Free Press

Abstract

Frecvența, factorii de risc și rezultatul bacteriemiei policlonale gram-negative sunt încă necunoscute. Le-am investigat într-un studiu de cohortă prospectiv al pacienților pentru care o hemocultură a evidențiat ⩾1 specie de tijă aerobă gram-negativă. Pentru fiecare pacient, s-a efectuat electroforeza în gel în câmp pulsat (PFGE) pe 4 colonii din fiecare tip morfologic. Episoadele de bacteriemie au fost considerate policlonale dacă au fost cauzate de >1 tip PFGE din aceeași specie. Zece (6,5%) dintre cei 153 de pacienți investigați au avut bacteremie policlonală. Bacteremia cauzată de bastonașe nefermentante a fost singurul factor de risc semnificativ pentru bacteremia policlonală. Complicațiile au fost la fel de frecvente în toate grupurile de pacienți. Cu toate acestea, pacienții cu bacteriemie policlonală au primit un tratament antibiotic mai extins decât pacienții cu bacteriemie monoclonală. Aproape 20% din episoadele de bacteriemie cauzate de tije nefermentante au fost policlonale, dar rămâne neclar de ce tijele nefermentante au fost mai susceptibile de a provoca bacteriemie policlonală decât alte tije gram-negative.

Bacteriemia gram-negativă este o infecție gravă cu o rată brută de mortalitate estimată la 20%-50% . Prin urmare, factorii de risc pentru dezvoltarea sepsisului, istoria naturală a bolii , și mai ales terapia au fost studiate pe larg. Instrumentele moleculare moderne au fost rareori folosite pentru a studia sepsisul . În unele dintre studiile ulterioare, au fost descrise episoade de bacteriemie datorate genotipului >1 al aceleiași specii. Arbeit et al. au folosit termenul de „bacteriemie policlonală” pentru a descrie aceste episoade de bacteriemie.

Un studiu retrospectiv anterior a arătat că pacienții care au avut bacteriemie monoclonală gram-negativă policlonală aveau mai des afecțiuni subiacente severe decât pacienții care au avut bacteriemie monoclonală . În plus, mai mulți pacienți care au avut bacteremie policlonală au murit din cauza bacteremiei. Cu toate acestea, este posibil ca designul retrospectiv al studiului să fi fost predispus la o prejudecată considerabilă. Prin urmare, am efectuat un studiu de cohortă prospectiv pentru a estima frecvența bacteremiei policlonale și pentru a investiga factorii de risc și rezultatul bacteremiei policlonale.

Pacienți și metode

Pacienți. Universitätsklinikum Benjamin Franklin este un spital de îngrijire terțiară cu 1300 de paturi, cu ∼34.000 de internări pe an. Au fost incluși în studiu toți pacienții care au avut ⩾1 specie de tijă gram-negativă cu creștere aerobă izolată din ⩾1 hemocultură recoltată în perioada august 1996-iulie 1997.

Un investigator, care a fost orb față de rezultatele tipizării, a extras următoarele date din fișa medicală a fiecărui pacient: vârsta, sexul, serviciul spitalicesc în care au fost tratați, bolile de bază, gravitatea bolii de bază evaluată după criteriile McCabe și Jackson (rapid fatală, se așteaptă să moară în termen de 12 luni; în ultimă instanță fatală, se așteaptă să trăiască >12 luni, dar să moară în termen de 4 ani; nonfatală, se așteaptă să trăiască >4 ani) , scorul Karnofsky , scorul APACHE II (acute physiology and chronic health evaluation) , sursa bacteriemiei, complicațiile, terapia și rezultatul.

Pentru că studiul original care a descris scorul APACHE II nu a inclus copii, scorul a fost calculat numai pentru persoanele cu vârsta >16 ani. Au fost colectate date privind posibilii factori de risc pentru bacteriemie, inclusiv următoarele: efectuarea de proceduri operatorii; necesitatea hemodializei; prezența corpurilor străine și/sau plasarea de catetere intravasculare sau urinare; și necesitatea ventilației mecanice timp de ⩾24 h. Un loc al corpului a fost considerat a fi sursa bacteriei dacă aceeași specie de bacterii a fost izolată din acel loc și din hemocultura sau dacă o infecție locală a fost diagnosticată prin radiologie, prin ecografie sau în timpul procedurilor chirurgicale. Criteriile de sepsis definite de conferința de consens a Colegiului american al medicilor de piept și a Societății de medicină critică au fost utilizate pentru a evalua răspunsurile sistemice ale pacienților la bacteriemie. Fișele medicale au fost analizate pentru a determina dacă pacientul a dezvoltat oricare dintre următoarele complicații: șoc septic, sindrom de detresă respiratorie a adultului, insuficiență renală, coagulare intravasculară diseminată, insuficiență multiplă a organelor sau deces din cauza bacteremiei. Durata terapiei antimicrobiene a fost definită ca fiind perioada de timp de la prima zi de terapie antimicrobiană până la ultima zi de terapie. Pentru fiecare pacient, numărul total de zile de antibioterapie a fost calculat prin însumarea duratei terapiei pentru toți agenții antimicrobieni pe care i-a primit pacientul respectiv; terapia antimicrobiană profilactică nu a fost inclusă în calcul.

