Over AMR

Anti-Microbiële Resistentie

Infecties zijn een grote klinische uitdaging

Een Infectie is de invasie van lichaamsweefsels door ziekteverwekkende dragers, hun vermenigvuldiging en de reactie van gastheerweefsels op deze ziekteverwekkers. (bijvoorbeeld bacteriën, virussen, schimmels of parasieten).
Een infectie wordt meestal veroorzaakt doordat bacteriën het lichaam binnendringen na een verwonding of tijdens of na een chirurgische ingreep. Deze bacteriën manifesteren zich vervolgens in hard weefsel (bot), zachte weefsels (huid, spier) of als een bio-film laag op een implantaatoppervlak (van bijv. een kunstheup, pacemaker, stent).
De ontdekking van penicilline door Alexander Flemming in 1928 markeerde de komst van het tijdperk van antibiotica. Sinds zijn uitvinding konden voorheen dodelijke bacteriële infectieziekten binnen enkele dagen worden genezen. Deze antibiotica zorgden in de tweede helft van de 20e eeuw voor een revolutie in de geneeskunde.
Echter in de nabije toekomst kan het succes van antibiotica volledig teniet worden gedaan door hun strijdbare tegenhangers: bacteriën die resistent zijn tegen de meeste antibiotica die in onze gezondheidszorg (AMR) veel worden gebruikt. Dit zal resulteren in een minder optimaal behandelresultaat, een fors groter aantal sterfgevallen en daarmee eveneens een enorme verdere stijging van de zorgkosten.
Op dit moment variëren de percentages van infectie na operatie in zogenaamde harde weefsels (bot) van 1% (heupprothese) tot 55% (open fracturen) 1-2. De kans op een bacteriële infectie in weke delen, zoals huid, vet of spieren, ligt tussen 12% en 29% 3.

Ongeacht de aard van de infectie en het geïnfecteerde weefsel wordt infectie in hard of zacht weefsel altijd behandeld met systemische en lokale antibiotica. De huidige antibioticatherapieën zijn erop gericht de lokale antibioticabelasting zo hoog mogelijk te maken zonder toxiciteit voor gastheercellen te veroorzaken. Concentraties van waarschijnlijk 100 keer de Minimal Inhibitory Concentration (MIC; de dosis die nodig is om de bacteriën te doden) in de eerste 1-2 dagen zijn wenselijk 4-6.
Wanneer de antibioticumdosis te laag wordt, kunnen bacteriën resistentie tegen het antibioticum ontwikkelen en zijn ze er niet langer vatbaar voor. Wanneer bacteriën resistent worden tegen antibiotica, bemoeilijkt en verlengt dit de behandeling enorm, waardoor de kans op verdere complicaties of met in sommige gevalle uiteindelijk zelfs de dood alg gevolg drastisch toeneemt.

AMR: het probleem wordt allen maar groter

Bij veelvuldig gebruik van anti-biotica ontwikkelen micro-organismen antibioticaresistentie. Dit komt door chromosomale DNA-mutaties en door de horizontale overdracht van genetisch materiaal wat leidt tot een verandering in bacteriële eiwitten 7.
AMR is een snel groeiend probleem met verwoestende gevolgen voor de kwaliteit van leven wereldwijd. AMR wordt vaak geassocieerd met ongunstige klinische resultaten welke vaak resulterenin amputaties of dus zelfs overlijden van de patiënt. Deze extra behandeling als gevolg van infecties leiden tot hoge zorgkosten.
De dreiging van AMR wordt onderbouwd in een groot aantal rapporten van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) en de regering 8-12. Geschat wordt dat nu al jaarlijks 1,5 miljoen mensen sterven als gevolg van AMR. Een recent gepubliceerd rapport stelde vast dat alleen al in de VS in 2010 ten minste 153.000 mensen stierven en 2,1 miljoen mensen ziek werden als gevolg van AMR. Voorspellende modellen die in een recent WHO-rapport worden beschreven, schatten dat in 2050 jaarlijks 10 miljoen mensen (VS 700.000) zullen komen te overlijden als gevolg van AMR. Als het zover komt zal AMR kanker, hart- en vaatziekten en diabetes hebben overtroffen als de No.1 doodsoorzaak 13-14.
Zonder ingrijpen AMR zal tenslotte ook leiden tot verhoogde infectie-percentages en verslechterde behandelingsresultaten bij de meeste chirurgische ingrepen en kankerbehandelingen, en mogelijk ook tot andere ziekten 13-14. Om de situatie te vermijden dat in de nabije toekomst sterfte als gevolg van infectie steeds normaler zal worden, moeten we dringend nieuwe antimicrobiële / bacteriedodende technologieën ontwikkelen die geen gebruik maken van antibiotica. Verder is het daarnaast van belang technologieën ontwikkelen die de therapeutische werkzaamheid van de huidige antibiotica verbeteren.

