Free Press

Abstract

Frekvence výskytu, rizikové faktory a výsledek polyklonální gramnegativní bakteriémie nejsou dosud známy. Zkoumali jsme je v prospektivní kohortové studii pacientů, u nichž byl v krevní kultuře nalezen ⩾1 druh gramnegativní aerobní tyčinky. U každého pacienta byla provedena gelová elektroforéza v pulzním poli (PFGE) na 4 koloniích každého morfologického typu. Epizody bakteriémie byly považovány za polyklonální, pokud byly způsobeny >1 PFGE typem stejného druhu. Deset (6,5 %) ze 153 vyšetřených pacientů mělo polyklonální bakteriémii. Bakteriémie způsobená nefermentujícími tyčinkami byla jediným významným rizikovým faktorem pro polyklonální bakteriémii. Komplikace byly stejně časté ve všech skupinách pacientů. Pacienti s polyklonální bakteriémií však dostávali rozsáhlejší antibiotickou léčbu než pacienti s monoklonální bakteriémií. Téměř 20 % epizod bakteriémie způsobené nefermentujícími tyčinkami bylo polyklonálních, ale zůstává nejasné, proč nefermentující tyčinky častěji způsobovaly polyklonální bakteriémii než jiné gramnegativní tyčinky.

Gramnegativní bakteriémie je závažná infekce s odhadovanou hrubou mortalitou 20-50 % . Proto byly intenzivně studovány rizikové faktory pro vznik sepse, přirozený průběh onemocnění , a zejména terapie. Moderní molekulární nástroje byly ke studiu sepse použity jen zřídka . V některých pozdějších studiích byly popsány epizody bakteriémie způsobené >1 genotypem téhož druhu. Arbeit a kol. použili k popisu těchto epizod bakteriémie termín „polyklonální bakteriémie“.

Předchozí retrospektivní studie odhalila, že pacienti, kteří měli polyklonální gramnegativní bakteriémii, měli častěji závažné základní onemocnění než pacienti, kteří měli monoklonální bakteriémii . Kromě toho více pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii, na bakteriémii zemřelo. Retrospektivní design studie však mohl být náchylný ke značnému zkreslení. Proto jsme provedli prospektivní kohortovou studii s cílem odhadnout četnost polyklonální bakteriémie a prozkoumat rizikové faktory polyklonální bakteriémie a její výsledek.

Pacienti a metody

Pacienti. Universitätsklinikum Benjamin Franklin je nemocnice terciární péče s 1300 lůžky a ∼34 000 hospitalizacemi ročně. Do studie byli zařazeni všichni pacienti, u kterých byl v období od srpna 1996 do července 1997 izolován ⩾1 druh aerobně rostoucí gramnegativní tyčinky z ⩾1 krevní kultury odebrané v období od srpna 1996 do července 1997.

Jeden zkoušející, který byl k výsledkům typizace slepý, abstrahoval ze zdravotnické dokumentace každého pacienta následující údaje: Věk, pohlaví, nemocniční služba, kde byli léčeni, základní onemocnění, závažnost základního onemocnění podle kritérií McCabea a Jacksona (rychle fatální, očekává se úmrtí do 12 měsíců; nakonec fatální, očekává se, že bude žít >12 měsíců, ale zemře do 4 let; nefatální, očekává se, že bude žít >4 roky) , Karnofského skóre , skóre akutní fyziologie a hodnocení chronického zdraví (APACHE II) , zdroj bakteriemie, komplikace, terapie a výsledek.

Protože původní studie popisující skóre APACHE II nezahrnovala děti, bylo skóre vypočítáno pouze pro osoby ve věku >16 let. Byly shromážděny údaje o možných rizikových faktorech bakteriémie, včetně následujících: provádění operačních zákroků, potřeba hemodialýzy, přítomnost cizích těles a/nebo umístění intravaskulárních nebo močových katétrů a potřeba mechanické ventilace po dobu ⩾24 h. Místo na těle bylo považováno za zdroj bakteriémie, pokud byl z tohoto místa a z krevní kultury izolován stejný druh bakterie nebo pokud byla lokální infekce diagnostikována pomocí radiologie, sonografie nebo během chirurgických zákroků. K hodnocení systémových reakcí pacientů na bakteriémii byla použita kritéria sepse definovaná konsenzuální konferencí American College of Chest Physicians a Society of Critical Care Medicine. Byly přezkoumány lékařské záznamy, aby se zjistilo, zda se u pacienta vyvinula některá z následujících komplikací: septický šok, syndrom respirační tísně dospělých, selhání ledvin, diseminovaná intravaskulární koagulace, multiorgánové selhání nebo úmrtí na bakteriémii. Doba trvání antimikrobiální terapie byla definována jako časové období od prvního dne antimikrobiální terapie do posledního dne terapie. U každého pacienta byl celkový počet dnů antibiotické terapie vypočten sečtením doby trvání terapie všemi antimikrobiálními látkami, které pacient dostal; profylaktická antimikrobiální terapie nebyla do výpočtu zahrnuta.

