Antibiotics Susceptability of Streptococcus pneumoniae Isolated from Pharynx in Healthy Korean Children and Choice of Proper Empirical Oral Antibiotics Using Pharmacokinetics/Pharmacodynamics Model

Purpose : Pneumococcus is one of the most important causes of invasive infection through the childhood period. In January 2008, the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) published revised penicillin breakpoints for Streptococcus pneumoniae and penicillin susceptibility rates of S. pneumoniae increased in Korea. This study was performed to determine the probability of oral amoxicillin for the empirical treatment achieving bactericidal exposure against pneumococcus using pharmacodynamics model. Methods : Twenty-three isolates of pneumococci were subjected to determine minimum inhibitory concentration (MIC) for ${\beta}$-lactams and macrolide. For the ${\beta}$-lactams, exposure of fT >MIC (time that free drug concentrations remain above the MIC) for 50% of the administration interval have determined the probability of target attainment (PTA), and regimens that had a PTA >90% were considered optimal. An analysis was performed by applying MIC of 23 isolates to a 5000-patient Monte Carlo simulation model. Results : Among 23 isolates from healthy children, 7 (30.4%) isolates were MIC ${\leq}$1.0 ${\mu}g$/mL and 19 (82.6%) were MIC ${\leq}$2 ${\mu}g$/mL for amoxicillin. Amoxicillin 40 mg/kg/day achieved PTA >90% at MIC ${\leq}$1.0 ${\mu}g$/mL but PTA decreased to 52% at MIC 2 ${\mu}g$/mL, whereas amoxicillin 90 mg/kg/day can predict 97% of PTA at MIC 2 ${\mu}g$/mL. Overall, oral amoxicillin 90 mg/ kg/day for the empirical treatment against pneumococcus can expect more successful response in Korean children. Conclusion : Considering the resistantce pattern of pneumococci in Korean children, we estimate that oral amoxicillin 90 mg/kg/day will provide a pharmacodynamic advantage for the empirical treatment against pneumococcus. And low dose amoxicillin or macrolide are expected to have higher chance of treatment failure than high dose oral amoxicillin.

국내의 소아에서 분리된 폐구균의 항생제 감수성 양상 및 약력동학 모델을 이용한 적절한 항생제의 선택

목 적 : 폐구균은 소아의 비인두에 상재하면서 다양한 국소 및 침습성 감염을 일으키며, 특히 2세 이하의 소아에서 발병 빈도가 높다. 2008년 미국 CLSI의 기준이 개정되면서 국내 폐구균의 페니실린 감수성률이 증가하였고 이에 따라 국내 경증 폐구균 감염증의 경험적 치료로서 경구 페니실린 및 amoxicillin의 사용이 가능하다. 최근 약력동학적 모델을 이용하여 항생제의 치료 효과를 평가하는 연구들이 보고되고 있으며, 본 연구는 이러한 모델 분석을 통해 국내 소아에서의 폐구균 감염증 치료시, 경험적 항생제로서 amoxicillin의 적절한 용량 결정에 도움이 되는 기초 자료를 얻고자 한다. 방 법: 2008년 9월부터 10월까지 서울에 위치한 어린이집을 방문하여 건강한 무증상 소아로부터 분리한 폐구균 23균주를 대상으로, 베타락탐 및 마크로라이드 항생제에 대한 MIC 값을 측정하였다. 베타락탐 항생제의 경우 각 균주의 MIC 값에서 fT>MIC가 50% 이상 되는것을 목표치로 정하고 목표치 획득 확률(PTA)이 90% 이상일 경우 적절한 항생제 요법으로 간주하였다. 소아의 상기도내에 보균된 폐구균 균주가 중이염 등의 폐구균 감염증의 원인 균주가 될 가능성이 높다는 전제하에, 이러한 Monte Carlo simulation 모델에서 구해진 PTA값에 본 연구에 포함된 폐구균 균주의 MIC 값을 적용하여 분석하였다. 결 과:건강한 소아의 인후에서 분리된 23개 폐구균균주중 베타락탐 항생제인 정주용 penicillin, amoxicillin 및 cefotaxime에 대한 감수성 균주의 분율은 각각 78.3%, 82.6% 및 82.6%였고, 마크로라이드 항생제인 erythromycin에 대한 감수성 균주는 단 한 개였다. Fallon등19)이 제시한 Monte Carlo simulation 모델에서 약10 kg의 소아에게 amoxicillin을 40 mg/kg/일의 용량으로 투여 시 $MIC{\leq}1.0{\mu}g$/mL인 폐구균의 경우 PTA 값이 90%였으나, MIC 값이 2 ${\mu}g$/mL로 증가되면 PTA 값이 52%로 감소하였다. 그러나 amoxicillin을 90 mg/kg/일의 용량으로 투여 시 MIC 값이 2 ${\mu}g$/mL인 폐구균의 경우에도 PTA가 97%로 좋은 치료 반응이 예상된다. 이 모델에 국내의 건강한 소아의 인두에서 분리된 폐구균 균주의 MIC 값을 적용하여 약력동학적인 면을 고려한 적절한 항생제 용법을 판단하였다. 본 연구에서 분리된 23개의 폐구균 균주 중 amoxicillin에 대한 MIC 값이${\leq}1.0 {\mu}g$/mL인 경우는 7 균주(30.4%), ${\leq}2 {\mu}g$/mL인 경우는 19 균주(82.6%)로, 국내 소아의 급성 중이염과 같은 폐구균 감염증에서 경구용 amoxicillin을 90 mg/kg/일의 용량으로 투여시 80% 이상에서 좋은 치료 성적을 기대할 수 있었다. 결 론 : 국내 소아의 폐구균 감염증에서 경험적 항생제로 amoxicillin을 투여할 경우, 약력동학적 모델을 이용하면 90 mg/kg/day의 고용량이 더욱 효과적일 것으로 생각되며, 저용량의 amoxicillin 또는 마크로라이드 처방은 치료 실패의 확률이 높을 것으로 추정된다.