background image

 

Antifungal Drugs 

I. 

 OVERVIEW 

Infectious  diseases  caused  by  fungi  are  called  mycoses,  and  they  are  often  chronic  in 
nature.  Some  mycotic  infections  are  superficial  and  some  involve  the  skin  (cutaneous 
mycoses  extending  into  the  epidermis),  but  fungi  may  also  penetrate  the  skin,  causing 
subcutaneous  infections.  The  fungal  infections  that  are  most  difficult  to  treat  are  the 
systemic  mycoses,  which  are  often  life  threatening.  The  fungal  cell  membrane  contains 
ergosterol rather than the cholesterol found in mammalian membranes. 

II. 

 DRUGS FOR SUBCUTANEOUS AND SYSTEMIC MYCOTIC INFECTIONS 

A. 

 Amphotericin B 

Amphotericin  B  is  a  naturally  occurring  polyene  macrolide  antibiotic  produced  by 
Streptomyces nodosus. In spite of its toxic potential, amphotericin B is the drug of choice 
for the treatment of life-threatening systemic mycoses. 

1.  Mechanism  of  action:  Several  amphotericin  B  molecules  bind  to  ergosterol  in  the 
plasma membranes of sensitive fungal cells. There, they form pores (channels). The pores 
disrupt  membrane  function,  allowing  electrolytes  (particularly  potassium)  and  small 
molecules to leak from the cell, resulting in cell death.  

2. Antifungal spectrum: Amphotericin B is either fungicidal or fungistatic, depending on 
the  organism  and  the  concentration  of  the  drug.  It  is  effective  against  a  wide  range  of 
fungi,  including  Candida  albicans,  Histoplasma  capsulatum,  Cryptococcus  neoformans, 
Coccidioides immitis, Blastomyces dermatitidis, and many strains of Aspergillus. [Note: 
Amphotericin B is also used in the treatment of the protozoal infection leishmaniasis.] 

3.  Resistance:  Fungal  resistance,  although  infrequent,  is  associated  with  decreased 
ergosterol content of the fungal membrane. 

4. Pharmacokinetics: Amphotericin B is administered by slow, intravenous (IV) infusion. 
The  three  amphotericin  B  lipid  formulations  marketed  in  the  United  States  are 
AMPHOTEC,  ABELCET,  and  AMBISOME.  These  liposomal  preparations  have  the 
primary advantage of reduced renal and infusion toxicity. Amphotericin B is extensively 
bound  to  plasma  proteins  and  is  distributed  throughout  the  body.  To  minimize 


background image

 

nephrotoxicity, alternatives including sodium loading with infusions of normal saline and 
the lipid-based amphotericin B products are used. 

5.  Adverse  effects:  Amphotericin  B  has  a  low  therapeutic  index.  The  total  adult  daily 
dose  should  not  exceed  1.5  mg/kg.  Small  test  doses  may  be  administered  to  assess  the 
degree  of  negative  responses,  such  as  anaphylaxis  or  convulsions.  Other  toxic 
manifestations include the following. 

a.  Fever  and  chills:  These  occur  most  commonly  1  to  3  hours  after  starting  the  IV 
administration, but they usually subside with repeated administration of the drug. 

b.  Renal  impairment:  Despite  the  low  levels  of  the  drug  excreted  in  the  urine,  patients 
may exhibit a decrease in glomerular filtration rate and renal tubular function. Creatinine 
clearance can drop, and potassium and magnesium are lost. 

c.  Hypotension:  A  shock-like  fall  in  blood  pressure  accompanied  by  hypokalemia  may 
occur, requiring potassium supplementation. 

d.  Anemia:  Normochromic,  normocytic  anemia  caused  by  a  reversible  suppression  of 
erythrocyte production may occur. 

e. Neurologic effects: Intrathecal administration can cause a variety of serious neurologic 
problems. 

f. Thrombophlebitis: Adding heparin to the infusion can alleviate this problem. 

