Abstract
Hyppigheden af, risikofaktorer for og resultatet af polyklonal gramnegativ bakteriæmi er stadig ukendt. Vi undersøgte dem i et prospektivt kohortestudie af patienter, for hvem en bloddyrkning gav ⩾1 art af gramnegativ aerob stav. For hver patient blev der udført pulsed field gelelektroforese (PFGE) på 4 kolonier af hver morfologisk type. Episoder af bakteriæmi blev betragtet som polyklonale, hvis de var forårsaget af >1 PFGE-type af den samme art. Ti (6,5 %) af 153 undersøgte patienter havde polyklonal bakteriæmi. Bakteriæmi forårsaget af ikke-fermenterende stave var den eneste signifikante risikofaktor for polyklonal bakteriæmi. Komplikationer var lige hyppige i alle patientgrupper. Patienter med polyklonal bakteriæmi modtog dog mere omfattende antibiotikabehandling end patienter med monoklonale bakteriæmier. Næsten 20 % af episoderne af bakteriæmi på grund af ikke-fermenterende stave var polyklonale, men det er fortsat uklart, hvorfor ikke-fermenterende stave var mere tilbøjelige til at forårsage polyklonal bakteriæmi end andre gramnegative stave.
Gramnegativ bakteriæmi er en alvorlig infektion med en anslået rå dødelighed på 20-50 % . Derfor er risikofaktorer for udvikling af sepsis, sygdommens naturlige historie , og især behandlingen blevet undersøgt indgående. Moderne molekylære værktøjer er sjældent blevet anvendt til at undersøge sepsis . I nogle af de senere undersøgelser er der beskrevet episoder af bakteriæmi på grund af >1 genotype af den samme art . Arbeit et al. brugte udtrykket “polyklonal bakteriæmi” til at beskrive disse episoder af bakteriæmi.
En tidligere retrospektiv undersøgelse viste, at patienter, der havde polyklonal gramnegativ bakteriæmi, oftere havde alvorlige underliggende tilstande end patienter, der havde monoklonal bakteriæmi . Desuden døde flere patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, af bakteriæmi. Det retrospektive undersøgelsesdesign kan dog have været udsat for betydelig skævhed. Derfor udførte vi en prospektiv kohortestudie for at estimere hyppigheden af polyklonal bakteriæmi og for at undersøge risikofaktorer for og resultatet af polyklonal bakteriæmi.
Patienter og metoder
Patienter. Universitätsklinikum Benjamin Franklin er et 1300-sengs tertiærsygehus med ∼34.000 indlæggelser om året. Alle patienter blev inkluderet i undersøgelsen, som havde ⩾1 art af aerobt voksende gramnegative stave isoleret fra ⩾1 blodkultur indsamlet i perioden august 1996-juli 1997.
En investigator, som var blind for typningsresultaterne, abstraherede følgende data fra hver patientjournals journal: alder, køn, hospitalstjeneste, hvor de blev behandlet, underliggende sygdomme, sværhedsgraden af den underliggende sygdom som vurderet efter McCabe og Jackson-kriterierne (hurtigt dødelig, forventes at dø inden for 12 måneder; i sidste ende dødelig, forventes at leve >12 måneder, men at dø inden for 4 år; ikke dødelig, forventes at leve >4 år) , Karnofsky-score , APACHE II-score (acute physiology and chronic health evaluation) , kilde til bakteriæmi, komplikationer, behandling og resultat.