Organisme. Laboratorul de microbiologie (de la Universitätsklinikum Benjamin Franklin) a utilizat hemoculturi în bulion pentru a procesa probele de sânge (Septicheck; Becton Dickinson). Din hemoculturile care au cultivat tije gram-negative, au fost prelucrate în continuare 4 colonii din fiecare tip morfologic. Sistemele API 20E și API 20NE (bioMérieux) au fost utilizate pentru a identifica izolatele la nivel de specie. Izolații au fost păstrați congelați la -70°C în bulion de glicerină.

Tipare moleculară. Metoda de electroforeză în gel în câmp pulsat (PFGE) descrisă de Pfaller și colab. a fost utilizată pentru a tipiza izolații. După trecerea fiecărui izolat de cel puțin două ori pe agar sânge, coloniile au fost inoculate în bulion de soia triptică, iar culturile au fost incubate peste noapte. Bacteriile au fost încorporate în agaroză, iar ADN-ul cromozomal a fost digerat cu enzima de restricție corespunzătoare: XbaI pentru Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa și Xanthomonas maltophilia; SpeI pentru speciile Enterobacter, Klebsiella, Proteus, Serratia marcescens și alte Enterobacteriaceae; SmaI pentru Haemophilus influenzae și AscI pentru speciile Acinetobacter. Fragmentele au fost separate prin PFGE, iar gelurile au fost colorate cu bromură de etidiu. În cazul în care toate benzile majore și minore corespundeau exact, izolatele au fost clasificate ca fiind identice. În cazul în care cel puțin 90 %, dar <100 % din benzi corespundeau (adică 1-3 benzi erau diferite), izolatele au fost considerate similare. Dacă <90% din benzi se potriveau (adică >3 benzi diferă), izolatele au fost considerate ca fiind tulpini diferite. O bacteriemie a fost definită ca fiind policlonală dacă ⩾2 tulpini diferite ale aceleiași specii gram-negative au fost identificate într-o singură hemocultură.

Testarea sensibilității. Susceptibilitatea antimicrobiană a fost testată prin diluție în microbroth folosind metoda break-point. Utilizând plăci de microtitrare și medii pregătite de noi (IsoSensitest bouillon; Unipath), am testat sensibilitatea izolatelor la următorii agenți antimicrobieni: ampicilină, ampicilină-sulbactam, piperacilină, mezlocilină, cefotiam, cefotaxime, ceftriaxonă, cefaclor, ceftazidimă, imipenem, meropenem, trimetoprim-sulfametoxazol, gentamicină, tobramicină, ofloxacină, ciprofloxacină, tetraciclină, amikacină și fosfomicină. Au fost comparate profilurile de rezistență la antibiotice ale tulpinilor cu tipuri diferite de PFGE obținute de la același pacient. Pentru oricare 2 tipuri PFGE, a fost necesară o diferență în categoria de interpretare (susceptibil vs. rezistent) pentru ⩾1 antibiotic pentru ca profilurile antibiotice să fie considerate diferite.

Analiză statistică. Dacă din fișa medicală a unui pacient lipseau date pentru >40% din categorii sau dacă nu am putut să grupăm izolatele din hemocultură, pacientul a fost exclus din analiză. Am folosit fie testul χ2, fie testul exact Fisher pentru a evalua diferențele dintre variabilele categoriale și testul Mann-Whitney U, pentru a evalua diferențele dintre variabilele continue (SPSS). Am stabilit α la 0,05 și am efectuat teste cu două cozi.

Rezultate

În timpul perioadei de studiu, 169 de pacienți au avut un episod de bacteriemie gram-negativă. Șaisprezece pacienți au fost excluși din analiza ulterioară, 9 pacienți pentru că datele lipseau pentru >40% din categorii și 7 pacienți pentru că nu am putut să tipărim izolatele de hemocultură. Pacienții cu date lipsă au fost transferați la alte spitale la scurt timp după ce a fost obținută o probă de sânge pentru cultură; prin urmare, majoritatea datelor lipseau din fișele medicale. Pacienții excluși nu au fost diferiți de pacienții incluși în ceea ce privește vârsta, sexul, serviciul spitalicesc în care au fost tratați sau speciile microbiene care au cauzat episodul de bacteriemie.

