Published January 17, 2017 | Version v1
Publication Open

Antibiotic Cycling and Antibiotic Mixing: which one best mitigates antibiotic resistance?

  • 1. University of Exeter
  • 2. Universidad Nacional Autónoma de México
  • 3. Westmead Hospital
  • 4. University of Sydney

Description

Can we exploit our burgeoning understanding of molecular evolution to slow the progress of drug resistance? One role of an infection clinician is exactly that: to foresee trajectories to resistance during antibiotic treatment and to hinder that evolutionary course. But can this be done at a hospital-wide scale? Clinicians and theoreticians tried to when they proposed two conflicting behavioral strategies that are expected to curb resistance evolution in the clinic, these are known as "antibiotic cycling" and "antibiotic mixing." However, the accumulated data from clinical trials, now approaching 4 million patient days of treatment, is too variable for cycling or mixing to be deemed successful. The former implements the restriction and prioritization of different antibiotics at different times in hospitals in a manner said to "cycle" between them. In antibiotic mixing, appropriate antibiotics are allocated to patients but randomly. Mixing results in no correlation, in time or across patients, in the drugs used for treatment which is why theorists saw this as an optimal behavioral strategy. So while cycling and mixing were proposed as ways of controlling evolution, we show there is good reason why clinical datasets cannot choose between them: by re-examining the theoretical literature we show prior support for the theoretical optimality of mixing was misplaced. Our analysis is consistent with a pattern emerging in data: neither cycling or mixing is a priori better than the other at mitigating selection for antibiotic resistance in the clinic.: antibiotic cycling, antibiotic mixing, optimal control, stochastic models.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

هل يمكننا استغلال فهمنا المتزايد للتطور الجزيئي لإبطاء تقدم مقاومة الأدوية ؟ أحد أدوار طبيب العدوى هو بالضبط: التنبؤ بمسارات المقاومة أثناء العلاج بالمضادات الحيوية وإعاقة هذا المسار التطوري. ولكن هل يمكن القيام بذلك على نطاق واسع في المستشفى ؟ حاول الأطباء والمنظرون ذلك عندما اقترحوا استراتيجيتين سلوكيتين متعارضتين من المتوقع أن تحد من تطور المقاومة في العيادة، وتعرفان باسم "تدوير المضادات الحيوية" و "خلط المضادات الحيوية"." ومع ذلك، فإن البيانات المتراكمة من التجارب السريرية، التي تقترب الآن من 4 ملايين يوم مريض من العلاج، متغيرة للغاية بحيث لا يمكن اعتبار ركوب الدراجات أو الاختلاط ناجحًا. الأول ينفذ تقييد وتحديد أولويات المضادات الحيوية المختلفة في أوقات مختلفة في المستشفيات بطريقة يقال إنها "تدور" بينهما. في خلط المضادات الحيوية، يتم تخصيص المضادات الحيوية المناسبة للمرضى ولكن بشكل عشوائي. يؤدي الخلط إلى عدم وجود ارتباط، في الوقت المناسب أو عبر المرضى، في الأدوية المستخدمة للعلاج وهذا هو السبب في أن المنظرين رأوا ذلك كاستراتيجية سلوكية مثالية. لذلك في حين تم اقتراح ركوب الدراجات والخلط كطرق للتحكم في التطور، فإننا نظهر أن هناك سببًا وجيهًا لعدم تمكن مجموعات البيانات السريرية من الاختيار بينها: من خلال إعادة فحص الأدبيات النظرية، نظهر دعمًا مسبقًا للأمثلية النظرية للخلط في غير محله. يتوافق تحليلنا مع نمط ناشئ في البيانات: لا يعد ركوب الدراجات أو الخلط أفضل مسبقًا من الآخر في التخفيف من اختيار مقاومة المضادات الحيوية في العيادة.: ركوب الدراجات بالمضادات الحيوية، وخلط المضادات الحيوية، والتحكم الأمثل، والنماذج العشوائية.

Translated Description (French)

Pouvons-nous exploiter notre compréhension naissante de l'évolution moléculaire pour ralentir la progression de la résistance aux médicaments ? L'un des rôles d'un clinicien spécialiste des infections est exactement cela : prévoir les trajectoires de résistance pendant le traitement antibiotique et entraver cette évolution. Mais cela peut-il être fait à l'échelle de l'hôpital ? Les cliniciens et les théoriciens ont essayé de le faire lorsqu'ils ont proposé deux stratégies comportementales contradictoires qui devraient freiner l'évolution de la résistance dans la clinique, connues sous le nom de « cycle antibiotique » et de « mélange d'antibiotiques ».« Cependant, les données accumulées lors des essais cliniques, qui approchent maintenant les 4 millions de jours-patients de traitement, sont trop variables pour que le cyclisme ou le mélange soit considéré comme réussi. Le premier met en œuvre la restriction et la priorisation de différents antibiotiques à différents moments dans les hôpitaux d'une manière dite de « cycle » entre eux. Dans le mélange d'antibiotiques, des antibiotiques appropriés sont attribués aux patients, mais de manière aléatoire. Le mélange n'entraîne aucune corrélation, dans le temps ou entre les patients, dans les médicaments utilisés pour le traitement, ce qui explique pourquoi les théoriciens considéraient cela comme une stratégie comportementale optimale. Ainsi, alors que le cyclisme et le mélange ont été proposés comme moyens de contrôler l'évolution, nous montrons qu'il y a de bonnes raisons pour lesquelles les ensembles de données cliniques ne peuvent pas choisir entre eux : en réexaminant la littérature théorique, nous montrons que le soutien préalable à l'optimalité théorique du mélange était déplacé. Notre analyse est cohérente avec un schéma émergeant dans les données : ni le cyclisme ni le mélange n'est a priori meilleur que l'autre pour atténuer la sélection de la résistance aux antibiotiques en clinique. : cycle antibiotique, mélange antibiotique, contrôle optimal, modèles stochastiques.

