20150526 icu onderwijs - intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/doseren...

42
How to adapt dosing in cri/cally ill pa/ents Dr. Roger Brüggemann clinical pharmacologist, clinical pharmacist Nijmegen, The Netherlands http://www.fungalpharmacology.org

Upload: ngohuong

Post on 26-Mar-2018

214 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

How  to  adapt  dosing  in  cri/cally  ill  pa/ents  

Dr.  Roger  Brüggemann    clinical  pharmacologist,  clinical  pharmacist  Nijmegen,  The  Netherlands      

http://www.fungalpharmacology.org

Page 2: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

•  Adap6ng  the  dose  prac6cally?    •  Based  on  toxicity?    •  Based  on  efficacy?    

•  Therapeu6c  Drug  Monitoring    =  personalized  healthcare  

Page 3: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

3

PERSONALIZED  …..  

Page 4: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Define  PK  

Define  covariates  

Define  dose  -­‐  PD  Define  PK-­‐PD  

TDM  –  adjust  dose  

Page 5: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Define  PK  

Page 6: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Between-­‐subject  variability  (BSV,  IIV)  

Concen

tra6

on  

Time  

Ind.  predic6on  

Residual error (ε): Cobs - Cpred

BSV (η): θind (CL,V) – θpop (CL,V)

Pop.  predic6on  

6  

Methods  –  stochas/c  model  iden/fica/on  

Slide  from  T.  Dorlo  

Page 7: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Goodness-of-fit plots for

Mar6al  et  al;  manuscript  under  prepara6on  

Goodness  of  fit  Caspofungin  in  ICU  pa/ents  

Page 8: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Results  simula/on  study  

Concentratio

Licensed  regimens  

70/50  or  70/70   70/35  

100/50   100/70   100/100  

Experimental  regimens  

Page 9: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Pharmacokine/cs  of  Caspofungin  in  Intensive  Care  Unit  pa/ents  

(CASCADE)      

 Pharmacokine/cs  of  Micafungin  in  Intensive  Care  Unit  pa/ents    

(MIMIC)        

Muilwijk  et  al.  JAC  2014  Lempers  et  al.  AAC  2015  

   

Page 10: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Pharmacokine?cs  -­‐  parameters  

Median  pharmacokine6c  parameters    (IQR)  for  PK  curve  1  (day  3  +/-­‐  1)  and  PK  curve  2  (day  7  +/-­‐  1)            

10  

AUC0-­‐24u      [mg*h*L-­‐1]  

Cmin    

[mg/L]  Cmax    

[mg/L]  Vd    

[L]  CL    

[L*h-­‐1]  Caspofungin  

PK   curve   day   3  (n=21)  

88.7    (72.24-­‐97.54)  

2.15    (1.40-­‐2.48)  

7.51    (6.05-­‐8.17)  

7.72    (6.12-­‐9.01)  

0.57    (0.54-­‐0.77)  

PK   curve   day   7  (n=13)  

107.2    (90.39-­‐125.28)  

2.55    (1.82-­‐3.08)  

8.65    (7.16-­‐9.34)  

7.03    (5.51-­‐7.73)  

0.54    (0.44-­‐0.60)  

Micafungin  

PK  curve  day  3  (n  =  20)

78.60    (65.29  -­‐  94.07)  

1.55    (1.39  -­‐  3.14)

7.22    (5.40  -­‐  9.22)

25.61    (21.32  -­‐  29.07)

1.27    (1.07  -­‐  1.53)

PK  curve  day  7  (n  =  12)

65.71    (55.85  -­‐  88.73)

1.55    (1.30  -­‐  2.44)

6.16    (5.14  -­‐  9.22)

28.66    (16.76  -­‐  32.12)

1.52    (1.17  -­‐  1.79)

Significantly  different  

Not  significantly  different  

Page 11: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Results  Comparing  day  3  of  therapy  with  day  7  

   

 

11  

0 4 8 12 16 20 240

2

4

6

8

Day 3

Day 7

Time after dose (h)

Mic

afun

gin

conc

entra

tion

(mg/

L)

Caspofungin   Micafungin  

Page 12: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Results  Daily  trough  concentra?ons  increase  gradually  

   

 

12  

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130

2

4

6

8

10

Study  day   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  Cmin  (n)   17   19   18   16   16   12   6   5   5   5   3   3   3  GM  conc.   0.25   1.57   1.93   1.85   1.89   1.74   1.83   1.88   1.82   1.71   1.82   2.44   1.99  

Ratio*     -­‐   6.39   1.23   0.96   1.02   0.92   1.06   1.03   0.97   0.94   1.06   1.34   0.82  

*  Previous  day  /  current   day  

Days of micafungin therapyM

icaf

ungi

n co

ncen

tratio

n (m

g/L)