Organismy. Mikrobiologická laboratoř (na Universitätsklinikum Benjamin Franklin) používala ke zpracování krevních vzorků bujónové krevní kultury (Septicheck; Becton Dickinson). Z krevních kultur, v nichž vyrostly gramnegativní tyčinky, byly dále zpracovány 4 kolonie každého morfologického typu. K identifikaci izolátů na druhovou úroveň byly použity systémy API 20E a API 20NE (bioMérieux). Izoláty byly uchovávány zmrazené při -70 °C v glycerinovém bujónu.

Molekulární typizace. K typizaci izolátů byla použita metoda elektroforézy v pulzním poli (PFGE) popsaná Pfallerem et al. Po nejméně dvojím průchodu každého izolátu na krevním agaru byly kolonie naočkovány do tryptikázového sójového bujónu a kultury byly inkubovány přes noc. Bakterie byly vloženy do agarózy a chromozomální DNA byla štěpena příslušným restrikčním enzymem: XbaI pro Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa a Xanthomonas maltophilia; SpeI pro druhy Enterobacter, Klebsiella, Proteus, Serratia marcescens a ostatní Enterobacteriaceae; SmaI pro Haemophilus influenzae; a AscI pro druhy Acinetobacter. Fragmenty byly separovány metodou PFGE a gely byly obarveny ethidium bromidem. Pokud se všechny hlavní a vedlejší pásy přesně shodovaly, byly izoláty klasifikovány jako identické. Pokud se shodovalo alespoň 90 %, ale <100 % pásů (tj. 1-3 pásy se lišily), byly izoláty považovány za podobné. Pokud se shodovalo <90 % pásů (tj. lišily se >3 pásy), byly izoláty považovány za odlišné kmeny. Bakteriémie byla definována jako polyklonální, pokud bylo v jedné krevní kultuře identifikováno ⩾2 různých kmenů téhož gramnegativního druhu.

Testování citlivosti. Antimikrobiální citlivost byla testována pomocí mikrobrothového ředění metodou bodu zlomu. Pomocí mikrotitračních destiček a námi připravených médií (bujón IsoSensitest; Unipath) jsme testovali citlivost izolátů k následujícím antimikrobiálním látkám: ampicilin, ampicilin-sulbaktam, piperacilin, mezlocilin, cefotiam, cefotaxim, ceftriaxon, cefaklor, ceftazidim, imipenem, meropenem, trimethoprim-sulfametoxazol, gentamicin, tobramycin, ofloxacin, ciprofloxacin, tetracyklin, amikacin a fosfomycin. Byly porovnány profily antibiotické rezistence kmenů s různými typy PFGE získaných od stejného pacienta. Pro jakékoliv 2 typy PFGE byl vyžadován rozdíl v interpretační kategorii (citlivý vs. rezistentní) pro ⩾1 antibiotikum, aby byly profily antibiotik považovány za odlišné.

Statistická analýza. Pokud ve zdravotnické dokumentaci pacienta chyběly údaje pro >40 % kategorií nebo pokud jsme nebyli schopni typizovat izoláty krevní kultury, byl pacient z analýzy vyloučen. K vyhodnocení rozdílů mezi kategoriálními proměnnými jsme použili χ2 test nebo Fisherův přesný test, k vyhodnocení rozdílů mezi spojitými proměnnými jsme použili Mannův-Whitneyho U test (SPSS). Hodnotu α jsme stanovili na 0,05 a provedli jsme dvouvýběrové testy.

Výsledky

Během sledovaného období mělo 169 pacientů epizodu gramnegativní bakteriémie. Šestnáct pacientů bylo z další analýzy vyloučeno, 9 pacientů proto, že chyběly údaje pro >40 % kategorií, a 7 pacientů proto, že jsme nebyli schopni typizovat izoláty krevní kultury. Pacienti s chybějícími údaji byli přeloženi do jiných nemocnic krátce po získání vzorku krve na kultivaci, proto většina údajů ve zdravotnické dokumentaci chyběla. Vyloučení pacienti se nelišili od zahrnutých pacientů s ohledem na věk, pohlaví, nemocniční službu, kde byli léčeni, nebo mikrobiální druh, který způsobil epizodu bakteriémie.

