Epidemiological study of the carrier state and infections of intensive care unit patients

Aim: The recognition of ‘true’ ICU-acquired infections, according to the proposed classification based on the carrier state of patients, and early prevention and proper treatment of ICU-acquired infections. There were two criteria established in this study: i) All patients were admitted directly into the ICU, and ii) Patients were to stay for at least 7 days in the ICU. Material: A total of 112 patients were studied. All of them were hospitalized in the First Intensive Care Unit of General Hospital “G. Papanikolaou”, during the period November 2005 - November 2007. 439 samples were obtained from the ICU environment during the same period. Methods: An epidemiological questionnaire was filled in for every patient studied. The investigation of the bacterial carriage of patients included inoculation of pharyngeal and perineal swabs. On suspicion of infection, diagnostic samples were cultured. Susceptibility tests of the isolated microorganisms were also performed. For the investigation of ICU ecology, samples from the ICU environment were cultured. 40 Αcinetobacter baumannii strains were thoroughly studied with implementation of molecular typing methods MLST (Multi Locus Sequence Typing) and PFGE (Pulsed Field Gel Electrophoresis). Results: The most common isolated microorganisms from the patients’ flora and infections were coagulase-negative staphylococci (CoNS) and A. baumannii. A total of 77 infections emerged in 31 out of 112 patients (27.7%). The most frequent were bloodstream infections. Based on the proposed classification, infections were characterized as primary endogenous (PE), secondary endogenous (SE) and exogenous (EX) infections. SE and EX infections, which are caused by microorganisms originating from ICU ecology, include ‘true’ ICU-acquired infections and prevailed (72%) against PE infections, which are due to community-acquired microorganisms. A. baumannii primarly originated from ICU ecology, while CoNS mainly originated from community. Using the 48 hour criterion, 16% more infections were characterized as ‘true’ ICU-acquired infections, compared to the carrier state criterion. This difference was statistically significant. A. baumannii was resistant to the majority of the antimicrobial agents. Investigation of ICU ecology was carried out in four biannual reports and CoNS were the most frequent isolated microorganisms. Molecular typing systems were applied for the identification of multi-resistant A. baumannii strains. MLST divided the strains into Sequence Typing (ST) groups. ST-1 prevailed among other groups. There was perfect agreement in comparison of the strains isolated from carriage and those from respective infections. PFGE divided the strains into PFGE types, among which type A prevailed. Conclusion: a) The detection of the carrier state of patients admitted in the ICU provides a better understanding for the epidemiology of infections which occur in the ICU. b) The proposed classification of infections surpasses the traditional time-based taxonomy, thus offering i. the oppurtunity for early prevention of infections, by implementation of appropriate measures, depending on the type of infection, ii. economic benefits, through rational antibiotic use and restriction of expensive procedures for infection control, and iii. reduction in transmission of multiresistant microorganisms. c) Molecular typing method MLST allows the identification of the origin and provides insights into the pathogenicity of A. baumannii strains.