SEPSA NOWE ZAGROŻENIE CZY LEPIEJ DEFINIOWANA STARA JEDNOSTKA CHOROBOWA

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2008, 60: 215-221 Anna Bartoszko-Tyczkowska 1, Wojciech Gaszyński 2, Ewa Tyczkowska-Sieroń 3 SEPSA NOWE ZAGROŻENIE CZY LEPIEJ DEFINIOWANA STARA JEDNOSTKA CHOROBOWA 1 Pracownia Mikrobiologii, USK nr 1 im. N. Barlickiego w Łodzi Kierownik: dr med. Anna Bartoszko-Tyczkowska 2 Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii UM w Łodzi Kierownik: prof. dr hab. med. W. Gaszyński 3 Zakład Biologii Środowiskowej, Katedra Nauk Podstawowych i Przedklinicznych, UM w Łodzi Kierownik: dr hab. med. A. Głowacka W pracy przedstawiono problemy dotyczące sepsy w aspekcie klinicznym oraz mikrobiologicznym. Przedstawiono wyniki pięcioletniej współpracy zespołu Oddziału Intensywnej Terapii USK nr 1 w Łodzi oraz Pracowni Mikrobiologii mającej na celu zmniejszenie zakażeń szpitalnych, walkę z alertpatogenami co przekłada się na redukcję zakażeń krwi. Coraz częściej środki masowego przekazu alarmują nas o przypadkach pojawienia się sepsy pozaszpitalnej. Często dotyczy to młodych ludzi, a choroba kończy się śmiercią. Zastanawiamy się, czy groźba wystąpienia sepsy wciąż rośnie, czy też dokładniej identyfikujemy przypadki zachorowań na sepsę. Drobnoustroje obecne w łożysku naczyniowym mogą przez pewien czas nie wywoływać objawów klinicznych (9). Bakterie, grzyby i wirusy wykształcają agresywniejsze mechanizmy inwazyjności i zjadliwości (enzymy, biofilmy, endo- i enterotoksyny) oraz nabywają cech wielooporności na antybiotyki. Przyczyną sepsy może być zakażenie dotyczące układu oddechowego, moczowego, rany. Wymknięcie się patogenu spod kontroli układu odpornościowego i podawanego antybiotyku prowadzi do rozszerzenia się zakażenia na sąsiednie tkanki, przedostanie się do łożyska naczyniowego. Sepsa klinicznie charakteryzuje się współwystępowaniem zakażenia i uogólnioną odpowiedzią na infekcję rozpoznawalną w przypadku spełnienia co najmniej dwóch kryteriów z czterech następujących: temperatura ciała > 38 C; akcja serca > 90 /min; częstość oddechów > 20 /min (hiperwentylacja); leukocytoza (> 12000 /μl) lub leukopenia (< 4000 /μl) (11). Jest najcięższą postacią zakażeń szpitalnych. Związana jest z ciężką postacią choroby podstawowej, narastającą opornością na leki przeciwbakteryjne oraz narastającym problemem leczenia chorych z zaburzeniami odporności (8,13). Sepsa jest ogólnoustrojową odpowiedzią zapalną na czynnik mikrobiologiczny. Wywołana jest zakażeniem potwierdzonym izolacją drobnoustroju. Jest samonapędzającą się spiralą, na którą składają się zmiany zapalne,

216 A. Bartoszko-Tyczkowska, W. Gaszyński, E. Tyczkowska-Sieroń Nr 3 uszkodzenie śródbłonka i zaburzenia krzepnięcia. Na świecie w skali roku odnotowuje się 1,8 mln przypadków ciężkiej sepsy oraz 750 tys. związanych z nią zgonów. Ciężka sepsa stanowi główną przyczynę śmiertelności wśród pacjentów OIT. Częstość związanych z nią zgonów sięga w Polsce 54%. Dane zawdzięczamy Polskiej Grupie ds. Sepsy (6). W Europie Zachodniej najniższa śmiertelność ma miejsce w Norwegii i wynosi 27% (16). Czynnikami etiologicznymi sepsy są