Dintre cei 153 de pacienți care au fost incluși în analiză, 47 de pacienți au avut bacteriemie polimicrobiană. Episoadele de bacteriemie polimicrobiană au fost cauzate de combinații de tije gram-negative și cocci gram-pozitivi (stafilococi coagulazo-negativi, enterococi sau Staphylococcus aureus) la 27 de pacienți. Unii pacienți au avut bacteriemie polimicrobiană cauzată de combinații de tije gram-negative și ciuperci (2 pacienți), tije gram-negative și diverse organisme anaerobe (6 pacienți) sau tije gram-negative și gram-pozitive (3 pacienți). Nouă pacienți au avut o bacteriemie polimicrobiană cauzată de 2 specii gram-negative diferite. Prin urmare, 162 de izolate subcultivate de tije gram-negative au fost disponibile pentru tipărire. Escherichia coli, speciile Klebsiella și Enterobacter au fost cele mai frecvent izolate specii gram-negative (tabelul 1). Zece episoade de bacteriemie (6,5%) au fost policonale – adică episoadele au fost cauzate de 2 tipuri PFGE ale aceleiași specii. Cinci dintre pacienții care au avut bacteriemie policlonală au avut, de asemenea, bacteriemie polimicrobiană. Episoadele de bacteriemie policlonală au fost semnificativ mai des cauzate de tije nefermentante decât de bacteriemie monoclonală sau polimicrobiană.

Pacienții cu bacteremie policlonală au fost comparați cu pacienții cu bacteremie monoclonală și cu pacienții cu bacteremie polimicrobiană. Cei 5 pacienți care au avut atât bacteremie polimicrobiană, cât și bacteremie policlonală au fost excluși din analiză pentru a evita o eroare de clasificare. Pacienții care au avut bacteremie policlonală au avut aceeași distribuție a vârstei, a sexului și a numărului de boli de bază ca și pacienții care au avut bacteremie monoclonală și cei care au avut bacteremie polimicrobiană (tabelul 2). Severitatea și prognosticul bolilor subiacente au fost similare în toate grupurile de pacienți.

Pentru toate grupurile de pacienți, mai mult de jumătate din episoadele de bacteriemie au fost dobândite în spital, iar ∼10 au fost dobândite în timpul tratamentului într-o unitate de terapie intensivă. Durata medie a șederii în spital înainte de apariția bacteriemiei a fost mai mare pentru pacienții care au avut bacteriemie policlonală (17 zile) decât pentru pacienții care au avut bacteriemie monoclonală (11 zile) și pentru pacienții care au avut bacteriemie polimicrobiană (9 zile); totuși, această diferență nu a fost semnificativă. În toate grupurile de pacienți, proporția de pacienți care au fost ventilați mecanic sau cărora li s-a plasat un cateter venos central sau urinar a fost similară. Tractul urinar a fost cea mai frecventă sursă de bacteriemie în rândul pacienților care au avut bacteriemie monoclonală sau policlonală. În rândul pacienților care au avut bacteriemie polimicrobiană, procesele intraabdominale (de exemplu, diverticulita) au fost cea mai frecventă sursă de bacteriemie.

Chiar toți pacienții au fost simptomatici în timpul episodului de bacteriemie și au îndeplinit criteriile pentru sepsis (tabelul 3). Frecvența complicațiilor în timpul episodului de bacteriemie a fost scăzută în toate grupurile de pacienți și doar 10 dintre pacienții care au avut bacteriemie monoclonală și 12 dintre pacienții care au avut bacteriemie polimicrobiană au murit în termen de 7 zile de la prima hemocultură pozitivă. Niciunul dintre pacienții care au avut bacteremie policlonală nu a decedat din cauza bacteremiei.

Pacienții care au avut bacteriemie policlonală au rămas în spital mai mult timp după episod decât pacienții cu bacteriemie monoclonală sau polimicrobiană (medie, 48 de zile față de 27 de zile și, respectiv, 48 de zile față de 30 de zile); totuși, această asociere nu a atins semnificația statistică. Pacienții care au avut bacteriemie policlonală au primit mai multe antibiotice și au fost tratați mai mult timp decât pacienții care au avut bacteriemie monoclonală. Numărul total de zile de antibioterapie a fost semnificativ mai mare pentru pacienții care au avut bacteriemie policlonală decât pentru cei care au avut bacteriemie monoclonală (P = 0,02). Tratamentul cu antibiotice nu a fost semnificativ diferit între pacienții care au avut bacteriemie policlonală și pacienții care au avut bacteriemie polimicrobiană.

Patru din cele 10 perechi de izolate care au avut modele PFGE diferite au avut, de asemenea, modele de sensibilitate antimicrobiană diferite. Tiparele au fost diferite în ceea ce privește sensibilitatea la 1-5 agenți antibiotici. În toate aceste cazuri, laboratorul de microbiologie raportase susceptibilitatea tulpinii mai rezistente. Astfel, toți pacienții au primit un tratament adecvat.