Ze 153 pacientů, kteří byli zahrnuti do analýzy, mělo 47 pacientů polymikrobiální bakteriémii. Epizody polymikrobiální bakteriémie byly u 27 pacientů způsobeny kombinací gramnegativních tyčinek a grampozitivních koků (koaguláza-negativní stafylokoky, enterokoky nebo Staphylococcus aureus). Někteří pacienti měli polymikrobiální bakteriémii způsobenou kombinací gramnegativních tyčinek a hub (2 pacienti), gramnegativních tyčinek a různých anaerobních organismů (6 pacientů) nebo gramnegativních a grampozitivních tyčinek (3 pacienti). Devět pacientů mělo polymikrobiální bakteriémii způsobenou 2 různými gramnegativními druhy. Pro typizaci bylo tedy k dispozici 162 subkultivovaných izolátů gramnegativních tyčinek. Nejčastěji izolovanými gramnegativními druhy byly Escherichia coli, Klebsiella species a Enterobacter species (tabulka 1). Deset epizod bakteriémie (6,5 %) bylo polyklonálních – to znamená, že epizody byly způsobeny 2 typy PFGE stejného druhu. Pět pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii, mělo také polymikrobiální bakteriémii. Epizody polyklonální bakteriémie byly významně častěji způsobeny nefermentujícími tyčinkami než monoklonální nebo polymikrobiální bakteriémie.

Pacienti s polyklonální bakteriémií byli porovnáni s pacienty s monoklonální bakteriémií a s pacienty s polymikrobiální bakteriémií. Pět pacientů, kteří měli jak polymikrobiální, tak polyklonální bakteriémii, bylo z analýzy vyloučeno, aby se předešlo chybné klasifikaci. Pacienti, kteří měli polyklonální bakteriemii, měli stejné rozložení věku, pohlaví a počtu základních onemocnění jako pacienti, kteří měli monoklonální bakteriemii, a pacienti, kteří měli polymikrobiální bakteriemii (tabulka 2). Závažnost a prognóza základních onemocnění byla u všech skupin pacientů podobná.

U všech skupin pacientů byla více než polovina epizod bakteriémie získána v nemocnici a ∼10 bylo získáno během léčby na jednotce intenzivní péče. Průměrná doba hospitalizace před vznikem bakteriémie byla delší u pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii (17 dní), než u pacientů, kteří měli monoklonální bakteriémii (11 dní), a u pacientů, kteří měli polymikrobiální bakteriémii (9 dní); tento rozdíl však nebyl významný. Ve všech skupinách pacientů byl podíl pacientů, kteří byli mechanicky ventilováni nebo kterým byl zaveden centrální žilní nebo močový katétr, podobný. Močové cesty byly nejčastějším zdrojem bakteriémie u pacientů, kteří měli monoklonální nebo polyklonální bakteriémii. Mezi pacienty, kteří měli polymikrobiální bakteriemii, byly nejčastějším zdrojem bakteriemie nitrobřišní procesy (např. divertikulitida).

Téměř všichni pacienti byli během epizody bakteriemie symptomatičtí a splňovali kritéria sepse (tabulka 3). Četnost komplikací během epizody bakteriémie byla ve všech skupinách pacientů nízká a pouze 10 pacientů, kteří měli monoklonální bakteriémii, a 12 pacientů, kteří měli polymikrobiální bakteriémii, zemřelo do 7 dnů od první pozitivní kultivace krve. Žádný z pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii, na bakteriémii nezemřel.

Pacienti, kteří měli polyklonální bakteriémii, zůstávali po epizodě v nemocnici déle než pacienti s monoklonální nebo polymikrobiální bakteriémií (průměrně 48 dní vs. 27 dní, resp. 48 dní vs. 30 dní); tato souvislost však nedosáhla statistické významnosti. Pacienti, kteří měli polyklonální bakteriémii, dostávali více antibiotik a byli léčeni déle než pacienti, kteří měli monoklonální bakteriémii. Celkový počet dnů antibiotické léčby byl významně vyšší u pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii, než u pacientů, kteří měli monoklonální bakteriémii (P = .02). Antibiotická léčba se významně nelišila mezi pacienty, kteří měli polyklonální bakteriémii, a pacienty, kteří měli polymikrobiální bakteriémii.

Čtyři z 10 párů izolátů, které měly odlišný PFGE vzorec, měly také odlišný vzorec antimikrobiální citlivosti. Vzory se lišily v citlivosti na 1-5 antibiotik. Ve všech těchto případech mikrobiologická laboratoř uvedla citlivost rezistentnějšího kmene. Všichni pacienti tedy dostali odpovídající léčbu.