Translated Description (Spanish)

¿Podemos explotar nuestra creciente comprensión de la evolución molecular para frenar el progreso de la resistencia a los medicamentos? Un papel de un clínico de infecciones es exactamente eso: prever las trayectorias de resistencia durante el tratamiento con antibióticos y obstaculizar ese curso evolutivo. Pero, ¿se puede hacer esto a escala hospitalaria? Los médicos y los teóricos lo intentaron cuando propusieron dos estrategias conductuales contradictorias que se espera que frenen la evolución de la resistencia en la clínica, conocidas como "ciclo de antibióticos" y "mezcla de antibióticos"." Sin embargo, los datos acumulados de los ensayos clínicos, que ahora se acercan a los 4 millones de días-paciente de tratamiento, son demasiado variables para que el ciclo o la mezcla se consideren exitosos. El primero implementa la restricción y priorización de diferentes antibióticos en diferentes momentos en los hospitales de una manera que se dice que "cicla" entre ellos. En la mezcla de antibióticos, los antibióticos apropiados se asignan a los pacientes pero al azar. La mezcla no da como resultado ninguna correlación, en el tiempo o entre pacientes, en los medicamentos utilizados para el tratamiento, por lo que los teóricos vieron esto como una estrategia de comportamiento óptima. Entonces, si bien el ciclo y la mezcla se propusieron como formas de controlar la evolución, mostramos que hay una buena razón por la cual los conjuntos de datos clínicos no pueden elegir entre ellos: al reexaminar la literatura teórica, mostramos que el apoyo previo a la optimalidad teórica de la mezcla estaba fuera de lugar. Nuestro análisis es consistente con un patrón emergente en los datos: ni el ciclo ni la mezcla son a priori mejores que el otro para mitigar la selección de resistencia a los antibióticos en la clínica: ciclo de antibióticos, mezcla de antibióticos, control óptimo, modelos estocásticos.

Files

msw292.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ركوب المضادات الحيوية وخلط المضادات الحيوية: أيهما أفضل للتخفيف من مقاومة المضادات الحيوية ؟
Translated title (French)
Antibiotic Cycling and Antibiotic Mixing : which one best mitigates antibiotic resistance ?
Translated title (Spanish)
Ciclo de antibióticos y mezcla de antibióticos: ¿cuál mitiga mejor la resistencia a los antibióticos?

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2573928791
DOI
10.1093/molbev/msw292

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1569236388
  • https://openalex.org/W192243001
  • https://openalex.org/W1968981349
  • https://openalex.org/W1971724552
  • https://openalex.org/W1984745649
  • https://openalex.org/W2001875667
  • https://openalex.org/W2002278890
  • https://openalex.org/W2011274088
  • https://openalex.org/W2026248979
  • https://openalex.org/W2035927533
  • https://openalex.org/W2043581614
  • https://openalex.org/W2045500978
  • https://openalex.org/W2062776490
  • https://openalex.org/W2062884548
  • https://openalex.org/W2063910158
  • https://openalex.org/W2064101835
  • https://openalex.org/W2065750764
  • https://openalex.org/W2067475849
  • https://openalex.org/W2068504407
  • https://openalex.org/W2083552886
  • https://openalex.org/W2087914549
  • https://openalex.org/W2089969311
  • https://openalex.org/W2090593608
  • https://openalex.org/W2096305028
  • https://openalex.org/W2108505069
  • https://openalex.org/W2111911678
  • https://openalex.org/W2113812160
  • https://openalex.org/W2115526889
  • https://openalex.org/W2123226937
  • https://openalex.org/W2127485648
  • https://openalex.org/W2137924832
  • https://openalex.org/W2141979454
  • https://openalex.org/W2145725351
  • https://openalex.org/W2146370523
  • https://openalex.org/W2155955265
  • https://openalex.org/W2159680005
  • https://openalex.org/W2163400292
  • https://openalex.org/W2170107391
  • https://openalex.org/W2312456371
  • https://openalex.org/W2422788052
  • https://openalex.org/W4211194064