Da den oprindelige undersøgelse, der beskrev APACHE II-scoren, ikke omfattede børn, blev scoren kun beregnet for personer i alderen >16 år. Der blev indsamlet data om mulige risikofaktorer for bakteriæmi, herunder følgende: udførelse af operative indgreb; behov for hæmodialyse; tilstedeværelse af fremmedlegemer og/eller anbringelse af intravaskulære eller urinvejskatetre; og behov for mekanisk ventilation i ⩾24 timer. Et kropssted blev anset for at være kilde til bakteriæmi, hvis den samme bakterieart blev isoleret fra dette sted og fra blodkulturen, eller hvis en lokal infektion blev diagnosticeret ved hjælp af radiologi, ved sonografi eller under kirurgiske indgreb. De sepsiskriterier, der er defineret af konsensuskonferencen mellem American College of Chest Physicians og Society of Critical Care Medicine, blev anvendt til at vurdere patienternes systemiske reaktioner på bakteriæmi. Journalerne blev gennemgået for at fastslå, om patienten udviklede en af følgende komplikationer: septisk chok, respiratorisk distress syndrom hos voksne, nyresvigt, dissemineret intravaskulær koagulation, multiorgansvigt eller død som følge af bakteriæmi. Varigheden af antimikrobiel behandling blev defineret som tidsrummet fra den første dag af antimikrobiel behandling til den sidste dag af behandlingen. For hver patient blev det samlede antal dage med antibiotikabehandling beregnet ved at lægge varigheden af behandlingen for alle de antimikrobielle midler, som patienten modtog, sammen; profylaktisk antimikrobiel behandling blev ikke medtaget i beregningen.
Organismer. Det mikrobiologiske laboratorium (på Universitätsklinikum Benjamin Franklin) anvendte bouillonblodkulturer til behandling af blodprøver (Septicheck; Becton Dickinson). Fra blodkulturer, der havde dyrket gramnegative stænger, blev der yderligere behandlet 4 kolonier af hver morfologisk type. API 20E- og API 20NE-systemerne (bioMérieux) blev anvendt til at identificere isolaterne til artsniveau. Isolaterne blev opbevaret frosset ved -70 °C i glycerinbuljong.
Molekylær typebestemmelse. Den af Pfaller et al. beskrevne PFGE-metode (pulsed field gel electrophoresis) blev anvendt til typebestemmelse af isolaterne. Efter at have passeret hvert isolat mindst to gange på blodagar blev kolonierne inokuleret i trypticase sojabouillon, og kulturerne blev inkuberet natten over. Bakterierne blev indlejret i agarose, og det kromosomale DNA blev fordøjet med det relevante restriktionsenzym: XbaI for Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa og Xanthomonas maltophilia; SpeI for Enterobacter-arter, Klebsiella-arter, Proteus-arter, Serratia marcescens og andre Enterobacteriaceae; SmaI for Haemophilus influenzae; og AscI for Acinetobacter-arter. Fragmenterne blev adskilt ved PFGE, og gelerne blev farvet med ethidiumbromid. Hvis alle større og mindre bånd passede nøjagtigt sammen, blev isolaterne klassificeret som identiske. Hvis mindst 90 %, men <100 % af båndene passede sammen (dvs. 1-3 bånd var forskellige), blev isolaterne anset for at være ens. Hvis <90% af båndene passede sammen (dvs. >3 bånd var forskellige), blev isolaterne anset for at være forskellige stammer. En bakteriæmi blev defineret som polyklonalt, hvis ⩾2 forskellige stammer af samme gramnegative art blev identificeret i en enkelt blodkultur.
Suspensibilitetstest. Antimikrobiel modtagelighed blev testet ved hjælp af mikrobrothfortynding ved hjælp af break-point-metoden. Ved hjælp af mikrotiterplader og medier, som vi selv havde fremstillet (IsoSensitest bouillon; Unipath), testede vi isolaternes modtagelighed over for følgende antimikrobielle stoffer: ampicillin, ampicillin-sulbactam, piperacillin, mezlocillin, cefotiam, cefotaxim, ceftriaxon, cefaclor, ceftazidim, imipenem, meropenem, trimethoprim-sulfamethoxazol, gentamicin, tobramycin, ofloxacin, ciprofloxacin, tetracyclin, amikacin og fosfomycin. Antibiotikaresistensprofilerne for stammerne med forskellige PFGE-typer fra samme patient blev sammenlignet. For to PFGE-typer var det nødvendigt med en forskel i fortolkningskategorien (modtagelig vs. resistent) for ⩾1 antibiotikum, for at antibiotikaprofilerne kunne betragtes som forskellige.
