Monitoraggio dei farmaci terapeutici antimicrobici durante la fase perioperatoria del trapianto polmonare

1. SFONDO

   Il trapianto polmonare (LUTX) è il trattamento curativo per pazienti selezionati con malattia polmonare allo stadio terminale. Nonostante la continua ottimizzazione della fase perioperatoria dei riceventi, la morbilità e la mortalità rimangono circa il 20%. Le infezioni batteriche sono una delle principali cause di morte nel primo periodo post-trapianto.

   La trasmissione di agenti patogeni dal donatore al ricevente svolge un ruolo effettivo nel peggioramento della funzione del trapianto. Il tasso di donatori con crescita batterica sul lavaggio broncoalveolare (BAL) pre-LUTX è elevato (36%). Inoltre, tra i riceventi non colonizzati, ricevere un innesto con un BAL positivo comporta il rischio di sviluppare un'infezione derivata dal donatore (DDI) in quasi un quarto dei casi, compromettendo la funzione precoce del trapianto, nonostante i riceventi fossero già trattati con una terapia antibiotica "appropriata in vitro". In questo scenario, l’adeguatezza della profilassi antimicrobica perioperatoria potrebbe svolgere un ruolo importante nella prevenzione delle infezioni polmonari o del sito chirurgico derivate dal donatore.

   Lo scopo del presente studio è descrivere la farmacocinetica degli antimicrobici perioperatori più frequentemente utilizzati (cioè cefepime, meropenem e vancomicina) nel plasma e nel lavaggio broncoalveolare di pazienti sottoposti a doppio LUTX durante la fase postoperatoria immediata.

2. IPOTESI dello studio

L'ipotesi dello studio è che i destinatari di LUTX siano esposti a dosi antimicrobiche non ottimali o che la penetrazione antimicrobica nel parenchima delle alette sia alterata a causa dell'intervento chirurgico (assenza di anastomosi bronchiali) o dello stato iperinfiammatorio.

Obiettivo dello studio è descrivere e modellare la farmacocinetica di cefepime, meropenem e vancomicina in pazienti adulti sottoposti a doppio LUTX primario.

3 METODI

Studio prospettico osservazionale farmacologico biologico monocentrico senza scopo di lucro.

3.1 Endpoint primari PK/PD di cefepime, vancomicina e meropenem in pazienti adulti sottoposti a doppio trapianto polmonare primario.

3.2 Endpoint secondari

1. Misurare il rapporto tra il fluido BAL e il livello plasmatico di antimicrobici al fine di quantificare la penetrazione antimicrobica nel tessuto polmonare
2. Identificare i fattori clinici correlati all’esposizione subterapeutica subottimale degli antimicrobici nella fase perioperatoria dei pazienti trattati con LUTX

3.3 Ambiente Lo studio sarà condotto nell'unità di terapia intensiva istituzionale (Unità di Terapia Intensiva Generale, E.Vecla), nonché nell'unità di chirurgia toracica e pneumologia.

4 PROCEDURE

La partecipazione allo studio non modificherà il protocollo standard di arruolamento, la procedura chirurgica o la gestione anestesiologica.

4.1 Amministrazione dei farmaci

Tutti i pazienti saranno trattati secondo la gestione clinica standard. In particolare, vancomicina, cefepime e meropenem saranno forniti ai pazienti secondo le indicazioni approvate a livello internazionale e italiane (Agenzia Italiana del Farmaco), seguendo il foglio illustrativo del farmaco, a discrezione del medico curante.

In particolare:

• La Cefepime rappresenta la molecola istituzionale di elezione per la profilassi perioperatoria. Una dose di carico di 2 g viene somministrata prima dell'incisione chirurgica e ripetuta ogni 4 ore durante l'intervento. Una dose aggiuntiva da 1 g viene somministrata ogni volta che si verifica un sanguinamento grave (>1,5 Lt) o è necessario il supporto ECMO. Nel postoperatorio, al momento del ricovero in terapia intensiva, viene iniziata un'infusione continua di 6g/die che viene poi proseguita, interrotta o modificata in base al risultato della mPCR sul BAL eseguita in 3a giornata postoperatoria. L'aggiustamento della dose sarà effettuato dal medico curante in base alla clearance della creatinina misurata quotidianamente nei pazienti.
• La vancomicina viene somministrata prima dell'incisione chirurgica alla dose di 15 mg/Kg e non viene ripetuta durante l'intervento. Ogni volta che il BAL del donatore o del ricevente risulterà positivo per lo stafilococco aureo resistente alla meticillina, il trattamento con vancomicina verrà iniziato con una dose di carico di 25 mg/kg seguita da un'infusione continua di 20 mg/kg. Il livello plasmatico giornaliero sarà valutato dal medico curante e l'aggiustamento della dose sarà effettuato di conseguenza.
• Il meropenem verrà avviato ogni volta che il BAL del donatore o del ricevente risulterà positivo per il meccanismo di resistenza antimicrobica CTX-M. Meropenem sarà somministrato con una dose di carico di 2 g seguita da un'infusione continua di 6 g/giorno. L'aggiustamento della dose sarà effettuato dal medico curante in base alla clearance della creatinina misurata quotidianamente nei pazienti.

