STRESZCZENIE Cele pracy

Transkrypt

1 STRESZCZENIE Zakażenia o etiologii Clostridium difficile (ang. Clostridium difficile infection, CDI) to niezwykle aktualny, istotny problem medyczny, stanowiący poważne zagrożenie występujące z rosnącą częstością, nasileniem oraz śmiertelnością. W ciągu ostatnich kilkunastu lat, patogen ten z odległego miejsca stał się jednym z najczęstszych czynników etiologicznych zakażeń szpitalnych. Według danych Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego Państwowego Zakładu Higieny (NIZP PZH) w 2015 r. w Polsce zgłoszono 8976 (zapadalność 23,3/ ludności) zakażeń o etiologii C. difficile, które spowodowały 491 zgonów. Z ogółu wszystkich zgonów z powodu chorób zakaźnych i pasożytniczych w 2015 r. najwięcej zgonów spowodowała gruźlica i jej następstwa (25,7%) oraz zakażenia jelit wywołane przez Clostridium difficile (23,2%). W 2017 r. liczba przypadków CDI zwiększyła się do (zapadalność 30,5/ ludności). Wysoka śmiertelność w przebiegu CDI, pomimo leczenia zgodnego z aktualnymi standardami i wytycznymi uzasadnia konieczność poszukiwania metod oceny ryzyka niepowodzenia terapeutycznego oraz algorytmu wiarygodnego diagnozowania tej choroby. Prognozowanie ciężkości przebiegu CDI oraz ocena ryzyka wystąpienia zgonu ma podstawowe znaczenie przy podejmowaniu decyzji o sposobie postępowania z pacjentem. Stwierdzenie to dotyczy zarówno działań ogólnomedycznych (jakość i częstotliwość monitorowania klinicznego i diagnostycznego), jak i leczenia przyczynowego doboru skutecznej antybiotykoterapii. Cele pracy 1. W oparciu o powyższe stwierdzenia uznano za uzasadnione postawienie głównego celu rozprawy, którym była analiza czynników rokowniczych u pacjentów z zakażeniem Clostridium difficile hospitalizowanych w Centrum Medycznym w Łańcucie w latach Ze względu na to, że wczesne i wiarygodne rozpoznanie CDI stanowi podstawowy wzorzec postępowania w przypadku tego schorzenia, kolejnym głównym celem niniejszej pracy była ocena wprowadzonego testu molekularnego w porównaniu z innymi metodami rutynowo stosowanymi w diagnostyce CDI.

2 Materiał i metodyka Badanie obejmowało retrospektywną analizę dokumentacji medycznej pacjentów hospitalizowanych w Centrum Medycznym w Łańcucie w latach z rozpoznaniem zakażenia Clostridium difficile (CDI). Grupę badaną stanowiło 74 pacjentów z rozpoznaniem CDI, u których nastąpiło zejście śmiertelne. Badanie było przeprowadzone z udziałem grupy kontrolnej 81 pacjentów z CDI, wypisanych w tym samym okresie z w/w szpitala w stanie dobrym. Rozpoznanie CDI oparte było na przyjętych w piśmiennictwie zasadach postępowania diagnostycznego obejmujących: wywiad lekarski, objawy chorobowe, badanie przedmiotowe oraz wyniki badań mikrobiologicznych i innych testów laboratoryjnych. W poszukiwaniu czynników rokowniczych analizą objęto następujące parametry laboratoryjne: liczbę krwinek białych (WBC), liczbę płytek krwi (PLT), średnią objętość płytek krwi (MPV), wskaźnik zmienności objętości płytek krwi (PDW), rozpiętość rozkładu objętości erytrocytów (RDW), jak również stężenie CRP, mocznika, kreatyniny i albuminy. Znaczenie statystyczne tych danych oceniono za pomocą testów: Shapiro-Wilka do sprawdzenia normalności rozkładów, parametrycznych testów porównujących parametry w grupach, takie jak t testy, analizę wariancji, analizę kowariancji i ich nieparametrycznych odpowiedników, takich jak test U Manna-Whitneya oraz test Kruskalla-Wallisa. Korelacje cech wyliczano wykorzystując zarówno współczynnik korelacji liniowej, jak i współczynnik korelacji rang Spearmana. Do porównań cech jakościowych wykorzystano test i współczynniki kontyngencji. Ponadto przy modelowaniu wykorzystano regresję liniową i logistyczną, analizę ROC oraz iloraz szans OR. Wykorzystywano również analizę przeżycia i analizę dynamiki zjawisk z funkcją trendu. W diagnostyce pacjentów z podejrzeniem zakażenia o etiologii Clostridium difficile zastosowano dwustopniowy algorytm, polegający na wykrywaniu antygenu dehydrogenazy glutaminianowej (GDH) oraz obecności toksyn A i B tego patogenu. Do tego celu użyto komercyjnego testu immunoenzymatycznego C. DIFF QUICK CHECK COMPLETE (TECHLAB) do jednoczesnego wykrywania GDH oraz toksyn A i B Clostridium difficile w próbkach luźnego kału. Wyniki wątpliwe (GDH-dodatnie i toksyny-ujemne) zweryfikowano dodatkowo w trzecim etapie stosując test llumigene C. difficile Assay (Meridian Bioscience), oparty na technice LAMP (ang. loop-mediated isothermal amplification) izotermalnej amplifikacji materiału genetycznego.

