Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika: principer och kliniska riktlinjer Erik Eliasson, docent, bitr överläkare, Karolinska Universitetssjukhuset Huddinge, Klinisk Farmakologi Uppdaterad 20070903 Sammanfattning Ett problem med många antimykotika är att den systemiska halten som nås på en given dos varierar kraftigt mellan individer och därför är mycket svår att förutsäga i det enskilda fallet. För ett flertal antimykotika finns ett samband mellan hög läkemedelsexponering och ökad risk för biverkningar. Dokumentationen om koncentration-effekt-samband är dock begränsad och ger inte tydlig vägledning om vilka plasmahalter som bör överskridas för att säkerställa god antimykotisk effekt, något som givetvis även beror på typ av svampinfektion och svampens känslighet för antimykotika liksom resistensmönster. Analys av plasmakoncentrationer kan därför i nuläget inte generellt rekommenderas som rutinmässigt inslag i behandlingen med systemiska antimykotika, men bör särskilt komma ifråga vid misstanke på förändrad biotillgänglighet, koncentrationsberoende biverkningar eller svårhanterade läkemedelsinteraktioner. I kapitlet ges kortfattade riktlinjer för aktuella preparat. Inledning Terapikontroll genom koncentrationsbestämning av läkemedel i plasma kommer i fråga när (I) det förekommer stor och svårförutsägbar variation i farmakokinetik mellan olika patienter, dvs i första hand varierande upptag av läkemedlet och skillnader i eliminering (clearance) (II) denna variation i plasmakoncentrationer är relevant för behandlingsutfallet, dvs terapeutisk effekt eller förekomst av biverkningar eller allvarlig toxicitet (III) det saknas bättre verktyg att förstå om dosjusteringar ökar chanserna till framgångsrik behandling med samtidigt minskad eller acceptabel biverkningsrisk (IV) man står inför potentiella läkemedelsinteraktioner där konsekvenserna är svåra att överblicka. Många av dessa kriterier uppfylls av antimykotiska läkemedel som är aktuella för systemisk behandling, men dokumentationen för vilka koncentrationer som bör eftersträvas är antingen bristfällig eller obefintlig. Dessutom förekommer variation på analyssidan med både kromatografiska metoder som ger separat kvantifiering av enskilda substanser och metaboliter, liksom bio-assays där kvantifieringen relateras till en sammantagen effekt av ett eller flera läkemedel och eventuellt aktiva metaboliter. Detta ger problem att jämföra resultat från olika undersökningar. För att närmare förstå sambanden mellan koncentration och effekt krävs antingen stora kliniska material där man retrospektivt relaterar behandlingsutfall till uppmätta koncentrationer under pågående behandling, eller hellre prospektiva studier där man antingen jämför behandlingsutfallet för i förväg uppställda målkoncentrationer, alternativt gör substudier på koncentrationsintervallen i kliniska prövningar på dos-effekt-samband (doseranging-studies). I väntan på dessa data finns dock ett viktigt utrymme för plasmaanalyser av antimykotika i speciella kliniska situationer. Det gäller i första hand patienter där man misstänker förändrad farmakokinetik och där vanliga doseringsråd uppenbarligen inte är tillämpliga, antingen det gäller förekomst av påtagliga biverkningar eller bristande terapeutisk effekt. Nedan rankas läkemedel efter vilket behov och dokumentation som finns av koncentrationsbestämningar, vilket även sammanfattas i tabellform. 