Diskuse

Frekvence. Pokud je nám známo, frekvence polyklonální gramnegativní bakteriémie nebyla dosud studována. Několik vyšetřovatelů však hodnotilo epizody polymikrobiální bakteriémie . Je tedy známo, že podíl epizod bakteriémie, které jsou polymikrobiální, se pohybuje od 6 % do 21 %. Výsledky těchto studií je však obtížné porovnat, protože zkoušející používali různé definice polymikrobiální bakteriémie . Obecně většina studií definovala epizody polymikrobiální bakteriémie jako ty, u nichž byl ze stejného vzorku krve izolován >1 druh. Při použití této definice měla polymikrobiální bakteriémii o něco vyšší část (31 % ) pacientů z naší populace, u nichž byl z krevní kultury izolován ⩾1 gramnegativní druh.

U 9 (19 %) ze 47 pacientů byla polymikrobiální bakteriémie způsobena 2 různými gramnegativními tyčinkami. Jiní vyšetřovatelé zjistili podobnou míru bakteriemie způsobené ⩾2 gramnegativními tyčinkami u 9-28 % pacientů s polymikrobiální bakteriemií . V naší studované populaci byly epizody gramnegativní polymikrobiální bakteriémie stejně časté jako epizody bakteriémie způsobené 2 druhy gramnegativních tyčinek (6,5 % vs 5,8 %).

Rizikové faktory. Bylo hlášeno pouze několik případů polyklonální bakteriémie . Nebyly tedy k dispozici žádné informace o rizikových faktorech polyklonální bakteriémie. V naší studované populaci byl jediným významným rizikovým faktorem spojeným s polyklonální bakteriémií organismus, který bakteriémii způsobil.

Výsledek. Žádný z námi sledovaných pacientů, kteří měli polyklonální bakteriémii, na tuto epizodu bakteriémie nezemřel. To se významně nelišilo od nízké mortality mezi pacienty, kteří měli monoklonální bakteriémii, a mezi pacienty, kteří měli polymikrobiální bakteriémii. Jiné studie zjistily, že pacienti s epizodami polymikrobiální bakteriémie měli vyšší úmrtnost než pacienti s epizodami monomikrobiální bakteriémie . Počet pacientů s dokumentovanou polyklonální bakteriémií může být stále příliš nízký na to, aby bylo možné vyvozovat závěry o úmrtnosti spojené s polyklonální bakteriémií.

Pacienti, kteří měli polyklonální bakteriémii, zůstávali v nemocnici delší dobu po epizodě bakteriémie a dostávali rozsáhlejší antibiotickou léčbu než pacienti, kteří měli monoklonální bakteriémii. Náš malý soubor pacientů nám však neumožnil analyzovat, zda delší pobyt v nemocnici a rozsáhlejší terapie byly důsledkem polyklonální bakteriémie nebo základního onemocnění pacientů.

Mikrobiologie. Bylo zarážející, že téměř čtvrtina všech epizod bakteriémie způsobené nefermentujícími tyčinkami byla polyklonální. Nezkoumali jsme faktory virulence vyvolávajících organismů, ale zdá se možné, že některé organismy (např. nefermentující tyčinky) mají zvláštní vlastnosti, které podporují vznik polyklonální bakteriémie.

Téměř polovina epizod polyklonální bakteriémie byla způsobena bakteriálními kmeny, které měly různé profily antimikrobiální citlivosti. V jiných zprávách o polyklonálních infekcích měly párové izoláty od poloviny pacientů také odlišný vzorec antimikrobiální citlivosti . Laboratorní praxe identifikace a testování izolátů s různými morfologickými typy ze stejné krevní kultury má proto jednoznačně své opodstatnění. Pokud mikrobiologové testují pouze 1 citlivý kmen izolovaný od pacienta s epizodou polyklonální bakteriémie, může následná terapie selektovat rezistentní kmen. To by mohlo být mylně chápáno jako vznik rezistence během antibiotické terapie, přestože získání rezistence de novo je vzácnou událostí, vyskytující se v <10 % relapsů .

Závěrem lze říci, že polyklonální bakteriémie se s ohledem na výsledek může více podobat polymikrobiální bakteriémii než monoklonální bakteriémii. Proto je možné, že v dalších studiích výsledku bakteriémie bude nutné pacienty s polyklonální bakteriémií analyzovat zvlášť.

Poděkování

Děkujeme Dagmar Löfflerové za vynikající technickou pomoc při genotypizaci.