3 Wyniki 1. Stwierdzono istotne różnice w cechach klinicznych i parametrach diagnostycznych pomiędzy populacją badaną (grupą zgonów) a populacją kontrolną (grupą pacjentów wypisanych w stanie dobrym): a. Wykazano silną korelację związaną z wiekiem między CDI a zgonem (wykazano 2- krotnie większe ryzyko zgonu w przebiegu CDI u pacjentów w wieku 75 lat niż u pacjentów w wieku <75 lat) b. Ważnym czynnikiem predykcyjnym u pacjentów z CDI w ocenie ryzyka zgonu jest współistnienie cukrzycy typu 2 (około 2-krotnie większe ryzyko zgonu) c. Odnotowano znamiennie większą liczbę zgonów wśród pacjentów o ciężkim przebiegu choroby według kryteriów Zara (p=0.000) d. Wykazano istotnie wyższe stężenie białka C-reaktywnego (p=0,001) i stężenie mocznika (p=0,001) oraz znamiennie niższy poziom albuminy (p=0,005) w grupie pacjentów z niekorzystnym zejściem choroby e. Po raz pierwszy zaobserwowano istotną wartość wskaźnika heterogenności czerwonych krwinek (ang. red blood cell distribution width, RDW), liczby płytek (ang. platelets, PLT) i wskaźnika anizocytozy płytek (ang. platelet distribution width, PDW) jako potencjalnych czynników rokowniczych w populacji chorych z CDI zanotowano znamiennie wyższe wartości RDW (p=0,000) i PDW (p=0,003) oraz znamiennie niższe wartości PLT (p=0,007) w grupie badanej w porówaniu z grupą kontrolną. 2. Wyniki badań laboratoryjnych umożliwiły poznanie matematycznych zależności pomiędzy czynnikami ryzyka a zagrożeniem zgonem modelu określającego prawdopodobieństwo zgonu pacjenta z CDI. 3. W analizach epidemiologicznych wykazano prawie 3-krotny spadek (od 20,0% do 7,7%) śmiertelności pacjentów z CDI, hospitalizowanych w Centrum Medycznym w Łańcucie w latach Należy podkreślić, że częstość zgonów w grupie pacjentów z CDI była niższa niż w dniesieniach w literaturze naukowej w Polsce i na świecie. 4. Analiza zastosowania metody genetycznej w algorytmie diagnostycznym CDI wykazała zwiększenie w okresie roku wykrywalności toksynotwórczych szczepów C. difficile o 24,5% wszystkich dodatnich próbek.

4 SUMMARY An analysis of the risk factors and a diagnostic algorithm of Clostridium difficile infections in hospitalised patients Infections caused by Clostridium difficile (Clostridium difficile infection, CDI) is a very timely, important medical problem and is a severe threat, occurring with increasing frequency, severity, and rate of mortality. Over the past several years, this pathogen moved from a distant place to the forefront of etiological factors of healthcare-associated infections. According to the data of the National Institute of Health in Poland, there were cases of CDI reported in 2015 (morbidity rate 23.3/100,000 population), causing 491 deaths. Of the total number of deaths from infectious and parasitic diseases in 2015, most deaths were caused by tuberculosis and its consequences (25.7%) and intestinal infections caused by Clostridium difficile (23.2%). In 2017, the number of CDI cases increased to 11,704 (incidence 30.5/100,000 population). The high mortality rate in the course of CDI, despite administration of the treatment consistent with current standards and recommendations, justifies the necessity to seek different methods to determine the probability of therapeutic failure and an algorithm for a reliable diagnosis of this disease. Predicting the severity of CDI and assessing the risk of death is crucial when deciding on the management of the patient. It applies to both the general medical activities (such as clinical and diagnostic monitoring) as well as the choice of the effective antibiotic therapy. Objectives 1. Based on the above statements it was considered reasonable to formulate as the main objective of this dissertation the analysis of prognostic factors in patients with Clostridium difficile infection, hospitalised at the Medical Center in Łańcut in As an early and reliable diagnosis of CDI constitutes the basic pattern of management of this disease, the next main aim of this study was to assess the implementation of a commercially available molecular test in comparison with other methods routinely used in the laboratory diagnosis of CDI.