bakterie, wirusy, grzyby (szczególnie Candida). Spośród bakterii Gram (+) najczęściej izolują się gronkowce koagulazoujemne - CNS (40%), gronkowce złociste metycylinooporne - MRSA, enterokoki, Streptococcus pyogenes, Streptococcus viridans. Natomiast spośród bakterii Gram (-): Neisseria meningitidis, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumanii. Gdy czynnikiem etiologicznym sepsy są bakterie występuje gwałtowny przebieg z wysoką gorączką. Za indukcję reakcji septycznych najczęściej odpowiedzialne są endotoksyny bakterii Gram(-) lipopolisacharyd (LPS) uwalniany przy rozpadzie komórki bakteryjnej oraz enterotoksyny bakterii Gram(+). Endotoksyna bakteryjna łączy się we krwi z białkami osocza w kompleksy, które dalej łączą się z powierzchnią makrofagów i limfocytów. Przy osłabionym układzie odpornościowym, niedostatecznym usuwaniu z krążenia produktów rozpadu patogenu i jego toksyn dochodzi do patologicznej odpowiedzi organizmu (2,4). Niezwykle ważne jest jak najszybsze zastosowanie antybiotykoterapii celowanej. Jeżeli sepsa jest następstwem długiej hospitalizacji pacjenta, to do czasu uzyskania antybiogramu pomocne jest wykorzystanie danych epidemiologicznych dotyczących sytuacji oddziału czy szpitala. Należy pamiętać, że zbyt małe dawki antybiotyku selekcjonują szczepy oporne przyczyniając się do ich namnożenia. Jeżeli czynnikiem etiologicznym zakażenia krwi są grzyby mamy do czynienia z fungemią. Terapia szerokowidmowymi antybiotykami przeciwbakteryjnymi odgrywa ogromną rolę ułatwiającą inwazje grzybicze. Prowadzi do redukcji flory oportunistycznej stanowiącej barierę ochronną. Głównym czynnikiem zakażeń grzybami u pacjentów OIT są przedstawiciele z rodzaju Candida, z czego połowa to gatunek C. albicans (5,19). Zakażenia grzybicze często rozwijają się u pacjentów poddanych immunosupresji z powodu przeszczepów. Chorzy ci zostają wówczas pacjentami OIT, podobnie jak wszyscy chorzy będący w ciężkim stanie powodowanym przez zakażenia grzybicze. Na OIT grzyby stanowią czwartą, co do częstości przyczynę zakażeń krwi fungemii pociągającą wysokie ryzyko zgonu w stosunkowo krótkim czasie. Rozsiane drogą krwi grzyby wykazują tropizm narządowy do nerek, wątroby, oka, serca, stawów i skóry. W zajętych narządach tworzą się liczne ropnie. Pacjenci mający założony cewnik narażeni są na wystąpienie sepsy odcewnikowej, która odpowiada za 20% zgonów wśród hospitalizowanych pacjentów. Źródłem drobnoustrojów kolonizujących cewniki naczyniowe jest flora endogenna pacjenta oraz egzogenna, przeniesiona najczęściej przez ręce personelu od innego pacjenta, lub ze środowiska szpitalnego (15). W kolonizacji cewników bierze udział wielocukrowy śluz lub otoczki obecne na powierzchni Gram(+) i Gram(-) bakterii (10). Drobnoustroje (szczególnie gronkowce koagulazoujemne CNS oraz Candida parapsilosis, czy P. aeruginosa) łączą się z sobą w strukturę otoczoną zewnątrzkomórkowym śluzem chroniącym je przed układem odpornościowym gospodarza (1,3,12,14,17). Celem pracy jest przedstawienie problematyki dotyczącej zakażeń prowadzących do sepsy w świetle badań wykonanych na OIT USK nr 1 w Łodzi w latach 2002 2006.