Uitdaging van de bio-film op implantaatoppervlakken

Bio-filmvorming op een implantaatoppervlak vergroot de complexiteit van de infectiebehandeling. Een bio-film is een complexe structuur die bestaat uit micro-organismen die verstrikt zijn in macromoleculen van glycocalyx en extracellulair DNA. Een bio-film interfereert met het vermogen van antibiotica om deze bio-film te penetreren en individuele bacteriën te bereiken.
In tegenstelling tot een gedefinieerde infectie in hard weefsel of zacht weefsel, is de voorkeursbehandeling bij acute post-operatieve prothetische gewrichtsinfectie (PJI) of bij een implantaatinfectie een combinatie van irrigatie en chirurgisch debridement (verwijdering van dood weefsel) om de lokale bacteriële belasting te verminderen op de implantaatcomponenten in combinatie met lokale en systemische antibiotische therapie 4-5.
Bovendien bevinden bacteriën zich in een bio-film vaak in zogenaamde slaap-toestand en zijn hierrdoor niet of minder vatbaar voor de meeste antibiotica, wat resulteert in een inadequate antibioticabehandeling 7-8.

Literature references

1. Hogan A et al. Osteomyelitis. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery, 2013 vol. 133, no. 9: 1183–1196.

2. Trampuz A. and Widmer AF. Infections associated with orthopedic implants. Current Opinion in Infectious Diseases, 2006 vol. 19, no. 4, pp. 349–356.

3. Esposito S, Noviello S, Leone S. Epidemiology and microbiology of skin and soft tissue infections. Curr Opin Infect Dis. 2016 Apr;29(2):109-15.

4. Parsons P. and Strauss E. Surgical management of chronic osteomyelitis. The American Journal of Surgery, 2004, vol. 188, no. 1, supplement 1, pp. 57–66.

5. Geurts J et al. Bone graft substitutes in active or suspected infection. Contraindicated or not?. Injury, 2011, vol. 42, supplement 2, pp. S82–S86.

6. Walenkamp GH et al. Gentamicin-PMMA beads. Pharmacokinetic and nephrotoxicological study Clinical Orthopaedics and Related Research, 1986, vol. 205, pp. 171–183.

7. Zhivich A. Fighting antimicrobial resistance: approaches, challenges, and opportunities in the search for new antibiotics. Mir journal 2017 Vol 4 (1):31-51.

8. Report: The evolving threat of antimicrobial resistance. Options for action. World Health Organization 2012. ISBN 978 92 4 150318 1.

9. Burnham JP, Olsen MA, Kollef MH. Re-estimating annual deaths due to multidrug-resistant organism infections. Infect Control Hosp Epidemiol. 2019 Jan;40(1):112-113.

10. Report: Annual epidemiological report antimicrobial resistance and healthcare-associated infections 2014. EARS-net. www.ecdc.europa.eu

11. Report: CDC. Antibiotic Use in the United States, 2017: Progress and Opportunities. Atlanta, GA: US Department of Health and Human Services, CDC; 2017.

12. O'Neill J. Review on Antimicrobial Resistance Antimicrobial Resistance: Tackling a crisis for the health and wealth of nations. London: Review on Antimicrobial Resistance; 2014.

13. Teillant A et al. Potential burden of antibiotic resistance on surgery and cancer chemotherapy antibiotic prophylaxis in the USA: A literature review and modeling study. Lancet Infect Dis 2015. 15(12): 1429-37

14. Report: Global action plan on antimicrobial resistance. World Health Organization 2015 ISBN 978 92 4 150976 3.

Antibiotica worden veel minder effectief in de preventie en uitroeiing van infecties als gevolg van Anti-Microbiële Resistentie (AMR). Het DARTBAC-project bereidt Nederland hier op voor.
linkedin facebook pinterest youtube rss twitter instagram facebook-blank rss-blank linkedin-blank pinterest youtube twitter instagram