1 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika 1. Flucytosin Flucytosin är ett vattenlösligt läkemedel med god peroral biotillgänglighet som effektivt elimineras genom njurfiltration med en genomsnittlig halveringstid hos njurfriska på 3h. Koncentrationsbestämningar rekommenderas i första hand vid behandling av patienter med känd njursvikt eller vars njurfunktion kan komma att försämras under tex samtidig behandling med erkänt njurtoxiska läkemedel som tex amfotericin B. Man bör i detta sammanhang betona att njurfunktionen kan vara påtagligt reducerad hos äldre patienter med låg vikt och/eller nedsatt muskelmassa, trots ett till synes normalt serum-kreatinin. Det är något oklart vad som utgör den kritiska nedre gränsen för god antimykotisk effekt av flucytosin, men dalvärden > 25 µg/mL eftersträvas. Flera olika undersökningar pekar dock på att toppnivåer i plasma (ca 2h efter dos) motsvarande > 100 ug/mL är förenligt med ökad risk för benmärgstoxicitet, men detta kan även ses vid lägre koncentrationer. Även risken för leverpåverkan och gastrointestinala biverkningar förefaller vara koncentrationsberoende. Sammanfattningsvis är koncentrationsbestämningar av flucytosin av stort värde och ses som ett krav under pågående behandling i syfte att optimera doseringen. Vid nedsatt njurfunktion kan det ta flera dagar innan jämviktskoncentrationer uppnåtts. S-flucytosin, analyseras av Laboratoriemedicin, Universitetssjukhuset i Lund. Prov tas helst 2h efter ny dos. 2. Itrakonazol Itrakonazol är en lipofil substans med varierande peroral biotillgänglighet. Syrahämmande läkemedel kan medföra försämrad absorption av itrakonazol, medan måltider istället ökar absorptionen av itrakonazol. En ca tiofaldig variation i plasmanivåer kan ses på en given dos, och sannolikt förklaras detta huvudsakligen av varierande metabolism genom cytokrom P450 i levern (CYP). Minst en av metaboliterna, 10-OH-itrakonazol, har likvärdig antimykotisk effekt som modersubstansen och kan kvantifieras i samma kromatografiska analys. Itrakonazol, i likhet med andra azol-antimykotika, är en potent hämmare av framför allt CYP3A4 vilket kan ge upphov till en rad läkemedelsinteraktioner och förhöjda koncentrationer av andra CYP3A4-substrat. Halterna av itrakonazol kan även påverkas av andra läkemedel; tex medför samtidig rifampicin- eller karbamazepin-behandling sänkta nivåer av itrakonazol genom ökad metabolism. Det har föreslagits att itrakonazol-nivåer > 0,25 ug/mL (innan ny dos) bör eftersträvas för god antimykotisk effekt, eller summakoncentrationer av itrakonazol+metabolit > 1,0 ug/mL. Dokumentationen för denna gräns får betraktas som tunn och sannolikt ger även lägre koncentrationer inte sällan god antimykotisk effekt. Det är likaså oklart vilka koncentrationer som medför en påtagligt ökad biverkningsrisk som tex risken för leverbiverkningar eller endokrina rubbningar. Fallrapporter antyder att denna gräns är tämligen nära de koncentrationer (ca 5-10 ggr högre) som vanligen rekommenderas för terapeutisk effekt. Känsligheten för dessa biverkningar är troligen mycket individuell men ändå koncentrationsberoende inom samma individ, dvs koncentrations-bestämning i plasma kan ge en uppfattning om vilket utrymme det finns för dossänkning i det enskilda fallet P-itrakonazol, analyseras med LC-MS på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge. Prov tas innan ny dos, helst efter en veckas behandling då jämviktsförhållanden i koncentrationer råder. Separat kvantifiering av aktiv metabolit ingår. 2 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika 3. Vorikonazol Biotillgängligheten för detta preparat är hög och elimineringen sker genom fullständig metabolism i levern av flera olika CYP-enzymer, men en genomsnittlig (men mycket varierande) terminal halveringstid anges till ca 6h. Man kan dock inte räkna med att alla patienter har nått stabila nivåer under första veckans behandling. Pga av den omfattande inaktiveringen i levern så kan den perorala beredningsformen av vorikonazol därför ges till njursjuka i normal dosering (förutsatt att leverfunktionen är adekvat), medan den njurtoxiska vehiclen cyklodextrin i den intravenösa beredningsformen ackumulerar vid nedsatt njurfiltration. Liksom för itrakonazol ses även för vorikonazol en