Statistisk analyse. Hvis en patients journal manglede data for >40 % af kategorierne, eller hvis vi ikke var i stand til at typebestemme isolaterne fra bloddyrkning, blev patienten udelukket fra analysen. Vi anvendte enten χ2-test eller Fisher’s exact-test til at evaluere forskelle mellem kategoriske variabler og Mann-Whitney U-test til at evaluere forskelle mellem kontinuerlige variabler (SPSS). Vi satte α til 0,05, og vi udførte 2-halede test.
Resultater
I løbet af undersøgelsesperioden havde 169 patienter en episode af gramnegativ bakteriæmi. 16 patienter blev udelukket fra yderligere analyse, 9 patienter, fordi der manglede data for >40% af kategorierne, og 7 patienter, fordi vi ikke kunne typebestemme blodkulturisolaterne. Patienterne med manglende data blev overført til andre hospitaler kort tid efter, at der var udtaget en blodprøve til dyrkning; derfor manglede de fleste data i de medicinske journaler. De ekskluderede patienter adskilte sig ikke fra de inkluderede patienter med hensyn til alder, køn, hospitalstjeneste, hvor de blev behandlet, eller den mikrobielle art, der forårsagede bakterieepisoden.
Af de 153 patienter, der blev inkluderet i analysen, havde 47 patienter polymikrobiel bakteriæmi. Episoderne af polymikrobiel bakteriæmi var forårsaget af kombinationer af gramnegative stænger og grampositive kokker (koagulase-negative stafylokokker, enterokokker eller Staphylococcus aureus) hos 27 patienter. Nogle patienter havde polymikrobiel bakteriæmi forårsaget af kombinationer af gramnegative stave og svampe (2 patienter), gramnegative stave og forskellige anaerobe organismer (6 patienter), eller gramnegative og grampositive stave (3 patienter). Ni patienter havde en polymikrobiel bakteriæmi på grund af to forskellige gramnegative arter. Der var derfor 162 subkulturerede isolater af gramnegative stave til rådighed til typebestemmelse. Escherichia coli, Klebsiella-arter og Enterobacter-arter var de hyppigst isolerede gramnegative arter (tabel 1). Ti episoder af bakteriæmi (6,5 %) var polyklonale – det vil sige, at episoderne var forårsaget af to PFGE-typer af samme art. Fem af de patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, havde også polymikrobiel bakteriæmi. Episoder med polyklonal bakteriæmi var signifikant oftere forårsaget af ikke-fermenterende stænger end af monoklonale eller polymikrobielle bakteriæmier.
Organismer, der forårsagede bakteriæmi hos de 153 patienter i undersøgelsesgruppen.
Organismer, der forårsagede bakteriæmi hos de 153 patienter i undersøgelsesgruppen.
Patienter med polyklonal bakteriæmi blev sammenlignet med patienter med monoklonal bakteriæmi og med patienter med polymikrobiel bakteriæmi. De 5 patienter, der havde både polymikrobiel og polyklonal bakteriæmi, blev udelukket fra analysen for at undgå bias ved fejlklassificering. Patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, havde samme fordeling af alder, køn og antal underliggende sygdomme som patienter med monoklonal bakteriæmi og patienter med polymikrobiel bakteriæmi (tabel 2). Sværhedsgraden og prognosen for de underliggende sygdomme var ens i alle patientgrupper.
Resultater af serologisk testning for flere flåtbårne patogener hos 130 patienter med en akut febril sygdom efter et flåtbid.
Resultater af serologisk testning for flere flåtbårne patogener hos 130 patienter med akut febril sygdom efter et flåtbid.
