Influencing Factors to Vancomycin Clearance in Trauma Intensive Care Unit Patients

Abstract

BACKGROUND: Appropriate vancomycin dosing is needed to treat patients with multiple trauma in the intensive care unit (ICU). The trough level of vancomycin in the trauma intensive care unit (TICU) patients was lower than that of other ICU patients at Ajou University Hospital, a 1,084 bed tertiary hospital. A lower vancomycin concentration may be associated with treatment failure in TICU patients. We evaluated the factors affecting vancomycin levels and studied pharmacokinetics of vancomycin in TICU patients compared to medical ICU (MICU) patients to guide appropriate dosing of vancomycin. METHODS: We retrieved the therapeutic drug monitoring (TDM) database at the Ajou University Hospital pharmacy retrospectively to select appropriate cases. Patients who were admitted to the TICU or MICU from January 2015 to December 2015 were selected. All patients received at least three doses of vancomycin intravenously and serum vancomycin levels were expected to be steady state. After the expected steady state, the serum vancomycin trough levels and TDM were checked. Patients < 19 years old, those with end stage renal disorder on intermittent hemodialysis or continuous ambulatory peritoneal dialysis and pregnant woman were excluded. Seventy-six cases/56 patients from the TICU and 96 cases/89 patients from the MICU were analyzed. We reviewed patient medical history, laboratory results, use of vancomycin and other drugs, clinical findings, and pharmacokinetics of vancomycin. Continuous variables are expressed as means ± standard deviation, and categorical variables are presented as frequencies and percentages. Group comparisons were analyzed independently by Student’s t-test for continuous variables and the chi-square test for categorical variables. Pearson’s correlation analysis was performed to evaluate the correlations, and the interrelated effects of each variable were analyzed by multiple linear regression. A two-tailed p-value < .05 denoted a significant difference. RESULTS: Many characteristics of patients were significantly different between the TICU and MICU, particularly body weight (71.93 ± 14.78, 58.36 ± 19.88; kg; P < .0001) and weight-associated factors, including overweight, overweight rate, body mass index (BMI), body surface area (BSA), and creatinine clearance (143.52 ± 69.41, 97.24 ± 63.69; mg/dl; P < .0001). The pharmacokinetics of vancomycin in the non-continuous renal replacement therapy (CRRT) group revealed the lots of difference between the two ICUs, and vancomycin clearance was higher in TICU patients than that in the MICU patients (74.25 ± 27.99, 53.74 ± 23.91; ml/min; P < .0001). No significant difference in vancomycin clearance was observed in the CRRT group (35.42 ± 11.03, 30.96 ± 9.64; ml/min; P = .215). The only factor associated with vancomycin clearance in the non-CRRT group was creatinine clearance (coefficient 0.156; P = .017), and no factor was associated with vancomycin clearance in the CRRT group. CONCLUSIONS: Patients with multiple trauma in the ICU were heavier than other ICU patients because of intensive fluid therapy. A more appropriate dose of vancomycin is required in patients with multiple trauma, depending on the creatinine clearance and actual body weight, and therapeutic vancomycin levels should be monitored. Vancomycin can be infused in fixed doses for patients undergoing CRRT, regardless of the type of ICU or patient characteristics.

연구 배경: 외상으로 집중치료실에 입실한 환자들의 치료에는 반코마이신의 투여할 때 에는 적절한 용량을 결정하는 것이 중요하다. 아주대학교 부속병원에서 환자들의 혈중 반코마이신 최저 농도를 측정하였고, 외상 집중치료실 환자들의 농도가 다른 집중치료실 환자들의 농도보다 낮음을 확인할 수 있었다. 그리고 이러한 낮은 혈중 반코마이신 농도는 집중치료실 환자들의 치료의 실패를 야기할 수 있다. 우리는 외상 집중치료실 환자들을 내과계 집중치료실 환자들과 비교하여 반코마이신의 약동학에 영향을 미치는 인자들을 확인하고 적절한 반코마이신 투여 용량에 대한 안내를 하고자 한다. 연구 방법: 아주대학교 부속병원의 약제부에서 치료적 약물 농도 감시 자료들에서 적절한 사례가 후향적으로 수집되었다. 2015년 1월부터 2015년 12월까지 외상 집중치료실과 내과계 집중치료실에 입실한 환자들이 선택되었다. 모든 환자들은 최소 3회의 반코마이신이 정맥 투여 되어서 혈중 반코마이신 농도가 항정 상태에 도달하였다고 예상할 수 있었다. 항정 상태의 환자들에게서 혈중 반코마이신 최저 농도와 치료적 약물농도 감시가 확인되었다. 19세 미만과 신기능 감소로 인한 간헐적 혈액 투석과 지속적 복막 투석을 하는 경우와 임신한 환자들은 배제되었다. 외상 집중치료실의 56명의 환자에서 76개의 사례 및 내과계 집중치료실의 89명의 환자에서 96개의 사례가 분석되었다. 환자들의 과거력 및 혈액 검사, 반코마이신의 사용과 다른 약제의 사용, 임상 소견과 반코마이신의 약동학이 검토 되었다. 연속 변수는 평균과 표준편차 표현되었으며, 범주형 변수는 횟수와 백분율로 표시되었다. 군간의 비교는 스튜던트 T 검정과 카이 자승 검정으로 분석되었다. 변수간의 상관성의 평가는 피어슨 검정으로 이루어졌으며, 각 변수간의 개개의 상관성은 다중선형회귀분석으로 분석되었다. 연구 결과: 외상 집중치료실과 내과계 집중치료실 환자들의 많은 특성들이 유의하게 차이를 보였으며, 특히 체중 (71.93±14.78, 58.36±19.88; kg; P< .0001) 과 이와 관련된 과체중 과체중 비율, 체질량지수, 체표면적에서 차이가 크며, 크레아티닌 청소율(143.52±69.41, 97.24±63.69; mg/dl; P< .0001) 에서도 차이가 보였다. 지속적 신대체요법을 사용하지 않은 군에서는 두 군간의 반코마이신 약동학의 차이가 더욱 컸으며, 반코마이신 청소율은 외상 집중치료실군에서 더 높았다 (74.25±27.99, 53.74±23.91; ml/min; P< .0001). 하지만 지속적 신 대체요법을 사용하는 경우에는 반코마이신 청소율이 두 군간에 유의한 차이를 보이지 않았다 (35.42±11.03, 30.96±9.64; ml/min; P= .215). 반코마이신 청소율에 영향을 미치는 인자는 지속적 신 대체요법을 사용하지 않은 군에서는 크레아티닌 청소율이 있었으며 (coefficients 0.156; P= .017), 지속적 신 대체요법을 사용하는 군에서는 없었다. 연구 결론: 집중치료실에서 치료를 받는 외상 환자들은 집중적인 수액 치료로 인하여 다른 집중치료실 환자들 보다 체중이 많이 나간다. 그렇기 때문에 이러한 환자들에서 환자들의 체중과 크레아티닌 청소율을 고려한 적절한 반코마이신의 용량의 선택과 치료적 반코마이신 농도의 측정이 필요하다. 지속적 신 대체요법을 사용하는 환자들은 집중치료실 종류나 환자의 특성에 관계 없이 반코마이신을 고정된 용량으로 사용할 수 있겠다.