Nr 3 Sepsa 217 Szczególną uwagę zwrócono na podjęte w tym okresie działania terapeutyczne i epidemiologiczne prowadzące do redukcji zakażeń cewników oraz krwi głównych przyczyn ciężkiej sepsy. MATERIAŁ I METODY Próbki materiału do badań mikrobiologicznych pobierane były przed rozpoczęciem antybiotykoterapii. W ciągu 5 lat (2002-2006 rok) przebadano 1330 pacjentów wykonując 5152 posiewy. Krew zawsze była pobierana bezpośrednio z naczynia krwionośnego. Pobierany materiał był jak najszybciej dostarczany do Pracowni Mikrobiologicznej. Przestrzegano, aby nie doszło do ochłodzenia pożywek z pobraną krwią, ponieważ mogłoby to zahamować wzrost drobnoustrojów wrażliwych na wahania temperatury. W Pracowni Mikrobiologicznej krew była inkubowana w monitorowanych systemach automatycznych BACTEC 9050 firmy Becton Dickinson lub BACT-ALERT firmy BioMerieux zgodnie z instrukcją producenta. Posiewów dokonywano na podłoża do hodowli bakterii tlenowych i beztlenowych. W przypadku podejrzenia fungemii krew posiewana była na podłoża do hodowli grzybów (BACTEC Mycosis IC/F Culture Vials) z wykorzystaniem systemu automatycznego BACTEC 9050 firmy Becton Dickinson (BD). Czas hodowli 10 dni, temperatura 37 C. Końcówki cewników centralnych i dializacyjnych po usunięciu z naczynia krwionośnego odcinano jałowymi nożyczkami około 4 cm i umieszczano w jałowym pojemniku. Następnie materiał był przesyłany do Pracowni Mikrobiologii, gdzie posiewano go metodą półilościową według Mäki. Lekowrażliwość wyhodowanych bakterii oznaczano metodą dyfuzyjno krążkową wg wytycznych KORLD (Krajowego Ośrodka Referencyjnego ds. Lekowrażliwości Drobnoustrojów) (7). Krążki pochodziły z firmy HAND PROD (HP), Bio Merieux, Oxoid. Do antybiogramów wykorzystywano płytki krwawe KBMHA oraz płytki MHA firmy HAND PROD. MIC oznaczany był przy użyciu E testów firmy HP. Lekowrażliwość z uwzględnieniem MIC oznaczano systemem półautomatycznym SCEPTOR HP do roku 2004 oraz Vitek firmy Bio Merieux od 2004 roku do chwili obecnej. W celu scharakteryzowania i ustalenia relacji pomiędzy wynikami przedstawionymi w niniejszej pracy przeprowadzono ich analizę statystyczną. Analizę wykonano stosując program STATISTICA 6.0 (18). WYNIKI I DYSKUSJA W USK nr 1 w Łodzi prowadzono od 2002 roku działania zmierzające do redukcji wszystkich zakażeń, co przekłada się też na zakażenia krwi oraz cewników centralnych. Łączna liczba zakażeń bakteryjnych i grzybiczych krwi oraz cewników centralnych u pacjentów OIT w latach 2002-2006 przedstawiona jest na rycinie 1. Przeprowadzona analiza statystyczna wskazuje na stały poziom zakażeń krwi w latach 2002-2004 wynoszący średnio 13,7±0,8 zakażeń/100 pacjentów. Biorąc pod uwagę zakażenia cewników centralnych w tych latach, liczba tych zakażeń jest również do siebie podobna i wynosi 3,9±0,6 zakażeń/100 pacjentów. W drugiej połowie 2004 roku w celu eliminacji odcewnikowych zakażeń krwi powołano zespół opieki nad cewnikiem mający za zadanie opracowanie

218 A. Bartoszko-Tyczkowska, W. Gaszyński, E. Tyczkowska-Sieroń Nr 3 Ryc. 1. Łączna liczba zakażeń bakteryjnych i grzybiczych krwi oraz cewników centralnych u pacjentów OIT w latach 2002-2006 i wdrożenie profesjonalnych procedur odnośnie zakładania cewników centralnych. Podjęte inne działania epidemiologiczne w szpitalu, takie jak eradykacja nosicielstwa MRSA wśród personelu medycznego i "zerowe badania" pacjentów nowoprzybyłych na oddział, jak też szybka antybiotykoterapia celowana, przyniosły rezultaty w postaci istotnego statystycznie spadku zakażeń krwi w 2005 roku do 5,5 zakażeń/100 pacjentów (p = 0,0001) i dalszego spadku w roku 2006 do 2,0 zakażeń/100 pacjentów (p = 0,043). Liczba zakażeń cewników w 2005 roku również istotnie spada do 1,9 na 100 pacjentów (p = 0,025) i pozostaje na stałym poziomie w roku 2006 (p = 0,47). Warto zauważyć, że liczba zakażeń krwi i cewników centralnych w roku 2006 jest identyczna i wynosi 2,0 zakażeń/100 pacjentów. Zakażenia te dotyczą ciężko chorych pacjentów długo hospitalizowanych z dysfunkcją wielonarządową, u których zakażenie krwi ma związek z zakażeniem dolnych dróg oddechowych, innymi zakażeniami wewnątrzustrojowymi oraz immunosupresją. Świadczyć może to o tym, że w tych przypadkach dodatnie posiewy z cewnika są następstwem istniejącego już zakażenia krwi i pozwala to przypuszczać, że odcewnikowe zakażenia krwi zostały praktycznie wyeliminowane na OIT. Zakażenia krwi u pacjentów OIT w latach 2002-2006, gdzie czynnikiem etiologicznym są bakterie i grzyby. Jak pokazano na rycinie 2, bakteryjnym zakażeniom krwi mogą towarzyszyć fungemie. Zakażenia te spowodowane są przez Candida sp. W latach 2002-2004 obserwuje się stały statystycznie poziom zakażeń wywołanych przez Candida sp., który wynosi około 2,1 zakażeń/100 pacjentów. W roku 2005 następuje ich istotny spadek (p = 0,015) (w tym roku nie stwierdzono żadnego przypadku fungemii). Poziom ten utrzymywał się również w roku 2006 (p = 0,07). Wydaje się, że najistotniejszy wpływ na ograniczenie fungemii mają działania eliminujące induktory zakażeń Candida sp. Chodzi głównie o wprowadzenie restrykcyjnej polityki antybiotykowej wobec ceftazydymu i kwasu klawulanowego będącego silnym induktorem Candida sp.

