Zmiany w bakteriach izolowanych z dolnych dróg oddechowych u pacjentów na oddziale intensywnej terapii przed i po pandemii COVID-19

Podsumowanie

Przedstawiono tu retrospektywny protokół mikrobiologii do analizy próbek dolnych dróg oddechowych u pacjentów na oddziale intensywnej terapii, w tym przetwarzanie kultur, identyfikację MALDI-TOF MS i porównanie rozmieszczenia patogenów bakteryjnych u pacjentów COVID-19–negatywnych przed i po pandemii COVID-19.

Streszczenie

Aby porównać rozkład patogenów bakteryjnych izolowanych z próbek dolnych dróg oddechowych u pacjentów COVID-19-negatywnych przebywających na oddziale intensywnej terapii przed i po pandemii COVID-19, wyniki hodowli z pacjentów przyjętych na oddział intensywnej terapii chorób klatki piersiowej w szpitalu uniwersyteckim zostały przeanalizowane retrospektywnie. Włączono pacjentów bez klinicznego lub radiologicznego podejrzenia COVID-19 i z negatywnymi wynikami testu PCR, którzy zostali sklasyfikowani jako przed-COVID-19 lub po-COVID-19 w oparciu o marzec 2020 roku. Próbki hodowano na agarze z 5% krwią owczej, agarze eosin-metylenowoniebieskim i agarze czekoladowym oraz oceniono po 24–48 h inkubacji w temperaturze 37 °C. Tylko dominujące mikroorganizmy wykazujące wzrost co najmniej na drugim sektorze wysiewu były uważane za klinicznie istotne. Łącznie włączono 1 665 pacjentów, z wykrytym wzrostem drobnoustrojów w 48,9% próbek, większość pochodziła z okresu przed-COVID-19. Acinetobacter baumannii był najczęściej izolowaną organizmem w obu okresach. Analiza regresji logistycznej wykazała obniżone wskaźniki wykrywalności Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus (stosunek szans ≈0,3) oraz Escherichia coli (stosunek szans ≈0,4) w okresie po-COVID-19. Wskaźniki śmiertelności były również niższe w okresie po-COVID-19, choć nie zaobserwowano istotnej różnicy w rodzaju zwolnienia. Ogólna różnorodność patogenów pozostała podobna w obu okresach; jednakże, spadek wykrywalności wybranych bakterii zaobserwowano po rozpoczęciu pandemii. Te ustalenia mogą odzwierciedlać zmiany w praktykach kontroli infekcji podczas pandemii, choć przyczynowość nie może być ustalona z powodu retrospektywnej struktury badania i braku bezpośrednich pomiarów czynników przyczyniających się do tego zjawiska.

Wprowadzenie

Infekcje dolnych dróg oddechowych (LRTI) obejmują stany zapalne dróg oddechowych, w tym zapalenie oskrzeli, rozdęcie oskrzeli, zapalenie oskrzelików, ropień płuca, wysięk opłucnej i zapalenie płuc¹. Te infekcje stanowią główną przyczynę wysokiej śmiertelności i zachorowalności wśród pacjentów hospitalizowanych i stanowią znaczne ryzyko w wysoko-akutowych usługach medycznych, takich jak intensywne opieki medyczne (ICU)². LRTI odpowiadają za około 10%–25% infekcji szpitalnych, z raportowanymi wskaźnikami śmiertelności w zakresie od 22% do 71% wśród pacjentów ICU^3,4. Mogą wynikać z bakterii, wirusów lub grzybów, z których częstymi bakteriami są Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Streptococcus pneumoniae i Staphylococcus aureus⁵. Gram-ujemne pałeczki takie jak Escherichia coli, K. pneumoniae, Serratia marcescens, P. aeruginosa, Acinetobacter spp. i Enterobacter spp. są często związane z późnym wystąpieniem szpitalnych LRTI, często powiązanym z przedłużoną hospitalizacją i zwiększoną kolonizacją gardła⁶.