mycket stor, minst 10faldig, spridning i vilka plasmanivåer som ses vid normal dosering. Detta beror på en varierande aktivitet i de enzymer som inaktiverar vorikonazol i levern. Det finns genetiska varianter i CYP som bidrar till denna variation, men även det faktum att metabolismen förefaller mättnadsbar med oproportionerligt stora koncentrationsökningar vid doshöjningar. Slutligen bör nämnas att potentialen för läkemedelsinteraktioner är stor även för vorikonazol. Terapeutiskt intervall för vorikonazol i plasma är ej definierat. Indikationen för koncentrationsbestämning förefaller i första hand vara att underlätta bedömningen av biverkningar. Biverkningar: Det finns en tydlig korrelation mellan koncentration och biverkningsrisk (ffa hepatotoxicitet och synpåverkan) men ingen cut-off identifierbar. För varje 1 µg/mL av vorikonazol i plasma ökar risken för leverpåverkan med knappt 10%. Risk för patologisk bilirubinstegring vid plasmakonc 2 µg/mL är ca 4%, vid 7 µg/mL ca 8%. Hallucinationer har observerats hos patienter med serumnivåer 6-9 µg/mL. Koncentration och terapeutisk effekt: Bristfällig dokumentation från patientstudier. Experimentella data antyder att att dygnsplasmakonc > 0,25 µg/mL är effektiv mot de flesta Candida-infektioner men det spekuleras i att högre koncentrationer (>1 µg/mL) kan krävas mot ovanligare former av Candida eller Aspergillus. Detta baseras delvis på att det saknas post-antifungal effekt och att plasmakonc bör vara > MIC över hela dygnet, vilket vanligen är fallet vid normal dosering (se nedan). Dock dålig korrelation mellan MIC (som varierar mycket) och behandlingsutfall, möjligen bättre korrelation AUC/MIC. Sambandsbedömningen kan även kompliceras av varierande distribution till infektionslokal och patientstatus. Tillverkaren menar att data-on-file inte stödjer samband mellan ’random’ plasmakonc och terapeutiskt utfall, vilket dock bestrids av andra. En annan viktig applikation för koncentrationbestämningar är att de ger möjlighet att hantera läkemedelsinteraktioner som misstänks medföra kraftigt förändrade halter av vorikonazol. Som exempel kan samtidig administrering av enzyminducerande läkemedel som tex flera antiepileptika eller rifamyciner. Graden av CYP-induktion är betydligt högre med rifampicin än rifabutin, och rifampicin är kontraindicerat vid vorikonazolbehandling. Det förefaller dock möjligt att genom koncentrationsbestämningar öka dosen i motsvarande omfattning för att nå ordinära plasmakoncentrationer. P-vorikonazol, analyseras med LC-MS på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge. Prov tas innan ny dos, helst efter en veckas behandling då jämviktsförhållanden i koncentrationer råder. 3 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika 4. Flukonazol Flukonazol är relativt vattenlösligt jämfört med övriga azol-antimykotika och elimineras därför huvudsakligen genom njurfiltration. Det perorala upptaget är vanligtvis gott och halveringstiden i plasma för njurfriska är ca 30h. Ökade doser ger motsvarande ökning i plasmanivåerna och variationen mellan individer med normal njurfunktion är mindre än för övriga azoler. Det finns en tydlig potential för läkemedelsinteraktioner som främst gäller flukonazols förmåga att hämma CYP-metabolism av andra läkemedel. Det finns inget stöd för rutinmässiga koncentrationsbestämningar av flukonazol. Bland annat råder tveksamhet om koncentrations-effekt-samband. För neurologiska biverkningar finns troligen ett koncentrationsberoende, men inga säkra tröskelvärden har presenterats. Koncentrationsbestämningar kan vara av värde vid misstanke på stört peroralt upptag som vid tarminflammationer, och därigenom dålig terapeutisk effekt, eller vid sänkt njurfunktion där man misstänker ackumulering till nivåer som ger biverkningar. Koncentrationsbestämningar kan även underlätta dosering vid pågående hemodialys, tex CVVHD under intensivvård. P-flukonazol, analyseras rutinmässigt med HPLC på Laboratoriemedicin, Norrlands Universitetssjukhus. Analysen kan även utföras under icke-rutinmässiga former på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge. Prov tas vanligen innan ny dos, men rek ibland även efter dos (1h efter avslutad infusion, 1-2 h efter tablettintag). Stabila nivåer nås efter ca en veckas behandling beroende på njurfunktion. 