Page 13: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Define  covariates  

Page 14: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

14  

Page 15: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

15  

Page 16: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

16  

Page 17: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

17   Wim  van  het  Hof  -­‐  AKA  the  Iceman  at  Radboudumc  ICU  -­‐    Kox  et  al,  PNAS  April  2014  

Page 18: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

18  

Page 19: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Results    No  significant  covariates  detected  

R²  =  0,01378  

0  

50  

100  

150  

200  

0,0   10,0   20,0   30,0   40,0  

AUC0

-­‐24h

*mg/L  

Albumin  (g/L)  

Albumin  vs.  AUC0-­‐24  

R²  =  0,01653  

0  

50  

100  

150  

200  

0,0   10,0   20,0   30,0   40,0   50,0  

AUC0

-­‐24h

*mg/L  

APACHE  II  score    

APACHE  II  vs.  AUC0-­‐24  

R²  =  0,02905  

0  

50  

100  

150  

200  

0,0   5,0   10,0   15,0   20,0  

AUC0

-­‐24h

*mg/L  

SOFA  score  

SOFA  vs.  AUC0-­‐24  

R²  =  0,05522  

0  

50  

100  

150  

200  

0,0   50,0   100,0   150,0  

AUC0

-­‐24h

*mg/L  

Bodyweight  (kg)  

Bodyweight  vs.  AUC0-­‐24  

Page 20: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Structural  model  

Covariate  model  

Stochas6c  (sta6s6cal)  model  

E.g.  Between-­‐subject,    -­‐occasion  &  residual  

variability    

E.g.  2-­‐  or  3-­‐  compartment  model,  zero-­‐  or  first-­‐order  elimina6on  

Rela6onship  between  parameters  and  

demographics  (e.g.  age  or  weight)  

Slide  with  permission  from  Thomas  Dorlo  

Page 21: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Stepwise  Covariate  Modelling  (SCM)  Covariate   Parameter   Condi6on  tested   Criterion  

Con6nuous=AGE,WT,HT,  LBM,BMI,TMP,CREA,  UREA,  ALB,ALAT,ASAT,GGT,  AF,BILI,CRP,PH,CP,GFR,APAC,SOFA    

CL,  V1  

None,  linear,  exponen6al  &  power  

p  forward  =  0.05  p  backward  =  0.01  

Categorical=SEX,GFRN   None  &  linear    

GFR  as  a  measure  of  renal  func6on  both  con6nuous  as  categorical  (normal/abnormal  i.e.,  >60  mL/min  or  not)      

Page 22: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Define  dose  -­‐  PD  

Page 23: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Define  PK-­‐PD  

Page 24: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

24  

Absorp6on  Clearance  PB  

Toxicity  

Resistance  

Target:  cidal  /  sta6c  pharmacodynamics  

Virulence  

Underlying  disease  Phase  of  Therapy  Host  defense  

The  drug  -­‐  the  bug  -­‐  the  host  

Page 25: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

25  

Conclusions. Infected critically ill patients may have adverse outcomes as a result of inadeqaute antibiotic exposure;a paradigm change to more personalized antibiotic dosing may be necessary to improve outcomes for these most seriously ill patients.

Page 26: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

26  

Page 27: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

   Discussion    Micafungin  exposure  response  rela?ons  

 

   

1Hebert  MF  et  al.  J  Clin  Pharmacol  2005;45(8):954-­‐960.  2Hebert  MF  et  al.  J  Clin  Pharmacol.  2005;45(9):1018-­‐1024.  3Undre  N  et  al.  Europ  J  Drug  Metab.  Pharm.  2014.  4Hebert  MF  et  al.  J  Clin  Pharmacol  2005;45(10):1145-­‐1152.  5Undre  NA  et  al.  Open  J  Med  Microbiol  2012b;2(3):84-­‐90.  6Hiemenz  J  et  al.  AAC,  2005;49(4):1331-­‐1336.  7Maseda  E  et  al.  JAC  2014;69(6):1624-­‐1632.    

Page 28: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

70  mg  /  50  mg  (BW≤80  kg)  or  70/  70  mg  (BW>80  kg)   70  mg  /  35  mg    

100  mg  /  50  mg     100  mg  /  70  mg     100  mg  /  100  mg    

Mar6al  et  al;  manuscript  under  prepara6on  

AUC  on  day  14  (mg*h/L)   AUC  on  day  14  (mg*h/L)   AUC  on  day  14  (mg*h/L)  

AUC  on  day  14  (mg*h/L)  AUC  on  day  14  (mg*h/L)  

Caspofungin  AUC  obtained  aver  different  dosing  regimen  

Page 29: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Target  awainment  (pre-­‐clinical  target  AUC/MIC  of  865)

0.016 0.0

30.0

60.1

25 0.25 0.5 1

0

20

40

60

80

10070/70 or 70/50*70/35100/50100/70100/100

MIC

% T

arge

t att

ainm

ent

Target  awainment  versus  MIC  for  all  five  simulated  regimens  based  on  a  preclinical  target  AUC/MIC  ra6o  of  >865.    *Regimen  is  based  on  BW.  Maintenance  dose  was  50  mg  for  pa6ents  with  BW≤80  kg  and  70  mg  for  BW>80kg.

