Sparse Sampling Design for Therapeutic Drug Monitoring of Sequentially Administered Cyclophosphamide, Thiotepa, and Carboplatin (CTC)

Abstract Background Pyrazinamide (PZA) is a key drug for both drug-sensitive and drug-resistant tuberculosis (TB). Patients co-infected with TB and human immunodeficiency virus (HIV) are more likely to have low blood levels of PZA, associated with inferior outcomes. Therapeutic drug monitoring (TDM) with sparse blood sampling is recommended for high-risk groups, including HIV/TB patients, but the accuracy is uncertain. We performed a pharmacokinetic (PK) simulation study to estimate the diagnostic accuracy of TDM for PZA among HIV/TB patients. Methods We recently performed a population PK study among HIV/TB patients in Botswana, identifying a 1-compartment model with first-order elimination. In the current work, we performed an intensive PK simulation (n = 10,000 patients) to determine the accuracy of sparse blood sampling in identifying HIV/TB patients with low PZA blood levels, as defined by the AUC in a dosing interval (AUC0-24) predictive of successful outcome (363 mg*hr/L). PZA dosing followed WHO guidelines with weight-based dosing bands. In secondary analysis, we examined the peak concentration (Cmax) target predictive of 2-month sputum conversion (58 mg/L). To determine the accuracy of sparse sampling (2- and 6-hours), we performed receiver-operating-characteristic (ROC) analysis, with bootstrapping (n = 1,000) for 95% confidence intervals (CI), and defined accuracy as the area under the ROC curve. Results In this simulation PK study of PZA among HIV/TB patients, the PZA AUC0-24 fell below the target in 29% of patients, while in 71% of patients the PZA Cmax was below the target. For the AUC0-24 target, the area under the ROC curve was 0.69 (95% CI 0.68–0.70) for a single 2-hour sample, increasing to 0.75 (95% CI 0.74–0.76) for 2- and 6-hour samples. For the Cmax target, diagnostic accuracy was similar for a 2-hour sample (0.87, 95% CI 0.86–0.87) and 2- and 6-hour samples (0.88, 95% CI 0.88–0.89). Conclusion We observed modest diagnostic accuracy of TDM for identifying in silico HIV/TB patients with low PZA AUC0-24, and higher accuracy for low Cmax. By identifying diagnostic performance characteristics of sparse sampling strategies, including optimal cut-offs, the ROC framework can support wider implementation of TDM in high-risk TB populations. Disclosures All authors: No reported disclosures.

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Diagnose und Monitoring bei chronisch-entzündlicher Darmerkrankung

Therapeutische Umschau ◽

10.1024/0040-5930/a001002 ◽

2018 ◽

Vol 75 (5) ◽

pp. 316-328

Author(s):

Christian Ansprenger ◽

Emanuel Burri

Keyword(s):

Therapeutic Drug Monitoring ◽

Drug Monitoring ◽

Morbus Crohn ◽

Therapeutic Drug ◽

Körperliche Untersuchung

Zusammenfassung. Die Diagnose und auch die Überwachung von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen ruht auf mehreren Säulen: Anamnese, körperliche Untersuchung, Laborwerte (im Blut und Stuhl), Endoskopie, Histologie und Bildgebung. Die Diagnose kann nicht anhand eines einzelnen Befundes gestellt werden. In den letzten Jahren hat sich das Therapieziel weg von klinischen Endpunkten hin zu endoskopischen und sogar histologischen Endpunkten entwickelt. Für einige dieser neuen Therapieziele existiert allerdings noch keine allgemein gültige Definition. Regelmässige Endoskopien werden von Patienten schlecht toleriert, weshalb Surrogat-Marker wie Calprotectin untersucht wurden und eine gute Korrelation mit der mukosalen Entzündungsaktivität nachgewiesen werden konnte. Entsprechend zeigte sich bei Morbus Crohn eine Algorithmus-basierte Therapiesteuerung – unter anderem basierend auf Calprotectin – einer konventionellen Therapiesteuerung überlegen. Die Überwachung der medikamentösen Therapie («Therapeutic Drug Monitoring» [TDM]) ist ein zweites Standbein des Monitoring von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Mit zunehmendem Einsatz vor allem der Biologika-Therapien wurden sowohl reaktives TDM (in Patienten mit klinischem Rezidiv) als auch proaktives TDM (in Patienten in Remission / stabiler Erkrankung) untersucht und haben (teilweise) Eingang in aktuelle Richtlinien gefunden. Zukünftige Studien werden die vorgeschlagenen Therapieziele besser definieren und den Nutzen der medikamentösen Therapieüberwachung auf den Krankheitsverlauf weiter untersuchen müssen.

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