5. Ketokonazol Den farmakologiska principen är gemensam med övriga azol-antimykotika, dvs hämmar svampens ergosterolsyntes. Substansen uppvisar en varierande peroral biotillgänglighet som delvis förklaras av varierande absorption. Toppkoncentration i plasma ses efter ca 3h och är proportionell till dosstorlek. Substansen binder hårt till plasmaproteiner/blodkroppar (>99%) och ketokonazol har därför en liten distributionsvolym utan penetration till CSF förutom vid barriärskada då låga halter kan uppmätas. Ketokonazol omsätts i levern genom CYP3A4. Halveringstiden i plasma anges till 6-10 h i genomsnitt. Elimineringen är oberoende av njurfunktion. Ketokonazol hämmar även CYP3A4 mycket effektivt vilket kan ge upphov till läkemedelsinteraktioner. Interaktioner kan även förklaras av att ketokonazol hämmar transportproteinet P-glykoprotein. Ketokonazol ger biverkningar från GI-kanalen samt leverpåverkan och endokrina rubbningar. Många av dessa biverkningar relaterar till total läkemedelsexponering (dos/koncentration/ behandlingstid). Frågeställningen vid koncentrationsbestämning borde därför vara förekomst av besvärande eller allvarliga biverkningar som uppkommer på låg/moderat dos, men som alltså kan förklaras av hög koncentration. Självfallet bör dock den kliniska bilden styra behovet av dosjustering och koncentrationsbestämning får ses som en kompletterande undersökning i differentialdiagnostiskt syfte. Det saknas data på vilka koncentrationer som bör eftersträvas i plasma för att optimera behandlingseffekt. Vid upprepade dosering med 400 mg ketokonazol/dag ses dalvärden (koncentrationer innan ny dos) på ca 2-15 µmol/L. P-ketokonazol, kan analyseras på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge (med HPLC, erbjuds dock ej rutinmässigt). Prov tas innan ny dos, helst efter en veckas behandling då jämviktsförhållanden i plasmakoncentrationer råder. 4 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika 6. Posakonazol Posakonazol är extremt lipofilt och administreras endast som oral supsension helst tillsammans med föda för att öka upptaget. Upptaget av posakonazol är dock hur som helst mycket varierande, liksom den individuella kapaciteten att omsätta läkemedlet. Metabolismen och inaktiveringen sker genom direkt glukuronsyra-konjugering genom UGT-enzymer, dvs ej CYP-beroende metabolism. Däremot hämmar posakonazol CYP3A4 och Pgp vilket alltså ändå medför en risk för viktiga interaktioner med andra läkemedel som omsätts av samma enzymer. Posakonazol har en utdragen absorption och når en topp i plasma först efter 5-7 timmar efter dos. Distributionsvolymen är stor liksom proteinbindningsgraden, och posakonazol kan inte elimineras genom hemodialys. På samma dos är det stor interindividuell variation i uppnådda koncentrationer i plasma. På vanligaste dosen 400 mg x 2 ses snittkoncentrationer på ca 0,7 µg/mL (vuxna patienter), med snitt för toppkoncentrationer på 3,3 µg/mL. Man har observerat en proportionalitet mellan given dos och uppnådd koncentration, vilket är tydligast inom samma individ. Terapeutiskt intervall är inte etablerat och det finns endast minimalt med data. Dessa antyder att det finns fler posakonazol-responders (invasiv aspergillos) vid genomsnittliga koncentrationer på 1,2 µg/mL (frekvens 12%) jämfört patienter med koncentrationer kring 0,13 µg/mL (frekvens 4%). MIC90 är 1 µg/mL mot de flesta mögel och jästsvampar, men OBS