5 Material and methods The study comprised a retrospective analysis of the medical records of patients with the diagnosis of a Clostridium difficile infection hospitalised at the Medical Center in Łańcut in The study group consisted of 74 patients with CDI who had fatal outcome. In the control group there were 81 patients with CDI, discharged in the same period from the abovementioned hospital in good condition. The diagnosis of CDI was based on the currently recommended procedure, including medical history, clinical symptoms, physical examination and the results of microbiological and general laboratory tests. In the search for prognostic factors, analysis comprised of the following laboratory parameters: white blood cell count (WBC), platelet count (PLT), mean platelet volume (MPV), platelet distribution width (PDW), red blood cell distribution width (RDW), C-reactive protein (CRP) concentration, as well as concentration of urea, creatinine and albumin. Statistical significance of these data was determined using the following tests: Shapiro-Wilk's tests to check normality of distributions, parametric tests comparing parameters in groups, such as t-tests, analysis of variance, covariance analysis and their non-parametric counterparts, such as Mann-Whitney U test and Kruskall-Wallis test. The feature correlations were calculated using both the linear correlation coefficient and the Spearman rank correlation coefficient. The test and contingency coefficients were used to compare quality features. In addition, linear and logistic regression, ROC analysis and odds ratio (OR) were used for modeling. The analysis of survival and analysis of the dynamics of phenomena with the trend function was also performed. A two-step algorithm was used in the diagnosis of patients with suspected Clostridium difficile infection, consisting of the simultaneous detection of glutamate dehydrogenase (GDH) antigen and the presence of toxins A and B of this pathogen, in loose stool samples using a commercially available C. diff Quick Check Complete test (Techlab). In addition, in the third stage the doubtful results (GDH-positive and toxin-negative) were verified with a commercially available nucleic acid amplification test (lllumigene C. difficile assay, Meridian Bioscience), based on the LAMP method (loop-mediated isothermal amplification).

6 Results: 1. There were significant differences in the clinical features and diagnostic parameters between the group of patients discharged in good condition and those who died in the course of CDI: a. A strong correlation has been demonstrated in elderly patients between CDI and a fatal outcome of this disease (patients aged 75 years had a 2-fold greater risk of death in the course of CDI than patients <75 years old) b. An important predictor of the risk of death in patients with CDI was type 2 diabetes as a co-morbidity (the risk of death was increased approximately 2-fold) c. Significantly higher number of deaths was found among patients with a severe course of the disease according to Zar (p=0.000) d. Significantly higher concentration of C-reactive protein (p=0.001) and urea (p=0.001), as well as a significantly lower level of albumin (p=0.005) were found in the group of patients with an unfavourable disease outcome. e. For the first time a significant value of the red blood cell distribution width (RDW), platelet count (PLT) and platelet distribution width (PDW) has been demonstrated as potential prognostic factors in the population of patients with CDI significantly higher values of RDW (p=0.000) and PDW (p=0.003), and significantly lower PLT values (p=0.007) have been recorded in the study group, in comparison to the control group. 2. Results of the laboratory tests enabled the establishment of a mathematical relationship between the analysed factors and the risk of death a model determining the probability of death of a patient with CDI. 3. In the epidemiological analyses, nearly a 3-fold decrease (from 20.0% to 7.7%) was demonstrated in the rate of mortality of patients with CDI, hospitalised in the Medical Centre in Łańcut in Of note, the frequency of fatal cases was lower than reported in the literature in Poland and in other countries. 4. Analysis of the application of the genetic method in the diagnostic algorithm of CDI during one year showed an increase in the detection of toxinogenic C. difficile strains by 24.5% of all positive samples.

7 Conclusions Based on the results presented, the following conclusions have been formulated: 1. In the tests performed, there were significant differences in the clinical and laboratory characteristics between the population of patients who died in the course of CDI and those who were discharged in good condition. 2. In the group of patients who died, the occurrence of unfavourable prognostic factors was more frequent. 3. Advanced age is a significant risk factor for death from CDI. 4. Special attention needs to be paid to the patients with CDI and type 2 diabetes as a comorbidity. 5. Prediction of the risk of death, based on the simple clinical and laboratory parameters, such as: advanced age, albumin concentration, platelet count (PLT), red blood cell distribution width (RDW) and white blood cell count (WBC), can be a supportive tool in management of CDI patients, leading to reduction of their mortality. 6. The results of novel studies on the red blood cell distribution width (RDW) and the platelet count (PLT) as well as the mean platelet volume (MPV) have important implications for the assessment of death risk in the course of CDI. 7. Diagnosis of patients infected with the toxinogenic C. difficile strain using only screening tests to detect GDH and A/B toxins in stool samples may be insufficient. The results of the research presented in this dissertation justify the inclusion of molecular methods in the algorithms of laboratory diagnostics of CDI, e.g. quick and affordable LAMP test. 8. Referring to the mortality rates obtained in this study comprising the patients with CDI, hospitalised in the Medical Centre in Łańcut (almost 3-fold decrease in the period ), which were lower than the indicators described by other Polish and foreign authors, it can be concluded that the adopted therapeutic procedure in line with the current guidelines was effective.

8