Andes  D,  Diekema  DJ,  Pfaller  MA,  Bohrmuller  J,  Marchillo  K,  Lepak  A.  In  vivo  comparison  of  the  pharmacodynamic  targets  for  echinocandin  drugs  against  Candida  species.  An6microbial  agents  and  chemotherapy.  2010;54(6):2497-­‐506.    

Mar6al  et  al;  manuscript  under  prepara6on  

Page 30: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

TDM  –  adjust  dose  

Page 31: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

31  

Among critically ill patients with normal kidney function, a strategy of dose adaptation based on daily TDM led to an increase in PK/ PD target attainment compared to conventional dosing.

Page 32: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

How  to  tailor  the  dose  

Courtesy  of  Michael  Neely  ;  with  permission  

Page 33: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

33  

Page 34: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!
Page 35: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

MwPharm  

Page 36: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!
Page 37: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!
Page 38: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Slides  with  permission  from  Ron  Keizer,  InsightRx,  info@insight-­‐rx.com  

Page 39: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Slides  with  permission  from  Ron  Keizer,  InsightRx,  info@insight-­‐rx.com  

Page 40: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Slides  with  permission  from  Ron  Keizer,  InsightRx,  info@insight-­‐rx.com  

Page 41: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

Concluding  remarks  •  Timing  and  dosing  of  drugs  need  to  be  adapted  to  the  individual    •  Structured  efforts  should  be  put  in  collec6ng  data  on  PK  and  PD  

•  The  current  collabora6ons  greatly  assists  in  this    •   Modeling  and  simula6on  may  provide  us  with  alternate  (op6mal)  new  

dosing  regimens  (ie  extended  infusion,  con6nuous  infusions,  strategies  in  seyng  of  extra-­‐corporeal  elimina6on).    

•  An6bio6c  dosing  programs  will  help  in  predic6ng  op6mal  dosing  of  an6bio6cs  in  cri6cally  ill  pa6ents    

http://www.fungalpharmacology.org

Page 42: 20150526 ICU onderwijs - Intensivistenopleidingintensivistenopleiding.nl/downloads-25/files/Doseren op IC.pdf · • Medical!Microbiology! • Prof.!Dr.!Paul!Verweij! • Prof.!Dr.!Johan!Mouton!

•  My  PhD  students  •  Vincent  Lempers  •  Lisa  Mar6al  •  Eline  Mulwijk  

•  Pharmacy  •  Prof.  Dr.  David  Burger  •  Angela  Colbers  •  Dr.  Rob  Aarnoutse  •  Dr.  Jan-­‐Willem  Alffenaar  (UMCG)    

•  Intensive  Care  Unit  •  Prof.  Dr.  Peter  Pickkers  (Radboudumc)  •  Prof.  Dr.  Hans  van  der  Hoeven  (Radboudumc)  •  Prof.  Dr.  Jan  Bakker  (EMC)  •  Dr.  Dylan  de  Lange  (UMCU)  •  Dr.  Henk  van  Leeuwen  (Rijnstate)  •  Dr.  Jeroen  Schouten  (CWZ)    •  Dr.  Noortje  Swart  (VUMc)  •  Dr.  Arthur  van  Zanten  (Gelderse  Vallei)  

•  Leiden  Academic  Center  for  Drug  Research  •  Prof.  Dr.  Catherijne  Knibbe  

 

•  Medical  Microbiology  •  Prof.  Dr.  Paul  Verweij  •  Prof.  Dr.  Johan  Mouton  

•  Hematology    •  Dr.  J  Peter  Donnelly  •  Prof.  Dr.  Nicole  Blijlevens  •  Dr.  Walter  van  der  Velden  

•  Pediatrics  •  Dr.  Adilia  Warris  (Aberdeen)  

•  Pharmacology  and  Toxicology  •  Dr.  Jan  Koenderink  •  Prof.  Dr.  Frans  Russel    

•  Interna6onal  •  Prof.  Dr.  Johan  Maertens  (Leuven)  •  Prof.  Dr.  Isabel  Spriet  (Leuven)    •  Prof.  Dr.  Joost  Wauters  (Leuven)  •  Prof.  Dr.  Andrew  McLachlan  (Sydney)  

http://www.fungalpharmacology.org