oklart samband mellan MIC och aktiv/lämplig koncentration in vivo. Det förekommer korsresistens mellan olika azol-antimykotika. Beträffande koncentrationer som anses öka risken för biverkningar finns det ännu inga data. Bland sannolikt dos/koncnetrationsberoende posakonazol-biverkningar kan nämnas GI-symtom (vanligast, ca 20% frekvens), huvudvärk (också vanligt), parestesier. Leverpåverkan förefaller ovanligt. P-posakonazol, analyseras med LC-MS rutinmässigt på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge. Prov tas lämpligen innan ny dos, helst efter en veckas behandling då jämviktsförhållanden i plasmakoncentrationer råder i de flesta fall. 7. Amfotericin B Det finns inget stöd i litteraturen för att analysera plasmanivåerna av amfotericin B, bla har man inte kunnat påvisa något samband mellan koncentrationer och toxicitet. I mer experimentella sammanhang kan analyser dock utföras på Avdelningen för Klinisk Farmakologi, Karolinska Universitetslaboratoriet Huddinge. 8. Caspofungin Detta preparat administreras enbart intravenöst pga försumbart peroralt upptag. Substansen elimineras genom icke-CYP-beroende levermetabolism och man har funnit en icke-linjär kinetik med ackumulering vid högre doser. Koncentrations-effekt samband är inte närmare studerade och det finns idag inga riktlinjer för koncentrationsbestämningar och heller inte något svensk analyslab för uppgiften. 5 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika Referenser Vfend SPC (2007-07-25): http://emea.europa.eu/humandocs/PDFs/EPAR/vfend/H-387-PIen.pdf Summers et al. J Antimicrobial Chemother 1997;40-753-764 Dollery C Sir, editor. Therapeutic drugs. 2nd ed. Edinburgh: Churchill Livingstone; 1999 Theuretzbacher et al. Clin Pharmacokin 2006;45:649-663 Trifilio et al., Cancer 2007;109:1532-5 Tan et al. J Clin Pharmacol 2006;46:23 Purkins et al., Brit J Clin Pharmacol 2003;56:suppl 1, p17-23 Romero et al., Clin Pharmcol Ther 2002;71:226-34 Lutsar et al. CID 2003;36:1087-88 Purkins et al. Brit J Clin Pharmacol 2003;56:suppl 1 p10-16 Smith et al., Antimic Agents Chemther 2006;50:1570-72 Pfaller et al., J Clin Microbiol 2006;44:819-26 Imhof et al. Swiss Med Wkly 2006;136:739-742 Hyland et al., Drug Metab Disp 2003;31:540-547 Rengelshausen et al., Clin Pharmacol Ther 2005;78:25-33 Black and Baden, CNS Drugs 2007;21:293-318 Stone et al. Antimicrob Agents Chemother, 2002;46:739-745 Debruyne Clin Pharmacokinetics 1997;33:52-77 Noxafil SPC 2007-07-19: http://www.emea.europa.eu/humandocs/Humans/EPAR/posaconazoleSP/posaconazoleSP.htm Torres et al., Lancet Infect Dis 2005;5:775 Courtney et al., Antimicrob Agents Chemother 2003;47:2788 Gubbins et al., Antimicrob Agents Chemother 2006;50:1993 Sansone-parsons et al., Antimicrob Agents Chemother 2007;51:495 Sabatelli et al., Antimicrob Agents Chemother 2006;50:2009 Walsch et al., CID 2007; 44:2-12 Xiao et al. Antimicrob Agents Chemother 2004;48:568 Cornely et al., N Engl J Med 2007;356:348 Ullman et al., N Engl J Med 2007;356:335 Krishna et al., Antimicrob Agents Chemother 2007;51:812-18 6 Plasmakoncentrationsbestämningar av antimykotika SAMMANFATTNING Substans flucytosin itrakonazol vorikonazol flukonazol ketokonazol posakonazol amfotericin B caspofungin Indikation(er) för analys Behandlingsstyrning, särskilt kritiskt vid njurpåverkan / etablerad njursvikt Benmärgspåverkan Leverpåverkan Malabsorption Biverkningar (Lever, GI, eller endokrina rubbningar) Terapisvikt Läkemedelsinteraktioner Leverpåverkan Läkemedelsinteraktioner Terapisvikt Kan övervägas vid terapisvikt, hemodialys. Njursvikt med misstänkt ackumulering och biverkningar Biverkningar (ffa lever, GI, eller endokrina rubbningar) Kan övervägas vid terapisvikt, biverkningar, misstänkta interaktioner Saknas Saknas 7 Dokumentationsgrad God Acceptabel Acceptabel Acceptabel Bristfällig Bristfällig Acceptabel Bristfällig