For alle patientgrupper var mere end halvdelen af episoderne med bakteriæmi erhvervet på hospitalet, og ∼10 blev erhvervet under behandling på en intensivafdeling. Den gennemsnitlige varighed af hospitalsopholdet før udvikling af bakteriæmi var større for patienter, der havde polyklonal bakteriæmi (17 dage) end for patienter, der havde monoklonal bakteriæmi (11 dage), og for patienter, der havde polymikrobiel bakteriæmi (9 dage); denne forskel var dog ikke signifikant. I alle patientgrupperne var andelen af patienter, der blev mekanisk ventileret, eller som fik anbragt et centralt venekateter eller urinvejskateter, ens. Urinvejene var den hyppigste kilde til bakteriæmi blandt patienter, der havde monoklonale eller polyklonale bakteriæmier. Blandt patienter, der havde polymikrobiel bakteriæmi, var intraabdominale processer (f.eks. divertikulitis) den hyppigste kilde til bakteriæmi.
Næsten alle patienter var symptomatiske under deres bakterieepisode og opfyldte kriterierne for sepsis (tabel 3). Hyppigheden af komplikationer under bakteriæmieepisoden var lav i alle patientgrupper, og kun 10 af de patienter, der havde monoklonal bakteriæmi, og 12 af de patienter, der havde polymikrobiel bakteriæmi, døde inden for 7 dage efter den første positive blodkultur. Ingen af de patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, døde af bakteriæmi.
Terapi og resultat af monoklonale, polyklonale og polybakterielle episoder af bakteriæmi.
Terapi og resultat af monoklonale, polyklonale og polybakterielle episoder af bakteriæmi.
Patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, opholdt sig længere på hospitalet efter episoden end patienter med monoklonale eller polymikrobielle bakteriæmier (gennemsnit, henholdsvis 48 dage vs. 27 dage og 48 dage vs. 30 dage); denne sammenhæng nåede dog ikke statistisk signifikans. Patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, fik flere antibiotika og blev behandlet længere tid end patienter, der havde monoklonal bakteriæmi. Det samlede antal dage med antibiotikabehandling var signifikant højere for patienter med polyklonal bakteriæmi end for patienter med monoklonal bakteriæmi (P = 0,02). Antibiotikabehandlingen var ikke signifikant forskellig mellem patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, og patienter, der havde polymikrobiel bakteriæmi.
Fire ud af 10 par isolater, der havde forskellige PFGE-mønstre, havde også forskellige antimikrobielle modtagelighedsmønstre. Mønstrene adskilte sig i modtagelighed over for 1-5 antibiotika. I alle disse tilfælde havde det mikrobiologiske laboratorium rapporteret modtagelighed for den mere resistente stamme. Alle patienter fik således en passende behandling.
Diskussion
Frekvens. Så vidt vi ved, er hyppigheden af polyklonal gramnegativ bakteriæmi ikke tidligere blevet undersøgt. Flere investigatorer har dog evalueret episoder af polymikrobiel bakteriæmi . Det er således kendt, at andelen af episoder med bakteriæmi, der er polymikrobielle, varierer fra 6 % til 21 %. Det er imidlertid vanskeligt at sammenligne resultaterne af disse undersøgelser, fordi forskerne har anvendt forskellige definitioner af polymikrobiel bakteriæmi . Generelt har de fleste undersøgelser defineret episoder med polymikrobiel bakteriæmi som episoder, hvor >1 art blev isoleret fra den samme blodprøve. Ved anvendelse af denne definition havde en lidt højere andel (31 % ) af vores population af patienter, der havde ⩾1 gramnegativ art isoleret fra blodkultur, polymikrobiel bakteriæmi.
