KCI등재후보
2-구획 인공 모세혈관 모델을 이용한 Pseudomonas aeruginosa 임상균주에 대한 Panipenem의 효과 = Efficacy of Panipenem versus Imipenem against Clinical Isolate of Pseudomonas aeruginosa in a Two-Compartment Artificial Capillary Model
목적 : Panipenem은 일본에서 개발된 카바페넴계 항생제로 광범위한 항균력을 나타낸다고 보고되고 있지만 P. aeruginosa에 대해서는 아직 논란이 있다. 본 연구에서는 임상에서 분리된 P. aeruginosa 균주를 대상으로 사람의 약역학을 모의할 수 있는 시험관내 역동 모델을 이용하여 panipenem (PAPM)과 imipenem (IMPM)의 효과를 비교하고 Muller-Hinton broth (MHB)와 basic amino acid 함량이 적은 배지(Minimum Broth Davis, MBD)에 효과의 차이가 있는지 확인하고자 하였다.
재료 및 방법 : 혈액에서 분리된 P. aeruginosa SGP14 균주를 대상으로 하였다. 사람의 약동학을 모의할 수 있는 2-구획 인공 모세혈관 모델(two-compartment model)을 제작하였고, 세균이 peripheral compartment에서 반감기에 따라 농도가 변하고 있는 항생제에 노출되고, 접종한 세균의 수는 희석되지 않게 하였다. PAPM과 IMPM의 용량은 500mg씩 하루 2회를 모의하도록 하였고 2일간 실험하였다. Panipenem, imipenem의 반감기는 사람의 약역학과 같이 10시간에 맞추었다. 항생제 투여 간격은 panipenem, imipenem 모두 12시간으로 하였고 각 항생제의 최고 및 최저농도는 사람에 투여했을 때의 혈중농도에 맞추었다(panipenem 각각 45.6, 0 ug/mL, imipenem 각각 33.0, 0 ug/mL). 배지는 MHB와 MBD를 사용하였고 4군으로 나누어 실험하였다. [PAPM (MHB), PAPM
(MBD), IMPM (MHB), IMPM (MBD)] peripheral compartment에서 0, 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 32, 48시간에 맞춰 샘플을 하였고 집락수 (cfu/mL)를 측정하였다.
결과 : SGP14에 대한 PMPM, IMPM의 MIC는 각각 64, 2 ug/mL이었다. PAPM (MHB)는 2시간이 지나면서 다시 자라기 시작하여 32시간째부터는 항생제를 사용하지 않은 대조군과 같은 곡선을 보였다. 12시간까지의 집락수 변화는 4가지 실험군에서 군간 의미있는 차이를 보이지 않았지만(P=0073) 군내의 PAPM (MHB)가 PAPM(MBD), IMPM (MBD)와 비교하여 집락수 변화가 유의하게 작았다. 또한 48시간까지의 집락수 변화는 PAPM(MBD)이 가장 많았고, 그 다음이 IMPM (MHB), IMPM(MBD)였으며, PAPM(MHB) 순이었다(P=000). 48시간까지 집락수 변화는 IMPM (MHB)와 IMPM (MBD)사이에 차이가 없었다.
결론 : 사람의 혈청내 basic amino acid 농도와 PAPM의 농도를 모의하도록 한 2-구획 인공 모세혈관 모델에서 PAPM은 IMPM과 비교하여 P. aeruginosa에 대해 비슷하거나(12시간째) 더 나은 살균력을 보였다(48시간째). 추후 본 실험의 결과와 실제 임상에서의 P. aeruginosa에 대한 panipenem의 효과를 비교해보는 것이 필요하겠다.
Background : Panipenem (PAPM) is a new carbapenem which has an enhanced broad spectrum activity against both gram-positive and negative organisms. However, its activities in vitro against Pseudomonas aeruginosa are still under controversy. The aim of this study was to compare the activity of PAPM with those of imipenem (IMPM) against clinical isolates of P. aeruginosa using in vitro kinetic model and to evaluate the differences according to the quantity of basic amino acid in media.
Materials and methods : Using a clinical isolate of P. aeruginosa (SGP14) from blood, an in vitro 2-compartment artificial capillary model based on a dialyzer unit was prepared. Antibiotics were given as a bolus q12 hrs for 48 hrs. Simulated doses and frequencies of PAPM and IMPM were 500 mg q12 hrs as approved by Korea Food and Drug Administration. Muller-Hinton broth (MHB) and minimal broth Davis (MBD) were used as culture media and we divided the experiments into 4 groups [PAPM (MHB), PAPM (MBD), IMPM (MHB), IMPM (MBD)]. At 0, 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 32, and 48 h, samples were removed from peripheral compartment and viable bacterial counts were measured.
Results : The susceptibility of PAPM and IMPM for SGP14 were 64 and 2 ug/mL in MHB and 4 and 2 ug/mL in MBD, respectively. Up until 12 hours, changes in bacterial colony counts were not significantly different (P=0.073) for each group. However among the four groups, PAPM (MHB) showed the least changes compared with PMPM (MBD), IMPM (MBD). The largest decrement of colony during 48 hours was observed with PMPM (MBD), followed by IMPM (MHB) or IMPM (MBD), and PAPM (MHB) in decreasing order (P=0.00). There were no differences between IMPM (MHB) and IMPM (MBD) as for the change in colony counts.
Conclusions : The bactericidal activities of panipenem against the clinical isolate of P. aeruginosa was similar (at 12 h) or superior (at 48 h) to that of imipenem in an in vitro 2-compartment artificial capillary model using minimal broth to simulate human serum drug concentrations.
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