Discuție

Frecvență. După cunoștințele noastre, frecvența bacteriemiei gram-negative policlonale nu a fost studiată până acum. Cu toate acestea, mai mulți cercetători au evaluat episoadele de bacteriemie polimicrobiană . Prin urmare, se știe că proporția episoadelor de bacteriemie care sunt polimicrobiene variază între 6% și 21%. Cu toate acestea, rezultatele acestor studii sunt dificil de comparat, deoarece cercetătorii au folosit definiții diferite ale bacteremiei polimicrobiene . În general, majoritatea studiilor au definit episoadele de bacteriemie polimicrobiană ca fiind cele din care >1 specii au fost izolate din aceeași probă de sânge. Prin utilizarea acestei definiții, o proporție ușor mai mare (31% ) din populația noastră de pacienți care au avut ⩾1 specie gram-negativă izolată din hemocultură a avut bacteremie polimicrobiană.

În 9 (19%) din cei 47 de pacienți, bacteremia polimicrobiană a fost cauzată de 2 tije gram-negative diferite. Alți cercetători au găsit o rată similară de bacteriemie cauzată de ⩾2 tije gram-negative la 9%-28% dintre pacienții cu bacteriemie polimicrobiană . În populația studiată de noi, episoadele de bacteriemie policlonală gram-negativă au fost la fel de frecvente ca și episoadele de bacteriemie datorate la 2 specii de tije gram-negative (6,5% vs 5,8%, respectiv).

Factori de risc. Au fost raportate doar câteva cazuri de bacteremie policlonală . Astfel, nu au fost disponibile informații privind factorii de risc pentru bacteremia policlonală. În populația studiată de noi, organismul care a cauzat bacteremia a fost singurul factor de risc semnificativ asociat cu bacteremia policlonală.

Rezultat. Niciunul dintre pacienții pe care i-am studiat și care au avut bacteremie policlonală nu a decedat în urma episodului de bacteremie. Acest lucru nu a fost semnificativ diferit de rata scăzută a mortalității în rândul pacienților care au avut bacteremie monoclonală și în rândul celor care au avut bacteremie polimicrobiană. Alte studii au constatat că pacienții cu episoade de bacteriemie polimicrobiană au avut o rată de mortalitate mai mare decât pacienții cu episoade de bacteriemie monomicrobiană . Este posibil ca numărul de pacienți cu bacteriemie policlonală documentată să fie încă prea mic pentru a trage concluzii cu privire la rata mortalității asociate cu bacteriemia policlonală.

Pacienții care au avut bacteriemie policlonală au rămas în spital pentru o perioadă mai lungă de timp după episodul de bacteriemie și au primit un tratament antibiotic mai extins decât pacienții care au avut bacteriemie monoclonală. Cu toate acestea, grupul nostru mic de pacienți nu ne-a permis să analizăm dacă șederea mai lungă în spital și terapia mai extinsă au rezultat din bacteremia policlonală sau din boala de bază a pacienților.

Microbiologie. A fost surprinzător faptul că aproape un sfert din toate episoadele de bacteriemie datorate tijelor nefermentante au fost policlonale. Nu am investigat factorii de virulență ai organismelor cauzatoare, dar pare posibil ca unele organisme (de exemplu, tijele nefermentante) să aibă caracteristici speciale care să favorizeze dezvoltarea bacteriemiei policlonale.

Peste jumătate din episoadele de bacteriemie policlonală au fost cauzate de tulpini bacteriene care aveau profiluri diferite de sensibilitate antimicrobiană. În alte rapoarte de infecții policlonale, izolatele împerecheate de la o jumătate dintre pacienți au avut, de asemenea, profiluri diferite de sensibilitate antimicrobiană . Prin urmare, practica de laborator de identificare și testare a izolatelor cu tipuri morfologice diferite din aceeași hemocultură are în mod clar merite. În cazul în care microbiologii testează doar 1 tulpină sensibilă izolată de la un pacient cu un episod de bacteriemie policlonală, terapia care urmează poate selecta tulpina rezistentă. Acest lucru ar putea fi interpretat greșit ca fiind dezvoltarea rezistenței în timpul terapiei cu antibiotice, chiar dacă dobândirea de novo a rezistenței este un incident rar, care apare în <10% din recidive.

În concluzie, bacteremia policlonală poate fi mai asemănătoare cu bacteremia polimicrobiană decât cu bacteremia monoclonală în ceea ce privește rezultatul. Prin urmare, în studiile ulterioare privind rezultatul bacteremiei, este posibil ca pacienții care au bacteriemie policlonală să trebuiască să fie analizați separat.

Recunoștințe

Îi mulțumim lui Dagmar Löffler pentru excelenta asistență tehnică la genotipare.