B. Flucytosine 

1. Mechanism of action: 5-FC enters fungal cells via a cytosinespecific permease, which 
is an enzyme not found in mammalian cells. 5-FC is then converted by a series of steps to 
5-fluorodeoxyuridine  5’-monophosphate.  This  false  nucleotide  inhibits  thymidylate 
synthase,  thereby  depriving  the  organism  of  thymidylic  acid,  an  essential  DNA 
component. 

2.  Antifungal  spectrum:  5-FC  is  fungistatic.  It  is  effective  in  combination  with 
itraconazole  for  treating  chromoblastomycosis  and  in  combination  with  amphotericin  B 
for treating candidiasis and cryptococcosis. 

3. Resistance: Resistance due to decreased levels of any of the enzymes in the conversion 
of 5-FC to 5-fluorouracil (5-FU) and beyond. 


background image

 

4. Pharmacokinetics: 5-FC is well absorbed by the oral route. It distributes throughout the 
body  water  and  penetrates  well  into  the  CSF.  Excretion  of  both  the  parent  drug  and  its 
metabolites is by glomerular filtration. 

5.  Adverse  effects:  5-FC  causes  reversible  neutropenia,  thrombocytopenia,  and  dose-
related  bone  marrow  depression.  Caution  must  be  exercised  in  patients  undergoing 
radiation  or  chemotherapy  with  drugs  that  depress  bone  marrow.  Reversible  hepatic 
dysfunction  with elevation of serum  transaminases and alkaline phosphatase  may occur. 
Gastrointestinal  disturbances,  such  as  nausea,  vomiting,  and  diarrhea,  are  common,  and 
severe enterocolitis may also occur. 

C. Ketoconazole 

Ketoconazole  was  the  first  orally  active  azole  available  for  the  treatment  of  systemic 
mycoses. 

1.  Mechanism  of  action:  Azoles  are  predominantly  fungistatic.  They  inhibit  C-14  α-
demethylase  (a  cytochrome  P450  [CYP450]  enzyme),  thereby  blocking  the 
demethylation of lanosterol to ergosterol, the principal sterol of fungal membranes. This 
inhibition  disrupts  membrane  structure  and  function,  which,  in  turn,  inhibits  fungal  cell 
growth.  The  drug  also  inhibits  human  gonadal  and  adrenal  steroid  synthesis,  leading  to 
decreased testosterone and cortisol production. 

2.  Antifungal  spectrum:  Oral  ketoconazole  is  active  against  many  fungi,  including 
Histoplasma,  Blastomyces,  Candida,  and  Coccidioides,  but  not  aspergillus  species. 
Itraconazole has largely replaced ketoconazole in the treatment of most mycoses because 
of its broader spectrum, greater potency, and fewer adverse effects.  

Topical  ketoconazole  is  used  to  treat  tinea  corporis,  tinea  cruris,  and  tinea  pedis.  Also, 
topical  ketoconazole  is  used  to  treat  tinea  versicolor,  cutaneous  candidiasis  caused  by 
Candida  species.  It  is  also  used  topically  in  the  treatment  of  seborrheic  dermatitis  and 
dandruff. 

3.  Resistance:  Identified  mechanisms  of  resistance  include  mutations  in  the  C-14  α-
demethylase  gene,  which  cause  decreased  azole  binding.  Additionally,  some  strains  of 
fungi have developed the ability to pump the azole out of the cell. 


background image

 

4.  Pharmacokinetics:  When  ketoconazole  is  administered  orally,  it  requires  gastric  acid 
for  dissolution  and  is  absorbed  through  the  intestinal  mucosa.  Administering  acidifying 
agents  before  taking  the  drug  can  improve  absorption  in  patients  with  achlorhydria. 
Ketoconazole  is  extensively  bound  to  plasma  proteins.  Extensive  metabolism  occurs  in 
the liver, and excretion is primarily through the bile. 

5. Adverse effects: In addition to allergies, dose-dependent gastrointestinal disturbances, 
including  nausea,  anorexia,  and  vomiting,  are  the  most  common  adverse  effects  of 
ketoconazole  treatment.  Endocrine  effects,  such  as  gynecomastia,  decreased  libido, 
impotence, and menstrual irregularities, result from the blocking of androgen and adrenal 
steroid  synthesis  by  ketoconazole.  Frank  hepatitis  occurs  rarely,  but  requires  immediate 
cessation of ketoconazole treatment. 