Nr 3 Sepsa 219 Ryc. 2. Liczba zakażeń krwi spowodowanych przez bakterie i grzyby u pacjentów OIT w latach 2002 2006 Ryc. 3. Liczba zakażeń bakteryjnych krwi spowodowanych przez najczęściej występujące patogeny u pacjentów OIT w latach 2002-2006 Główne patogeny zakażeń krwi u pacjentów OIT w latach 2002-2006 Głównymi patogenami zakażającymi krew w latach 2002 2006 na OIT były MRSA, Acinetobacter sp. oraz pałeczki z rodziny Enterobacteriacae. W latach 2002-2003 głównym patogenem było MRSA. W roku 2004 widoczny jest wyraźny spadek liczby zakażeń MRSA (p = 0,0004) do poziomu 1,1 zakażeń/100 pacjentów. Wśród podjętych działań mających na

220 A. Bartoszko-Tyczkowska, W. Gaszyński, E. Tyczkowska-Sieroń Nr 3 celu eradykację MRSA z zakażeń krwi należy uznać wycofanie w 2003 roku z profilaktyki i terapii na OIT kwasu klawulanowego oraz ceftazydymu induktorów między innymi MRSA. Ceftazydym został przeznaczony jedynie do celowanej antybiotykoterapii wobec P. aeruginosa. W tym też roku terapię wankomycyną zastąpiono linezolidem. Także eradykacja nosicielstwa MRSA wśród personelu medycznego miała istotne znaczenie. Udział pałeczek Gram(-) w zakażeniach krwi na OIT w latach 2002-2006 ogranicza się głównie do Acinetobacter sp. oraz Enterobacteriacae. W 2004 roku wprowadzono badania dnia zerowego oraz wzmożoną opiekę nad cewnikiem centralnym redukując zakażenia do poziomu 1,2±0,3 zakażeń/100 pacjentów. PODSUMOWANIE Należy rozważyć czy problem występowania sepsy jest efektem zwiększonej zachorowalności związanej z coraz agresywniejszymi metodami diagnostyki i leczenia, wieloopornością bakterii, czy też sepsa występowała równie często od dawna lecz nie była wystarczająco definiowana. Ponieważ podstawowym czynnikiem ryzyka wystąpienia sepsy jest niewłaściwa terapia antybiotykowa należy dążyć do stosowania celowanej antybiotykoterapii z uwzględnieniem mechanizmów oporności drobnoustrojów. Przestrzegając restrykcyjnie procedury zakładania cewników centralnych, monitorowanie miejsca ich założenia, można znacznie zredukować częstość zakażeń szpitalnych, których następstwem są zakażenia krwi prowadzące do sepsy. Nieodzowna jest ścisła współpraca z pracownią mikrobiologii określającą w wynikach wartość MIC, posiadającą automatyczne systemy do posiewów krwi. A. Bartoszko-Tyczkowska, W. Gaszyński, E. Tyczkowska-Sieroń SEPSIS A NEW LIFE-THREAT OR BETTER DEFINED OLD DISEASE ENTITY SUMMARY The presence of multiresistant pathogens in a hospital leads very often to a severe sepsis that threatens the patients life. For this reason, in the interests of the patients in the Intensive Care Unite (ICU) of the Lodz Medical University Hospital No.1, a wide monitoring of the epidemiological situation and the rational antibiotic therapy, taking the resistance mechanisms of pathogens into account, have been started since 2002. Restrictive procedures of the insertion of central venous and dialysis catheters were elaborated as well as the permanent monitoring of the MRSA carrier state among the medical staff was undertaken. A procedure of the primary bacteriological examination for all new patients in the ICU was also introduced. All these actions resulted in a considerable, statistically significant (p=0,043), decrease in bloodstream infections from 14.2 infections per 100 patients in 2002 to 2.0 infections per 100 patients in 2006. A drop in the number of infections of central venous catheters was also observed: from 4.3 infections per 100 patients in 2002 to 1.9 infections per 100 patients in 2006 (p=0.025). Administration of ceftazidime and clavulanic acid, which are MRSA inductors, only in the events of guided therapy when other therapeutic options were failed as well as the reduction of the MRSA carrier state among the medical staff brought about a radical elimination of MRSA from