I 9 (19 %) af de 47 patienter var den polymikrobielle bakteriæmi forårsaget af 2 forskellige gramnegative stænger. Andre undersøgere fandt en lignende hyppighed af bakteriæmi forårsaget af ⩾2 gramnegative stave i 9-28 % af patienterne med polymikrobiel bakteriæmi . I vores undersøgelsespopulation var episoder af gramnegativ polyklonal bakteriæmi lige så hyppige som episoder af bakteriæmi på grund af 2 arter af gramnegative stave (henholdsvis 6,5 % vs. 5,8 %).
Risikofaktorer. Kun få tilfælde af polyklonal bakteriæmi er blevet rapporteret . Der forelå således ingen oplysninger om risikofaktorer for polyklonal bakteriæmi. I vores undersøgelsespopulation var den organisme, der forårsagede bakteriæmien, den eneste signifikante risikofaktor, der var forbundet med polyklonal bakteriæmi.
Resultat. Ingen af de patienter, som vi undersøgte, og som havde polyklonal bakteriæmi, døde af bakterieemieepisoden. Dette var ikke signifikant forskelligt fra den lave dødelighed blandt patienter, der havde monoklonal bakteriæmi, og blandt dem, der havde polymikrobiel bakteriæmi. Andre undersøgelser har vist, at patienter med episoder af polymikrobiel bakteriæmi havde en højere dødelighed end patienter med episoder af monomikrobiel bakteriæmi . Antallet af patienter med dokumenteret polyklonal bakteriæmi er muligvis stadig for lavt til at drage konklusioner om dødeligheden i forbindelse med polyklonal bakteriæmi.
Patienter, der havde polyklonal bakteriæmi, opholdt sig på hospitalet i længere tid efter deres bakterieepisode og fik en mere omfattende antibiotikabehandling end patienter, der havde monoklonal bakteriæmi. Vores lille gruppe af patienter gjorde det dog ikke muligt for os at analysere, om det længere hospitalsophold og den mere omfattende behandling skyldtes polyklonal bakteriæmi eller patienternes underliggende sygdom.
Mikrobiologi. Det var påfaldende, at næsten en fjerdedel af alle episoder af bakteriæmi på grund af ikke-fermenterende stave var polyklonale. Vi undersøgte ikke virulensfaktorerne hos de forårsagende organismer, men det synes muligt, at nogle organismer (f.eks. ikke-fermenterende stave) har særlige egenskaber, der fremmer udviklingen af polyklonal bakteriæmi.
Næsten halvdelen af episoderne af polyklonal bakteriæmi var forårsaget af bakteriestammer, der havde forskellige antimikrobielle modtagelighedsprofiler. I andre rapporter om polyklonale infektioner havde parrede isolater fra halvdelen af patienterne også forskellige antimikrobielle modtagelighedsmønstre . Derfor har laboratoriepraksis med at identificere og teste isolater med forskellige morfologiske typer fra den samme bloddyrkning klart sin berettigelse. Hvis mikrobiologer kun tester 1 modtagelig stamme isoleret fra en patient med en episode af polyklonal bakteriæmi, kan den efterfølgende behandling vælge den resistente stamme. Dette kunne misforstås som udvikling af resistens under antibiotikabehandling, selv om de novo erhvervelse af resistens er en sjælden hændelse, der forekommer i <10% af tilbagefald.
Sammenfattende kan polyklonal bakteriæmi måske mere ligne polymikrobiel bakteriæmi end monoklonal bakteriæmi med hensyn til resultatet. I yderligere undersøgelser af udfaldet af bakteriæmi skal patienter med polyklonal bakteriæmi derfor muligvis analyseres separat.
Anerkendelser
Vi takker Dagmar Löffler for hendes fremragende tekniske bistand med genotypningen.
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, et al.
,
,
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
.
,
,
,
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
,
,
, vol.
(sg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
,
,
, m.fl.
,
,
, vol.
(pg.
–
)
Figurer og tabeller
Præsenteres delvist: 39th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, San Francisco, 1999 (abstract 1652).