6. 

 Drug interactions and contraindications: By inhibiting CYP450, ketoconazole can 

potentiate  the  toxicities  of  drugs  such  as  cyclosporine.  Rifampin,  an  inducer  of  the 
CYP450 system, can shorten the duration of action of ketoconazole. Drugs that decrease 
gastric  acidity,  such  as  H2-receptor  blockers,  antacids,  and  proton-pump  inhibitors,  can 
decrease absorption of ketoconazole. Finally, ketoconazole is teratogenic in animals, and 
it should not be given during pregnancy. 

D. 

 Fluconazole 

Fluconazole  is  a  member  of  the  triazole  class  of  antifungal  products.  It  is  clinically 
important  because  of  its  lack  of  the  endocrine  side  effects  of  ketoconazole  and  its 
excellent penetrability into the CSF of both normal and inflamed  meninges. Fluconazole 
is  employed  prophylactically,  with  some  success,  for  reducing  fungal  infections  in 
recipients  of  bone  marrow  transplants.  It  inhibits  the  synthesis  of  fungal  membrane 
ergosterol in the same manner as ketoconazole and is the drug of choice for Cryptococcus 
neoformans  after  therapy  with  amphotericin  B,  for  most  candidemias,  and  for 
coccidioidomycosis.  Fluconazole  is  effective  against  most  forms  of  mucocutaneous 
candidiasis.  Fluconazole  is  administered  orally  or  intravenously.  For  the  treatment  of 
vaginal candidiasis, the dose is 150 mg as a single oral dose. The adverse effects caused 
by fluconazole treatment are less of a problem than those with ketoconazole. However, it 
can  inhibit  the  P450  cytochromes  that  metabolize  other  drugs.  Nausea,  vomiting,  and 
rashes are a problem. There is a caution for patients with liver dysfunction. Fluconazole 
is teratogenic, as are other azoles, and should not be used in pregnancy. 


background image

 

E. 

 Itraconazole 

Itraconazole is an antifungal agent with a broad antifungal spectrum. Like fluconazole, it 
is a synthetic  triazole and also  lacks the endocrinologic side effects  of  ketoconazole. Its 
mechanism of action is the same as that of the other triazoles. Itraconazole is the drug of 
choice  for  the  treatment  of  blastomycosis,  sporotrichosis,  paracoccidioidomycosis,  and 
histoplasmosis.  Itraconazole  is  well  absorbed  orally,  but  it  requires  acid  for  dissolution. 
Food  increases  the  bioavailability  of  some  preparations.  Adverse  effects  include  nausea 
and  vomiting,  rash,  hypokalemia,  hypertension,  edema,  and  headache.  Itraconazole 
should  be  avoided  in  pregnancy.  The  capsules  should  not  be  taken  by  patients  with 
evidence of ventricular dysfunction. 

F. 

 Voriconazole 

Voriconazole, a triazole, has the advantage of being a broad-spectrum antifungal agent. It 
is  available  for  both  IV  and  oral  administration  and  is  approximately  96  percent 
bioavailable. Voriconazole is approved for the treatment of invasive aspergillosis and has 
replaced  amphotericin  B  as  the  treatment  of  choice  for  this  indication.  Voriconazole  is 
also approved  for treatment of serious infections. Side effects are similar to those of  the 
other  azoles.  High  trough  concentrations  are  associated  with  visual  and  auditory 
hallucinations. 

G. 

 Posaconazole 

Posaconazole,  a  triazole,  is  a  new  oral,  broadspectrum  antifungal  agent  with  a  chemical 
structure similar to that of itraconazole. It was approved in 2006 to prevent Candida and 
Aspergillus  infections.  Due  to  its  spectrum  of  activity,  posaconazole  could  possibly  be 
used  in  the  treatment  of  fungal  infections  caused  by  Mucor  species  and  other 
zygomycetes. To date, amphotericin  B  formulations are the only other antifungal agents 
available  for  treatment  of  zygomycete  infections.  The  most  common  side  effects 
observed  were  gastrointestinal  issues  (nausea,  vomiting,  diarrhea,  and  abdominal  pain) 
and headaches. Rare cases of hemolytic uremic syndrome, thrombotic thrombocytopenic 
purpura, and pulmonary embolus have been reported. To be effective, posaconazole must 
be administered with a high fat meal.  