Σκοπός: Η αναγνώριση των «πραγματικών» λοιμώξεων της ΜΕΘ, σύμφωνα με την προτεινόμενη ταξινόμησή τους με βάση την κατάσταση φορείας των ασθενών, καθώς και η έγκαιρη πρόληψη και αποτελεσματικότερη θεραπεία τους. Τα κριτήρια της μελέτης αφορούσαν: i) την απευθείας εισαγωγή των ασθενών στη ΜΕΘ και ii) την παραμονή τους για διάστημα τουλάχιστον 7 ημερών. Υλικό: Μελετήθηκαν 112 ασθενείς της Α’ ΜΕΘ του Γενικού Νοσοκομείου «Γ. Παπανικολάου» και ελήφθησαν 439 δείγματα από το περιβάλλον της ΜΕΘ, στο διάστημα Νοέμβριος 2005 - Νοέμβριος 2007. Μέθοδοι: Συμπληρώθηκε επιδημιολογικό δελτίο για κάθε ασθενή. Έγινε διερεύνηση της φορείας των ασθενών με καλλιέργεια φαρυγγικού και περινεϊκού επιχρίσματος και καλλιέργεια κλινικών δειγμάτων επί υποψίας λοίμωξης, καθώς και έλεγχος ανθεκτικότητας των απομονωθέντων μικροοργανισμών. Για τη διερεύνηση της οικολογίας της ΜΕΘ έγιναν καλλιέργειες δειγμάτων από το περιβάλλον της Μονάδας. 40 στελέχη Acinetobacter baumannii αναλύθηκαν με τις μοριακές τεχνικές Multi Locus Sequence Typing (MLST) και Ηλεκτροφόρησης σε Παλλόμενο Ηλεκτρικό Πεδίο (Pulsed Field Gel Electrophoresis, PFGE). Αποτελέσματα: Οι συχνότερα απομονωθέντες μικροοργανισμοί από τη φορεία και τις λοιμώξεις ήταν οι πηκτάση-αρνητικοί σταφυλόκοκκοι (CoNS) και το A. baumannii. Αναπτύχθηκαν συνολικά 77 λοιμώξεις στους 31 από τους 112 ασθενείς (27,7%), με επικράτηση των σηψαιμιών. Με βάση την προτεινόμενη ταξινόμηση, οι λοιμώξεις διακρίθηκαν σε πρωτογενείς ενδογενείς (ΠΕ), δευτερογενείς ενδογενείς (ΔΕ) και εξωγενείς (ΕΞ). Οι ΔΕ και ΕΞ λοιμώξεις, οι οποίες οφείλονται σε μικροοργανισμούς από το περιβάλλον της Μονάδας και αντιστοιχούν στις «πραγματικές» λοιμώξεις της ΜΕΘ, επικράτησαν (72%) σε σχέση με τις ΠΕ λοιμώξεις, οι οποίες οφείλονται σε μικροοργανισμούς της κοινότητας και αντιστοιχούν στις εξωνοσοκομειακές λοιμώξεις. Το A. baumannii προήλθε κυρίως από την οικολογία της ΜΕΘ, ενώ οι CoNS προήλθαν κυρίως από την κοινότητα. Από τη σύγκριση των δύο κριτηρίων ταξινόμησης των λοιμώξεων, χαρακτηρίστηκαν 16% περισσότερες λοιμώξεις ως «πραγματικές» λοιμώξεις της ΜΕΘ με βάση το κριτήριο των 48 ωρών σε σχέση με το κριτήριο της φορείας, διαφορά στατιστικά σημαντική. Το A. baumannii παρουσιάστηκε ανθεκτικό στους περισσότερους αντιμικροβιακούς παράγοντες. Η οικολογία της ΜΕΘ μελετήθηκε ανά εξάμηνο και απομονώθηκαν κυρίως CoNS. Οι μοριακές τεχνικές εφαρμόστηκαν για την τυποποίηση πολυανθεκτικών στελεχών A. baumannii. Με βάση την MLST, τα στελέχη αυτά διαχωρίστηκαν σε ομάδες Sequence Type (ST), με το μεγαλύτερο ποσοστό να ανήκει στην ομάδα ST-1 και από τη σύγκριση των στελεχών φορείας-λοιμώξεων, προέκυψε τέλεια συμφωνία. Με τη μέθοδο PFGE, τα στελέχη τυποποιήθηκαν σε PFGE τύπους, με τον τύπο Α να επικρατεί. Συμπεράσματα: i) Ο έλεγχος της κατάστασης φορείας των ασθενών που εισάγονται στη ΜΕΘ μας προσφέρει καλύτερη κατανόηση της επιδημιολογίας των λοιμώξεων που αναπτύσσονται στη ΜΕΘ. ii) Η προτεινόμενη ταξινόμηση των λοιμώξεων υπερέχει της κλασικής, που βασίζεται στο χρόνο, δίνοντας τη δυνατότητα για έγκαιρη πρόληψη των λοιμώξεων με την εφαρμογή των κατάλληλων μέτρων ανάλογα με τον τύπο της λοίμωξης, παρέχοντας οικονομικά οφέλη, μέσω ορθολογικότερης χρήσης αντιμικροβιακών και περιορισμού δαπανηρών διαδικασιών για πρόληψη των λοιμώξεων και συντελώντας στον περιορισμό της διασποράς πολυανθεκτικών μικροοργανισμών. iii) Η μοριακή μέθοδος MLST συντελεί στην αναγνώριση της προέλευσης και την καλύτερη μελέτη της παθογονικότητας των στελεχών A. baumannii