4.2 Procedure di studio

Una volta ammessi ai pazienti dell'Unità di Terapia Intensiva verrà iniziata un'infusione continua di cefepime (6 g/die). Verrà raccolto un campione di sangue residuo di 4 ml (dai test di laboratorio del sangue giornalieri eseguiti in terapia intensiva) per la misurazione del livello plasmatico antimicrobico immediatamente dopo l'intervento chirurgico. Il campione di sangue verrà centrifugato a 4°C, 3000 giri/min per 15 minuti. Il campione di plasma, raccolto in una criovial deidentificata, verrà conservato a -80°C in un frigorifero situato nell'Unità di Terapia Intensiva. Contemporaneamente, la misurazione del peso del paziente, l'emogasanalisi arteriosa e venosa (per calcolare lo shunt intrapolmonare) e la meccanica polmonare (ad es. verrà eseguita la compliance polmonare statica).

Allo stesso modo, la prima mattina e alle 72 ore dopo LUTX, il chirurgo toracico eseguirà una broncoscopia per verificare l'integrità dell'anastomosi bronchiale ed eseguirà un BAL di sorveglianza che verrà elaborato sia per test microbiologici rapidi che standard. Ad ogni BAL eseguito verranno raccolti 4 mL di campione di BAL scartato per la misurazione del livello antimicrobico del BAL. Contemporaneamente al BAL, verrà raccolto un campione di sangue residuo di 4 ml (dai test di laboratorio del sangue giornalieri eseguiti in terapia intensiva) per la misurazione del livello plasmatico antimicrobico. Il campione di sangue verrà centrifugato a 4°C, 3000 giri/min per 15 minuti. Il campione di plasma, raccolto in una criovial deidentificata, verrà conservato a -80°C in un frigorifero situato nell'Unità di Terapia Intensiva. Contemporaneamente, la misurazione del peso del paziente, l'emogasanalisi arteriosa e venosa (per calcolare lo shunt intrapolmonare) e la meccanica polmonare (ad es. verrà eseguita la compliance polmonare statica). Funzione renale (es. Verranno raccolte la clearance della creatinina e la frazione di urea e sodio escrete), misurate quotidianamente nell'Unità di Terapia Intensiva. Verrà raccolta una radiografia del torace, eseguita secondo la pratica clinica per valutare la disfunzione primaria del trapianto a 24 e 72 ore dopo LUTX.

In sintesi, per effettuare lo studio PK, raccoglieremo una quantità totale di 12 ml di sangue e 8 ml di lavaggio broncoalveolare. Tali campioni verranno trasferiti al centro collaboratore (Ospedale Luigi Sacco) e analizzati per lo studio PK, come segue:

• I campioni di sangue verranno raccolti: al momento del ricovero in terapia intensiva, la prima mattina dopo LuTx e 72 ore dopo LUTX. Ogni campione di sangue (4 mL) verrà centrifugato e i campioni di plasma verranno conservati a -20°C fino all'analisi;
• I campioni di lavaggio broncoalveolare verranno raccolti esclusivamente la prima mattina dopo LuTx e 72 ore dopo LUTX. Ciascun campione BAL (4 mL) verrà centrifugato e i campioni surnatanti conservati a -20°C fino all'analisi.

Pertanto, i campioni crioconservati verranno spediti al centro collaboratore (ASST Fatebenefratelli Sacco, Ospedale Universitario, Milano, Italia) al termine del periodo di reclutamento, e quindi verranno eseguiti i test. Le concentrazioni di antibiotico saranno determinate utilizzando un metodo di cromatografia liquida-spettrometria di massa tandem ad alte prestazioni (LC-MS/MS). Dopo la purificazione mediante precipitazione e diluizione con una soluzione di metanolo, acetonitrile e acqua con acido formico allo 0,1%, verrà iniettato 1μL. La separazione cromatografica sarà ottenuta utilizzando un gradiente (acetonitrile e acqua con acido formico 0,1%) su una colonna analitica a fase inversa (acuità UPLC BEH C18 1,70lm2,1%50mm; Acque, Milano, Italia). Per la quantificazione, l'analisi verrà eseguita in modalità ESI-positiva. Quindi, la modellazione PK verrà eseguita come precedentemente fatto dal centro collaboratore.