Leczenie zapalenia płuc wynikającego ze szpitalnej infekcji stało się coraz bardziej trudne z powodu pojawienia się wielolekoodpornych patogenów. Wyniki kliniczne są wpływane nie tylko przez czynniki związane z pacjentem, ale także przez patogen i jego profil wrażliwości na antybiotyki^7,8. W konsekwencji, nadzór nad rozkładem patogenów w usługach ICU pozostaje istotny dla wyznaczania empirycznej terapii i poprawy wyników pacjentów⁹.

Pandemia choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19) znacząco zmieniła systemy opieki zdrowotnej na całym świecie, prowadząc do znacznych zmian w praktykach kontroli infekcji, strategiach zarządzania pacjentami i stosowaniu antybiotyków^10–12. Wzmożone wdrażanie środków zapobiegania infekcjom i szerokie stosowanie antybiotyków o szerokim spektrum działania w tym okresie mogło wpłynąć na epidemiologię patogenów układu oddechowego w usługach ICU.

Celem tego badania było zidentyfikowanie mikroorganizmów odpowiedzialnych za infekcje dolnych dróg oddechowych u pacjentów COVID-19-negatywnych w ICU oraz porównanie rozkładów patogenów przed i po pandemii COVID-19 przy użyciu standaryzowanych metod mikrobiologicznych.

Protokół

Protokół badania został zatwierdzony przez Komitet Etyczny Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Harran (decyzja nr HRU/23.12.23; 10 lipca 2023 r.). Ze względu na retrospektywny charakter badania, zgoda pacjentów została uznana za niepotrzebną. Wszystkie procedury przeprowadzono zgodnie z instytucjonalnymi standardami laboratoryjnymi. Narzędzia badawcze użyte w tym protokole są wymienione w Tabeli Materiałów.

1. Projekt badania i selekcja pacjentów

Wyniki hodowli dolnych dróg oddechowych pacjentów przyjętych do szpitala uniwersyteckiego na oddziale intensywnej terapii chorób klatki piersiowej w okresie od marca 2017 do marca 2023 roku zostały przejrzane retrospektywnie. Pacjenci zostali uwzględniani, jeśli nie podejrzewano klinicznie ani radiologicznie COVID-19 oraz wyniki testów SARS-CoV-2 reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) były negatywne. Pacjenci poniżej 18. roku życia oraz ci z pozytywnymi wynikami testu PCR zostali wykluczeni.

Pacjentów podzielono na grupy przed-COVID-19 (przed marcem 2020) i post-COVID-19 (marzec 2020 i później) na podstawie daty pierwszego potwierdzonego przypadku COVID-19 w Turcji.

2. Pobieranie próbek

Próbki dolnych dróg oddechowych obejmowały plwocinę, głębokie wymazaniowe aspirację z tchawicy (DTA) oraz próbki płucnowego płukania pęcherzykowo-pęcherzykowego (BAL), zebrane w warunkach aseptycznych zgodnie ze standardowymi praktykami klinicznymi na oddziale intensywnej terapii.

Plwocinę i próbki DTA pobierano od pacjentów intubowanych i nieintubowanych za pomocą sterylnych technik odsysania. Próbki BAL pobierano podczas bronchoskopii światłowodowej za pomocą wlewu sterylnego roztworu fizjologicznego z następującym po nim aspiracją.

3. Wstępna ocena próbek

Próbki plwociny i DTA były początkowo oceniane za pomocą barwienia metodą Grama. Próbki uznano za nadające się do hodowli, jeśli zawierały co najmniej 25 polimorfojądrzatych leukocytów i mniej niż 10 komórek nabłonka płaskiego na pole widzenia przy 100x powiększeniu. Próbki niespełniające tych kryteriów zostały wyłączone.

4. Przetwarzanie hodowli

Próbki plwociny były przetwarzane za pomocą metody hodowli jakościowej. Próbki były inokulatowane na 5% agar z krwią owczej, agar z eosin-metyleno-niebieskim i agar czekoladowy, następnie inkubowane aerobowo w 37°C i oceniane po 24 i 48 godzinach. Tylko dominujące mikroorganizmy wykazujące wzrost rozciągający się co najmniej do drugiego sektora wysiewu były uważane za klinicznie znaczące.

