible

(mg/l) Ecart

Charge du disque µg

Zone d’inhi Cible

bition mm Ecart

Amikacine 1-2 0,5-4 30 23 19-26

Ampicilline 4 2-8 10 19 16-22

Escherichia coli ATCC 25922

Mueller-Hinton agar, McFarland 0.5, air, 35±1°C, 18±2h.

73

Appréciation de la performance des mesures

Valeur cible

Limite supérieure

Limite inférieure

Un seul résultat hors des limites

Tous les résultats à l’intérieur des limites mais d’un seul côté par rapport

à la moyenne

Résultats consécutifs en dehors des limites

et d’un même côté par rapport à la

moyenne

Jours Diamètres (mm)

74

Inoculum

• La méthode nécessite d’obtenir un inoculum dont la turbidité est identique à l’étalon 0,5 de la gamme de McFarland*.

* Pour E. coli. cela correspond approximativement à 1-2 x108 UFC/mL

Colonies à l’intérieur de la zone d’inhibition

• Si des colonies distinctes sont présentes au sein de la zone d’inhibition les repiquer, vérifier la pureté et refaire l’essai si nécessaire.

• En absence de contamination, toutes les colonies doivent être prises en compte.

Colonies à l’intérieur de la zone d’inhibition exemples de lecture.

Absence de zone Absence de zone

E. Coli BLSE +

H. influenzae avec mutations des PLP

75

76

Souches du contrôle de qualité EUCAST pour la routine

Organisme

Référence dans les collections Caractéristiques de la souche

E. coli ATCC 25922; NCTC 12241; CIP 7624 DSM 1103; CCUG 17620, CECT 434

Sensible, sauvage

P. aeruginosa ATCC 27853; NCTC 12903; CIP 76110 DSM 1117; CCUG 17619; CECT 108

Sensible, sauvage

S. aureus ATCC 29213; NCTC 12973; CIP 103429 DSM 2569; CCUG 15915; CECT 794

Faible production de β-lactamase

E. faecalis ATCC 29212; NCTC 12697; CIP 103214 DSM 2570; CCUG 9997; CECT 795

Sensible, sauvage

S. pneumoniae ATCC 49619; NCTC 12977; CIP 104340 DSM 11967; CCUG 33638

Intermédiaire à la Pénicilline G

H. influenzae NCTC 8468; CIP5494, CCUG 23946 Sensible, sauvage

Campylobacter jejuni

ATCC 33560; NCTC 11351; CIP 702 DSM 4688; CCUG 11284

Sensible, sauvage

77

Souches EUCAST pour la détection de mécanismes de résistance

Organisme Référence dans les collections Caractéristiques de la souche

E. coli ATCC 35218; NCTC 11954;

CIP 102181; DSM 5564; CCUG 30600; CECT 943

β-lactamase TEM-1

K. pneumoniae ATCC 700603; NCTC 13368; CCUG 45421; CECT 7787 BLSE (SHV-18)

S. aureus NCTC 12493 Hétérorésistante à l’oxacilline, (mecA )

E. faecalis ATCC 51922; NCTC 13379;

CIP 104676; DSM 12956 CCUG 34289

Résistance à haut niveau aux aminosides et résistante à la vancomycine (vanB )

H. influenzae ATCC 49247; NCTC 12699;

CIP 104604; DSM 9999; CCUG 26214

Résistance à l’ampicilline (BLNAR) sans production de ß-lactamase