H. 

 Echinocandins 


background image

 

Echinocandins  interfere  with  the  synthesis  of  the  fungal  cell  wall  by  inhibiting  the 
synthesis  of  β(1,3)-D-glucan,  leading  to  lysis  and  cell  death.  Caspofungin,  micafungin, 
and anidulafungin are available for IV adminstration once daily. 

1. Caspofungin: Caspofungin is the first approved member of the echinocandins class of 
antifungal drugs. Caspofungin has activity against Aspergillus and most Candida species, 
including  those  species  resistant  to  azoles.  Adverse  effects  include  fever,  rash,  nausea, 
and phlebitis.  Flushing occurs. The  dose of caspofungin  does  not  need to  be adjusted in 
renal  impairment  but  is  warranted  with  moderate  hepatic  dysfunction.  Caspofungin  is  a 
second-line antifungal for those who have failed or cannot tolerate amphotericin B or an 
azole. 

2. Micafungin and anidulafungin: Micafungin and anidulafungin are the newer members 
of  the  echinocandins  class  of  antifungal  drugs.  Micafungin  and  anidulafungin  have 
similar efficacy against Candida species. The dose of micafungin and anidulafungin does 
not  need  to  be  adjusted  in  renal  impairment  or  mild-to-moderate  hepatic  dysfunction. 
Also, they are  not substrates  for CYP450  enzymes and do  not  have any associated drug 
interactions. 

III. DRUGS FOR CUTANEOUS MYCOTIC INFECTIONS 

A. 

 Squalene epoxidase inhibitors 

These  agents  act  by  inhibiting  squalene  epoxidase,  resulting  in  the  blocking  of  the 
biosynthesis of ergosterol, an essential component of fungal cell membrane. 

1.  Terbinafine:  Oral  terbinafine  is  the  drug  of  choice  for  treating  dermatophytoses  and, 
especially,  onychomycoses  (fungal  infections  of  nails).  It  is  better  tolerated,  requires 
shorter duration of therapy, and is more effective than either itraconazole or griseofulvin. 

a.  Mechanism  of  action:  Terbinafine  inhibits  fungal  squalene  epoxidase,  thereby 
decreasing  the  synthesis  of  ergosterol.  This  plus  the  accumulation  of  toxic  amounts  of 
squalene result in the death of the fungal cell. 

b.  Antifungal  spectrum:  The  drug  is  primarily  fungicidal.  Topical  terbinafine  is  active 
against Trichophyton. It may also be effective against Candida albicans, Epidermophyton 
floccosum. Topical terbinafine 1% cream and solution are used to treat tinea pedis, tinea 


background image

 

corporis,  and  tinea  cruris.  Therapy  is  prolonged  (usually  about  3  months)  but 
considerably shorter than that with griseofulvin. 

c. Pharmacokinetics: Terbinafine is available for oral and topical administration, although 
its  bioavailability  is  only  40  percent  due  to  first-pass  metabolism.  Absorption  is  not 
significantly  enhanced  by  food.  Terbinafine  is  greater  than  99  percent  bound  to  plasma 
proteins. It is deposited in the skin, nails, and fat. Terbinafine accumulates in breast milk 
and should not be given to nursing mothers. A prolonged terminal half-life of 200 to 400 
hours may reflect the slow release from these tissues. 

d.  Adverse  effects:  The  most  common  adverse  effects  from  terbinafine  are 
gastrointestinal disturbances (diarrhea, dyspepsia, and nausea), headache, and rash. Taste 
and visual disturbances have been reported. Rarely, terbinafine may cause hepatotoxicity 
and neutropenia. 