Próbki DTA i BAL były przetwarzane za pomocą metod hodowli ilościowych. Alikwoty były inokulowane na te same podłoża i inkubowane w identycznych warunkach. Progi wzrostu co najmniej 100000 jednostek tworzących kolonie (CFU) na mL dla DTA i co najmniej 10000 CFU na mL dla próbek BAL były uważane za znaczące.

5. Identyfikacja mikroorganizmów

Wszystkie izolaty spełniające wstępnie określone kryteria były identyfikowane za pomocą spektrometrii mas z desorbentem laserowym w trybie czasu lotu (MALDI-TOF MS) zgodnie ze standardowymi procedurami laboratoryjnymi.

6. Rejestrowanie i analiza danych

Systematycznie rejestrowano cechy demograficzne, rodzaje próbek, wyniki hodowli, zidentyfikowane mikroorganizmy oraz wyniki wypisania. Porównano dystrybucję mikroorganizmów między okresami przed i po COVID-19.

7. Analiza statystyczna

Analizy statystyczne przeprowadzono za pomocą oprogramowania SPSS (wersja 15.0) i Minitab. Normalność zmiennych ciągłych oceniano za pomocą testu Shapiro-Wilk. Zmienne kategorialne porównano za pomocą testu chi-kwadrat. Analizę regresji logistycznej przeprowadzono, aby ocenić związki między dystrybucją mikroorganizmów a śmiertelnością. Wartość p mniejsza niż 0,05 uważano za statystycznie istotną.

Wyniki

Studia dotyczyła populacji w wieku od 18 do 103 lat, ze średnią wieku 68,95 plus minus 15,00. Kobiety stanowiły 34,4% (n = 572) a mężczyźni 65,6% (n = 1093) uczestników. W sumie 42,3% (n = 704) pacjentów zostało wypisanych, podczas gdy śmiertelność wyniosła 57,7%. Wzrost mikroorganizmów wykryto w 48,9% (n = 815) hodowlań, podczas gdy brak wzrostu zaobserwowano w 51,1% (n = 850).

Rodzaje próbek obejmowały plwocinę (45,6%, n = 759), DTA (41,9%, n = 698) i BAL (12,5%, n = 208). Najczęściej izolow...

Dyskusja

Infekcje rozwijające się na oddziałach intensywnej terapii są związane z wysoką morbidytetem i umieralnością, a identyfikacja czynników mikrobiologicznych będących przyczyną infekcji pozostaje istotna dla skutecznych strategii zapobiegania i leczenia^1,7. Badanie to oceniło patogeny dolnych dróg oddechowych izolowanych na oddziale chorób klatki piersiowej przez sześć lat i porównało okres przed i po COVID-19. Zgodnie z wcześniejszymi raportami, A. baumannii

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Zestaw do pobierania płukanki oskrzelowo-pęcherzykowej	Nie dotyczy	Nie dotyczy	Używany do pobierania próbki BAL
Agar czekoladowy	RTA	Nie dotyczy	Środek hodowli dla próbek oddechowych
Głęboki kateter aspiracyjny z tchawicy	Nie dotyczy	Nie dotyczy	Używany do pobierania próbki DTA
Agar z eozyną i niebieską metylenową	RTA	Nie dotyczy	Środek selektywny dla bakterii Gram-ujemnych
Reaktawy do barwienia metodą Grama	Nie dotyczy	Nie dotyczy	Używane do wstępnej oceny mikroskopicznej
Inkubator (37 ºC)	Nie dotyczy	Nie dotyczy	Używany do inkubacji kultur
System MALDI-TOF MS (VITEK MS)	bioMérieux	Nie dotyczy	Używany do identyfikacji bakterii
Roztwór matrycowy dla MALDI-TOF MS	bioMérieux	Nie dotyczy	Używany zgodnie z instrukcjami producenta
Agar z krwią owczych (5%)	RTA	Nie dotyczy	Podstawowy środek hodowlany