Nr 3 Sepsa 221 the bloodstream infections. The obtained results show that the severe infections caused by multiresistant pathogens in hospitals can be effectively reduced due to cooperation between clinicians and microbiology laboratories. PIŚMIENNICTWO 1. Bartoszewicz M, Nowicka J, Przondo-Mordarska A. Zdolność produkcji śluzu gronkowców koagulazo-ujemnych w zakażeniach odcewnikowych. Mikrobiol Med 2003; 34: 20-3. 2. Borowiec D, Semczuk K, Dzierzanowska D. Czynniki etiologiczne zakażeń krwi u pacjentów hospitalizowanych. Zakażenia 2006; 5: 98-103. 3. Bouza E, Burillo A, Munoz P. Catheter - related infections: diagnosis and intravascular treatment. Clin Microbiol Infect 2002; 8: 265-74. 4. Denys A. Antybiotykoterapia w stanach obniżonej odporności. Nowiny Lekarskie 2002; 71 (Supp. 1): 60-1. 5. Dzierżanowska D. Profilaktyka, terapia wyprzedzająca i empiryczna inwazyjnych zakażeń grzybiczych. Zakażenia 2008; 8: 54-61. 6. Glapiński A, Jaszczuk E, Gaszyński W. Ciężka sepsa w materiale Oddziału Intensywnej Terapii Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego im. M. Kopernika w Łodzi w latach 2001-2004. Sepsis 2008; 1: 5-11. 7. Hryniewicz W, Sulikowska A, Szczypa K, Gniatkowski M, Skoczyńska A. Rekomendacje doboru testów do oznaczania wrażliwości bakterii na antybiotyki i chemioterapeutyki. Postępy Mikrobiologii 2005; 44: 175-92. 8. Karpel E. Zakażenia krwi i zakażenia uogólnione. Zakażenia 2002; 1-2: 91-97. 9. Kędzierska J, Kot K, Sawicka-Grzelak A, Rokosz A. Drobnoustroje izolowane z krwi hospitalizowanych pacjentów. Zakażenia 2004; 2: 108-10. 10. Kędzierska J, Pietrzyk A, Kędzierska A, Węgrzyn J, Żdziarska J. Analiza epidemiologiczna uogólnionych zakażeń grzybiczych u chorych w oddziałach Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie. Zakażenia 2005; 1: 47-53. 11. Kübler A. Zakażenia łożyska krwi/zakażenia uogólnione; W: Zakażenia w intensywnej terapii. Red. Szubert FH, Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław 2000: 52-6. 12. Małafiej E. Zakażenia odcewnikowe. Zakażenia 2004; 4: 90-4. 13. Mészáros J, Sawicka-Grzelak A, Pancer K, Kochman M. Powikłania septyczne: etiologia i zasady chemioterapii. Mikrobiol Med 2001; 27: 3-9. 14. Pascual A. Pathogenesis of catheter - related infections: lessons for new designs. Clin Microbiol Infect 2002; 8: 256-64. 15. Pawińska A, Piegdoń G. Zakażenia związane ze stosowaniem cewników naczyniowych - definicje, diagnostyka, profilaktyka. Polskie Towarzystwo Zakażeń Szpitalnych, Kraków 2004. 16. Rybicki Z. Sepsa wyzwaniem dla współczesnej medycyny. Ordynator Leków 2007; 7: 67-80. 17. Senior K. Navigating the hidden depths of biofilms. The Lancet 2004; 4: 196. 18. Stanisz A. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny. Tom 1. StatSoft, Kraków 2006. 19. Tyczkowska-Sieroń E, Bartoszko-Tyczkowska A, Gaszyński W. Wpływ antybiotykoterapii na zakażenia grzybicze u pacjentów Oddziału Intensywnej Terapii. Mikologia Lekarska 2007; 14: 233-6. Otrzymano: 11 VII 2008 r. Adres Autora: 90-153 Łódź, ul. Kopcińskiego 22, Pracownia Mikrobiologii USK nr 1, im. N. Barlickiego, Uniwersytetu Medycznego w Łodzi