2.  Naftifine:  Naftifine  is  active  against  Trichophyton    and  Epidermophyton  floccosum. 
Naftifine  1%  cream  and  gel  is  used  for  topical  treatment  of  tinea  corporis,  tinea  cruris, 
and tinea pedis. 

3.  Butenafine:  Butenafine  is  active  against  Trichophyton,  Epidermophyton,  and 
Malassezia.  Butenafine  1%  cream  is  used  for  topical  treatment  of  tinea  corporis,  tinea 
cruris, interdigital tinea pedis, and tinea versicolor. 

B. Griseofulvin 

Griseofulvin  has  been  largely  replaced  by  oral  terbinafine  for  the  treatment  of 
dermatophytic  infections  of  the  nails,  although  it  is  still  used  for  ringworm  and 
dermatophytosis of the skin and hair. Griseofulvin requires treatment of 6 to 12 months in 
duration.  Griseofulvin  accumulates  in  newly  synthesized,  keratin-containing  tissue, 
where  it  causes  disruption  of  the  mitotic  spindle  and  inhibition  of  fungal  mitosis,  and 
absorption is enhanced by high-fat meals. Griseofulvin induces hepatic CYP450 activit. It 
also increases the rate of metabolism of a number of drugs, including anticoagulants. 

C. 

 Nystatin 

Nystatin  is  a  polyene  antibiotic,  and  its  structure,  chemistry,  mechanism  of  action,  and 
resistance  profile  resemble  those  of  amphotericin  B.  Its  use  is  restricted  to  topical 
treatment  of  Candida  infections  because  of  its  systemic  toxicity.  The  drug  is  negligibly 


background image

 

absorbed  from  the  gastrointestinal  tract,  and  it  is  never  used  parenterally.  It  is 
administered as an oral agent (“swish and swallow” or “swish and spit”)  for the topical 
treatment of  oral candidiasis. Excretion  in  the  feces. Adverse effects are rare because of 
its lack of absorption orally, but nausea and vomiting occasionally occur. 

D. 

 Imidazoles 

Imidazoles  are  azole  derivatives,  which  currently  include  butoconazole,  clotrimazole, 
econazole,  ketoconazole, 

miconazole,  oxiconazole,  sertaconazole,  sulconazole, 

terconazole,  and  tioconazole.  As  a  class  of  topical  agents,  they  have  a  wide  range  of 
activity  against  Epidermophyton,  Microsporum,  Trichophyton,  Candida  albicans,  and 
Malassezia  furfur,  depending  on  the  agent.  Topical  use  is  associated  with  contact 
dermatitis,  vulvar  irritation,  and  edema.  Miconazole  is  a  potent  inhibitor  of  warfarin 
metabolism  and  has  produced  bleeding  in  warfarin-treated  patients  even  when  applied 
locally  to  the  vaginal  area.  No  significant  difference  in  clinical  outcomes  is  associated 
with any azole or nystatin in the treatment of vulvar candidiasis. 

E.  

 Ciclopirox 

Ciclopirox    inhibits  the  transport  of  essential  elements  in  the  fungal  cell,  disrupting  the 
synthesis  of  DNA,  RNA,  and  protein.  Ciclopirox  is  active  against  Trichophyton, 
Epidermophyton,  Microsporum,  Candida  albicans,  and  Malassezia.  Ciclopirox  1% 
shampoo is used for treatment of seborrheic dermatitis. Ciclopirox 0.77% gel is used for 
treatment of interdigital tinea pedis, tinea corporis, and seborrheic dermatitis. Ciclopirox 
8% solution is used for treatment of onychomycosis of nails without lanula involvement. 
Ciclopirox  0.77%  cream  and  suspension  is  used  for  treatment  of  dermatomycosis, 
candidiasis, and tinea versicolor. 

F.  

 Tolnaftate 

Tolnaftate distorts the hyphae and stunts mycelial growth in susceptible fungi. Tolnaftate 
is active against Epidermophyton, Microsporum, and Malassezia furfur. [Note: Tolnaftate 
is not effective against Candida.] Tolnaftate is used to treat tinea pedis, tinea cruris, and 
tinea corporis. It is available as a 1% solution, cream, and powder. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 191 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل