LIETUVOS SVEIKATOS MOKSLŲ UNIVERSITETAS MEDICINOS AKADEMIJA Tomas Kondratas VAIKŲ INTENSYVIOSIOS TERAPIJOS SKYRIAUS DIRBTINAI VENTILIUOJAMŲ LIGONIŲ KVĖPAVIMO TAKŲ KOLONIZACIJA PATOGENINIAIS MIKROORGANIZMAIS Daktaro disertacija Biomedicinos mokslai, medicina (06B) Kaunas, 2018 1
Disertacija rengta 2013 2018 metais Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademijoje, Vaikų ligų klinikoje. Mokslinis vadovas Prof. dr. Rimantas Kėvalas (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Konsultantai: Doc. dr. Vaidotas Gurskis (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Prof. dr. Astra Vitkauskienė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Disertacija ginama Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Medicinos akademijos Medicinos mokslo krypties taryboje: Pirmininkas Prof. dr. Rasa Verkauskienė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Nariai: Prof. dr. Auksė Mickienė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Prof. dr. Danguolė Česlava Rugytė (Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Medicinos akademija, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Prof. habil. dr. Vytautas Usonis (Vilniaus universitetas, biomedicinos mokslai, medicina 06B) Dr. Andrius Masedunskas (Naujasis Pietų Velso universitetas (Australija), biomedicinos mokslai, biologija 01B) Disertacija ginama viešame Medicinos mokslo krypties tarybos posėdyje 2018 m. birželio 18 d. 14 val. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Vaikų ligų klinikos 4004 auditorijoje. Disertacijos gynimo vietos adresas: Eivenių g. 2, Kaunas, LT-50161, Lietuva. 2
LITHUANIAN UNIVERSITY OF HEALTH SCIENCES MEDICAL ACADEMY Tomas Kondratas AIRWAY COLONIZATION WITH PATHOGENIC MICROORGANISMS IN MECHANICALLY VENTILATED CHILDREN TREATED IN A PEDIATRIC INTENSIVE CARE UNIT Doctoral dissertation Biomedical sciences, Medicine (06B) Kaunas, 2018 3
Dissertation has been prepared at the Medical Academy of Lithuanian University of Health Sciences, Department of Pediatrics during 2013 2018 period. Scientific supervisor Prof. Dr. Rimantas Kėvalas (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Consultants: Assoc. Prof. Dr. Vaidotas Gurskis (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Prof. Dr. Astra Vitkauskienė (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Dissertation is defended at the Medical Research Council of the Medical Academy of Lithuanian University of Health Sciences: Chairperson Prof. Dr. Rasa Verkauskienė (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Members: Prof. Dr. Auksė Mickienė (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Prof. Dr. Danguolė Česlava Rugytė (Lithuanian University of Health Sciences, Medical Academy, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Prof. Habil. Dr. Vytautas Usonis (Vilnius University, Biomedical Sciences, Medicine 06B) Dr. Andrius Masedunskas (University of New South Wales, (Australia), Biomedical Sciences, Biology 01B) Dissertation will be defended at the open session of the Medical Research Council on the 18th of June 2018 at 2 p.m. in the auditorium 4004 of the Department of Pediatrics of Lithuanian University of Health Sciences. Address: Eivenių 2, LT-50161, Kaunas, Lithuania. 4
TURINYS SANTRUMPOS IR TERMINAI... 7 ĮVADAS... 9 DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI... 11 1. LITERATŪROS APŽVALGA... 12 1.1. Literatūros paieška ir atranka... 12 1.2. Kvėpavimo takų kolonizacija mikroorganizmais ir bioplėvelių formavimasis... 13 1.3. Kvėpavimo takų kolonizacija: progresavimas iki ligos... 16 1.4. Hospitalinė infekcija: ventiliacinis tracheobronchitas ir ventiliacinė pneumonija... 17 1.5. Ventiliacinės pneumonijos... 20 1.5.1. Ventiliacinės pneumonijos dažnis, sergamumas, mirštamumas ir paplitimas... 20 1.5.2. Intubacinis vamzdelis pagrindinis ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksnys... 26 1.5.3. Kiti ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai... 29 1.5.4 Ventiliacinės pneumonijos sukėlėjai... 31 1.5.5 Ventiliacinės pneumonijos prevencinės strategijos... 33 1.6. Literatūros apžvalgos apibendrinimas... 35 2. TYRIMO METODIKA... 37 2.1. Tyrimo vieta ir laikas, tyrimo procedūros, atlikimo etapai... 37 2.2. Tiriamoji populiacija ir imtis... 37 2.3. Duomenų rinkimas, tvarkymas ir analizė... 41 2.4. Mikrobiologiniai metodai... 44 2.5. Kolonizacijos, ventiliacinio tracheobronchito ir ventiliacinės pneumonijos apibrėžimai..... 47 2.6. Statistinė duomenų analizė... 47 2.6.1. Statistinis duomenų apdorojimas... 47 2.6.2. Statistinės analizės metodai... 49 2.7. Tyrimo silpnosios pusės... 51 3. REZULTATAI... 52 3.1. Kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais mikroorganizmais atskirais laikotarpiais... 52 3.2. Apatinių kvėpavimo takų ir kitos lokalizacijos sutapusių mikroorganizmų analizė... 56 3.3. Vidutinio apatinių kvėpavimo takų kolonizacijos laiko įvertinimas pagal mikroorganizmų grupes... 60 5
3.4 Kvėpavimo takų kolonizacijos rizikos veiksniai ir hospitalinė infekcija... 62 4. REZULTATŲ APTARIMAS... 66 IŠVADOS... 71 PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS... 72 LITERATŪROS SĄRAŠAS... 74 PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS... 86 PUBLIKUOTI STRAIPSNIAI... 87 SUMMARY... 103 PRIEDAI... 127 1 priedas... 127 2 priedas... 130 3 priedas... 131 4 priedas... 133 5 priedas... 134 6 priedas... 135 7 priedas... 136 8 priedas... 138 CURRICULUM VITAE... 139 PADĖKA... 142 6
SANTRUMPOS IR TERMINAI AKT apatiniai kvėpavimo takai AKTI kita apatinių kvėpavimo takų infekcija (ne pneumonija, angl. LRTI lower respiratory tract infection) Ag antigenas Ak antikūnas AKS arterinis kraujo spaudimas APS Acinetobacter, Pseudomonas ir Stenotrophomonas BAL bronchoalveolinis lavažas BMR branduolinis magnetinis rezonansas CNS centrinė nervų sistema CVK centrinės venos kateteris, centrinės venos kateterizacija DNR dezoksiribonukleino rūgštis DPV dirbtinė plaučių ventiliacija ECDC Europos infekcinių ligų kontrolės ir prevencijos centras (angl. European Centre for Disease Prevention and Control) EKG elektrokardiograma EM enterinė mityba FBS fibrobronchoskopija GFS gastrofibroskopija GS galimybių santykis HI hospitalinė(s) infekcija(os) ILEG impulsinio lauko elektroforezė gelyje (angl. pulse-field gel electrophoresis - PFGE) INNICC tarptautinis hospitalinių infekcijų valdymo konsorciumas (angl. International National Nosocomial Infection Control Consortium) ITS, VITS (vaikų) intensyviosios terapijos skyrius(iai) IV intubacinis vamzdelis IVPG intubacinio vamzdelio proksimalinis galas JAV Jungtinės Amerikos Valstijos KT Kompiuterinė tomografija LR SAM Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministerija LSMUL, KK Lietuvos sveikatos mokslų universiteto ligoninė Kauno klinikos MRSA meticilinui atsparus S. aureus NHSN Nacionalinis sveikatos priežiūros tinklas (angl. National Healthcare Safety Network) MO mikroorganizmas 7
PI PNE PSO SN SL SP SpO 2 ŠSD STSD TI TONZ VKT VMI 2 VPNE VTB ŽIV χ 2 lls n p pasikliautinasis intervalas pneumonija Pasaulio sveikatos organizacija standartinis nuokrypis suderinta liekana (angl. AR - adjusted residual) standartinė paklaida (angl. SE standart error) kapiliarinio kraujo įsotinimas deguonimi širdies susitraukimų dažnis subglotinio tarpo sekreto drenažas trachėjos intubacija tonzilės ir ryklės užpakalinė sienelė viršutiniai kvėpavimo takai vaikų mirštamumo indeksas (angl. PIM 2 Pediatric Index of Mortality) ventiliacinė pneumonija (angl. VAP ventillator-associated pneumonia) ventiliacinis tracheobronchitas (angl. VAP ventillatorassociated tracheobronchitis) žmogaus imunodeficito virusas chi-kvadrato homogeniškumo kriterijus, chi-kvadrato kriterijaus reikšmė laisvės laipsnių skaičius atvejų skaičius reikšmingumo lygmuo 8
ĮVADAS Hospitalinė infekcija (HI) yra pasaulinė problema, reikalaujanti didelių lėšų gydymui ir tyrimams. HI yra svarbi sergamumo, mirštamumo ir ilgesnio gydymo stacionare priežastis [1 5]. Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) iniciatyva 2005 2010 m. vyriausybiniu lygiu 123 šalys (tai apima 87 proc. pasaulio gyventojų) priėmė rezoliucijas kovoti su HI, t. y. pripažinti, kad HI yra pasaulinio masto problema, užtikrinti duomenų apie HI prieinamumą ir keitimąsi jais, sukurti profilaktines rekomendacijas ir jomis vadovautis [6]. Europoje per metus registruojama 4544100 HI atvejų, iš kurių 37 000 baigiasi mirtimi. Dėl šios patologijos Europoje per metus lovadieniai prailgėja iki 16 mln. dienų tai papildomai kainuoja 7 milijonus eurų [7]. Europos infekcinių ligų kontrolės ir prevencijos centro (ECDC angl. European Centre for Disease Prevention and Control) duomenimis, didžiausią riziką susirgti HI turi intensyviosios terapijos skyrių pacientai [8]. 2003 2005 m. Lietuvos vaikų intensyviosios terapijos skyrių (VITS) HI priežiūros duomenų analizė parodė, kad sergamumas HI sudarė 15,0 atvejų 100-ui ligonių arba 24,5 atvejų 1000-čiui lovadienių. Dažniausiai nustatyta HI lokalizacijos vieta buvo kvėpavimo organų sistema (59,1 proc.), o sergamumas ventiliacine pneumonija (VPNE) siekė 28,8 atvejo 1000-čiui dirbtinės plaučių ventiliacijos (DPV) dienų [9]. Atliekant 2006 2007 m. biomedicininį tyrimą Hospitalinės infekcijos rizikos veiksnių mažinimas Lietuvos vaikų intensyviosios terapijos skyriuose, kada buvo vykdoma kryptinga HI prevencijos programa (darbuotojų mokymas, ligonio slaugos ir gydymo metodikų korekcija, darbuotojų konsultacijos), sergamumas VPNE sumažėjo nuo 5,6 iki 1,9 atvejų 100-ui ligonių, o VPNE santykinė rizika sumažėjo 66,5 proc. [1]. Tačiau šis rodiklis pastebimai viršijo VITS nurodomą vidutinį sergamumą VPNE JAV (2,9 atvejai 1000-čiui DPV dienų) [10] bei Vokietijoje (3,6 atvejai 1000-čiui DPV dienų) [11], ir buvo panašus į besivystančių šalių sergamumą VPNE (7,85 atvejai 1000-čiui DPV dienų) [12]. Kadangi DPV naudojimo koeficientas (DPV trukmė dienomis padalyta iš bendro VITS lovadienių skaičiaus), Lietuvos VITS (0,28) yra panašus kaip JAV (0,39), Vokietijos (0,3) bei mažesnis negu besivystančių šalių (0,67) VITS [10-12], paties rizikos veiksnio DPV, naudojimo trukmės mažinimo galimybės yra ribotos. Norint sumažinti sergamumą VPNE, būtina tiksliau numatyti kitokias nei intubacijos ir DPV ribojimas VPNE prievencijos priemones. Jų pagrindimui būtina ištirti ir įvertinti intubuotų, su ar be DPV, ligonių kvėpavimo takų kolonizaciją mikroorganizmais (MO). Žinant MO kolonizacijos kelius bei kolonizaciją lemiančius veiksnius, galima būtų suplanuoti tikslesnes šių kelių nutraukimo ir VPNE prevencijos priemones. 9
Šiame tyrime pirmą kartą sukaupti ir išanalizuoti išsamūs duomenys apie VITS intubuotų vaikų apatinius kvėpavimo takus (AKT) kolonizuojančius patogeninius MO. Mokslinių darbų, kurie tirtų intubuotų vaikų AKT kolonizaciją patogeninėmis bakterijomis, jų plitimą ir įtaką sukeliant HI, yra nedaug [13-17]. Šio tyrimo metu išanalizuotas MO augimo dažnis atskirais intubacijos laikotarpiais keliose kvėpavimo sistemos vietose: nuo intubacinio vamzdelio proksimalinio galo (IVPG), tonzilių ir ryklės užpakalinės sienelės (TONZ) bei AKT. Atlikta išskirtų MO identifikacija keliais metodais, juos genotipuojant. Tyrimo metu nagrinėti retesni apatinių kvėpavimo takų kolonizaciją lemiantys veiksniai (pvz.: VITS ir už jos ribų atliekamos invazinės procedūros, ligonių transportavimas ištyrimui ir kt.) Šio darbo metu sukaupti kvėpavimo takų kolonizacijos mikroorganizmais VITS duomenys bus naudojami koreguojant ar kuriant naujas HI mažinimo intervencijas, gydymo ir slaugos metodikas. Pritaikant praktikoje tikslesnes HI profilaktikos priemones VITS, pagerės ligonių slaugos bei gydymo kokybė. Remiantis šio darbo rezultatais, tiksliai žinant AKT kolonizacijos plitimo kelius, taps įmanoma suplanuoti tikslias VPNE prevencijos nuorodas, adaptuotas VITS. Jas pritaikius, labai tikėtinas tolesnis sergamumo VPNE mažėjimas. 10
MOKSLINIO DARBO TIKSLAI IR UŽDAVINIAI Tyrimo tikslas: Įvertinti vaikų intensyviosios terapijos skyriaus dirbtinai ventiliuojamų ligonių kvėpavimo takų kolonizaciją patogeniniais mikroorganizmais ir ją lemiančius veiksnius. Tyrimo uždaviniai: 1. Ištirti ir įvertinti užpakalinės ryklės sienelės ir tonzilių, intubacinio vamzdelio proksimalinio galo spindžio ir apatinių kvėpavimo takų bendrą kolonizacijos patogeniniais mikroorganizmais dažnį atskirais laikotarpiais. 2. Įvertinti užpakalinės ryklės sienelės ir tonzilių, intubacinio vamzdelio proksimalinio galo spindžio ir apatinių kvėpavimo takų kolonizacijos atskirais mikroorganizmais dažnį atskirais laikotarpiais. 3. Įvertinti sutapusį apatinių kvėpavimo takų ir kitos lokalizacijos (užpakalinės ryklės sienelės ir tonzilių ir (arba) intubacinio vamzdelio proksimalinio galo spindžio) mikroorganizmų dažnį. 4. Įvertinti atskirų, apatinius kvėpavimo takus kolonizuojančių, mikroorganizmų grupių kolonizacijos laiką. 5. Įvertinti apatinių kvėpavimo takų kolonizaciją patogeniniais mikroorganizmais lemiančius veiksnius. Darbo mokslinis naujumas ir klinikinis aktualumas: Iki šiol nebuvo tirta kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais MO vienu metu trijose kvėpavimo sistemos vietose atskirais laikotarpiais. Sukaupti išsamūs duomenys apie LSMUL KK VITS intubuotų vaikų AKT kolonizuojančius MO. Vertinta MO kolonizacija po invazinių procedūrų, atliekamų tiek VITS, tiek ir už jos ribų. Išskirtų MO analizė atlikta juos genotipuojant keliais metodais: impulsinio lauko elektroforezė gelyje ILEG ir naudojant 16S ribosomos baltymų profilį, išgautą masių spektro metrijos metodu (MALDI-TOF). Šio darbo metu sukaupti kvėpavimo takų kolonizacijos MO duomenys bus naudojami, kuriant naujas HI profilaktikos ir slaugos metodikas. Tikimės, kad tyrimas: 1) padės nustatyti, kuriais keliais MO kolonizuoja kvėpavimo takus; 2) atsakys į klausimą, kokie veiksniai lemia kvėpavimo takų kolonizaciją patogeniniais MO; 3) leis sukurti naujas VPNE profilaktikos metodikas. 11
1. LITERATŪROS APŽVALGA 1.1. Literatūros paieška ir atranka Straipsnių ieškota Cochrane Library, PubMed (www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed), BioMedCentral (www.biomedcentral.com) ir Medscape (www. medscape.com) duomenų bazėse. Lietuvių autorių publikacijų paieškos buvo vykdomos naudojantis Googlescholar (http://scholar.google.lt/ schhp?hl=lt). Paieškos raktažodžiai ir jų deriniai: kolonizacija, ventiliacinė pneumonija (angl. VAP Ventillator-Associated Pneumonia), hospitalinė pneumonija ( angl. HAP Hospital-Acquired Pneumonija), nazokomialinė pneumonija (angl. Nosocomial Pneumonia) ventiliacinis tracheobronchitas (angl. VAT ventillator-associated tracheobronchitis), dirbtinė plaučių ventiliacija, intubacija, vaikų intensyviosios terapijos skyrius (angl. PICU pediatric intensive care unit), vaikai. Neieškota medžiagos, kuri buvo publikuota konferencijų medžiagoje, stendiniuose pranešimuose. Paieškos laikas 2013-11-23 2015-01-15. Literatūra atrinkta vieno žmogaus (autoriaus). Atrinktų originalių straipsnių ieškota ir kituose negu anksčiau nurodytuose tinklapiuose (OVID, ELSEVIER, Springel Link ir kt.). Literatūros įtraukimo kriterijai: 1) straipsnis apie atliktą studiją, 2) studijose tiriami vaikai nuo 1 mėn. iki 18 m. amžiaus, 3) studijos atliktos vaikų ar mišriuose intensyviosios terapijos skyriuose, 4) studijos ne senesnės nei 5 metai. Išsamiau visa atrinktos literatūros seka pateikta 1.1.1 paveiksle. Atrinkti straipsniai toliau analizuoti ir lyginti su: 1) senesnėmis nei 5 m. studijomis, 2) studijų apibendrinimais ar metanalizėmis, 3) suaugusiųjų studijomis, nagrinėjančiomis kvėpavimo takų kolonizaciją. 12
1.1.1 pav. Literatūros atranka 1.2. Kvėpavimo takų kolonizacija mikroorganizmais ir bioplėvelių formavimasis Kolonizavimas pirmasis mikrobinės infekcijos etapas, kurio metu mikroorganizmai įsitvirtina patekimo zonoje, sudaro kolonijas ir, gamindami polisacharidų apvalkalus, susisiekiančius vandens kanalais, formuoja biologinę plėvelę, vadinamą bioplėvele. Tokie mikroorganizmai dažniausiai turi gerai susiformavusius adhezijos mechanizmus, kurie ne tik leidžia patogenams nežūti, veikiant šeimininko imuninei sistemai, bet ir sėkmingai daugintis bei sukelti uždegiminius procesus [18]. Odos ir gleivinių kolonizacija bakterijomis prasideda iš karto po gimimo. Ankstesni tyrimai įrodė, kad kolonizacija yra susijusi su infekcija. Nosiaryklės ir burnaryklės gleivinių kolonizacija siejama su ligomis, tokiomis kaip gleivinės, kremzlių uždegimai ar subglotinė stenozė [14]. Tuoj po IV įkišimo į kvėpavimo takus prasideda mikrobų kolonizacija ir bioplėvelių formavimasis ir ant vidinės, ir ant išorinės IV sienelės. Per 24 valandas ant vidinės IV sienelės susiformuoja polimikrobinė bioplėvelė, kuri gali atitrūkti nuo IV sienelės siurbimo kateterio vedimo metu ar taikant DPV. Bakterijos, patekusios į apatinius kvėpavimo takus, gali sukelti VPNE [19]. Adair ir kt. nustatė, kad 13
pacientai, kuriems diagnozuota VPNE, turėjo identiškus patogenus, išskirtus iš IV bioplėvelių ir trachėjos sekreto [20]. Tam, kad MO priliptų prie gleivinių paviršių, reikia dviejų veiksnių receptoriaus ir adhezino (lot. adhaesio sukibimas). Dažniausi gleivinių receptoriai yra savitieji angliavandeniliai arba peptidų radikalai. Bakterijų adhezinas dažniausiai būna MO ląstelių paviršiaus komponentas, sąveikaujantis su šeimininko ląstelės receptoriumi. Adhezino ir receptoriaus sąveika yra komplementari ir individuali. Kvėpavimo takus kolonizuojančių MO adhezijos veiksniai nurodyti 1.2.1 lentelėje [18;21]. 1.2.1 lentelė. Mikroorganizmų adhezijos veiksniai Bakterija Adhezinas Receptorius Prisitvirtinimo vieta Streptococcus pyogenes Streptococcus mutans Streptococcus salivarius Streptococcus pneumoniae F baltymas Fibronektino aminogrupė Ryklės epitelis Glikosiltransferazė Seilių glikoproteinas Dantų apnašos Lipoteicho rūgštis Nežinomas Vidinė žandų pusė, liežuvio epitelis Su lastele rišantis baltymas N-acetilheksoaminogalaktozės disacharidas Kvėpavimo takų epitelis Pilės Gleivinės paviršiaus proteinai Kvėpavimo takų epitelis PspC adhesinas Polimerinis imunoglobulino receptorius Kvėpavimo takų epitelis Staphylococcus aureus Su lastele rišantis baltymas Fibronektino aminogrupė Gleivinės epitelis Haemophilus influensae Pilės Gleivinės paviršiaus proteinai Kvėpavimo takų epitelis Moraxella catarralis Pilės Gleivinės paviršiaus proteinai Kvėpavimo takų epitelis Pasakyti, kad adhezija priklauso vien tik nuo receptoriaus adhezino, būtų neteisinga, nes tą lemia nemažai mechanizmų ir cheminių procesų. Pvz.: pneumokokai jungiasi prie kvėpavimo takų gleivinės pilėmis, kurioms prisikabinti reikalingas RrgA piles prijungiantis adhezinas [21]. Bakterijų kolonizacijai svarbų vaidmenį vaidina ir virusai. Pastarieji, veikdami kvėpavimo takų epitelio gynybines savybes, didina MO gebėjimą prisijungti prie gleivinės ir ją kolonizuoti [22]. 14
MO, visą laiką besikeisdami, sąveikaudami ir kurdami bakterines bendruomenes, sudaro mikrobiomą. Viršutinių kvėpavimo takų mikrobiomai įtakos turi genetinis fondas, amžius, aplinkos veiksniai, tokie kaip socialinis statusas, antibiotikų terapija, vakcinacija, sezoniškumas, rūkymas bei socialiniai kontaktai (kolektyvai, namiškių skaičius). Galiausiai paties MO savybių visuma ir tam tikros charakteristikos leidžia rasti nišą, kolonizuojant šeimininką: MO turi nugalėti lokalius klirenso mechanizmus (gleivinės, cilijos), prisitvirtinti prie epitelio, naudoti vietinius gleivinės produktus mitybai, išgyventi, veikiant šeimininko imunitetui (1.2.1 pav.). 1.2.1 pav. Mikroorganizmų adhezija, kolonizacija, bioplėvelės formavimas ir išsisėjimas Kitos svarbios savybės, leidžiančios MO kolonizuoti viršutinius kvėpavimo takus, yra jų tarpusavio neigiamos ir teigiamos sąveikos: teigiamos kai vienas organizmas padeda kitam išgyventi ir daugintis, veikiant mutualizmui (dviejų skirtingų rūšių individų abipusiai naudingas sugyvenimas), komensalizmui (simbiozės forma, kai partneris yra būstas ir maisto šaltinis, tačiau tai jam nekenkia), simbiozei (tarpusavyje artimai susiję organizmai teikia vienas kitam naudą), neigiamos amensalizmas (organizmų santykiai, kai vienas MO patiria žalą nuo kito MO, o antrasis nepatiria nei žalos, nei naudos) ir plėšimas, kai MO tiesiogiai priklauso nuo kito ar kai imuninė sistema stipriau veikia vieną iš MO [22 24]. 15
1.3. Kvėpavimo takų kolonizacija: progresavimas iki ligos Potencialiai patogeninės bakterijos, kolonizuodamos kvėpavimo takus, gali sukelti tiek lokalų, tiek sisteminį uždegimą. Vietinių bakterijų išplitimas į santykinai sterilias kvėpavimo takų vietas, tokias kaip sinusai ir plaučiai, gali sąlygoti pastarųjų uždegimą. Bakterijos, kolonizuodamos nosiaryklę, gali būti aspiruotos į apatinius kvėpavimo takus. Pavyzdžiui pneumokokų išvešėjimas nosiaryklėje asocijuojasi su jų sukeltų PNE sergamumo padidėjimu [25]. MO prasiskverbti į šeimininko organizmą padeda bakterijų gaminamos medžiagos dažniausiai baltymai (fermentai) invazinai ir endotoksinai [18]. Kvėpavimo takų epitelis yra pirmasis barjeras, apsaugantis organizmą nuo bakterinės invazijos. Virusai, besidaugindami ląstelės viduje, gali suardyti epitelio ląstelės procesus dėl tiesioginės lizės ar metabolinio ląstelių disbalanso. Pažeista gleivinė gali tapti bakterijų patekimo į organizmą vartais: nustatytas pneumokokų tiesioginis ryšys su fibrinonektinu, kuris randamas epitelio pažeidimo vietoje, S. aureus ir M. catarrhalis sąsaja su ekstraląsteliniais baltymais, kurie sąlygoja epitelio pažeidimą [22]. Bakterijos turi tam tikrą prigimtinį atsparumą šeimininko bakteriocidiniams sandams. Tai tam tikros sandaros struktūros ir (arba) biocheminės reakcijos, kurios leidžia MO gintis nuo šeimininko fagocitų ir imuninio atsako. Epitelių imuninį atsaką vykdo Ig A, tačiau daugelis bakterijų turi Ig A1 proteazę, leidžiančią apsiginti jai nuo imuninio organizmo atsako [26; 27]. Bakterijos, kolonizuojančios kvėpavimo takus, turi daugiau imuninio atsako išvengimo mechanizmų [18; 21; 24; 28; 29], kurie nurodyti 1.3.1 lentelėje. Jeigu kvėpavimo takus kolonizuojančios bakterijos pasidaro rezistentiškos ir humoraliniam, ir ląsteliniam imunitetui, jos bet kurioje kolonizacijos stadijoje gali sukelti uždegimą [30]. Kolonizuodami kvėpavimo takus, santykinai patogeniniai MO gali sukelti uždegimą, ypač tada, kai sumažėja šeimininko atsparumas gretutinės ligos, traumos atveju ar, esant labai sunkiai ligonio būklei, kada gyvybė palaikoma medicininės įrangos pagalba bei medikamentais. 16
1.3.1 lentelė. Bakterijų imuninio atsako išvengimo mechanizmai Bakterija Staphylococcus aureus Streptococcus pyogenes Streptococcus pneumoniae Haemophilus influenzae Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Bakterijų gynybiniai mechanizmai, išvengiant organizmo imuninio atsako: koaguliazę ir krešėjimo veiksnį. Veikiant šiems, fibrinogenas nusėda ant ląstelės paviršiaus, tokiu būdu sunku nustatyti jų Ag A baltymą, kuris jungdamasis su Ig Fc dalimi, padengia bakterijos paviršių Ak ir panaikina imuninę adheziją katalazę ir superoksiddismutazę, kurios neutralizuoja toksiškus deguonies radikalus leukocidiną, kuris ardo fagocitų lizosomas G baltymą, kuris jungdamasis su Ig Fc dalimi, padengia bakterijos paviršių Ak ir panaikina imuninę adheziją streptoliziną, kuris ardo fagocitų lizosomas ir slopina neutrofilų chemotaksį M pilių baltymą, dėl kurio išvengia fagocitozės hialurono rūgšties kapsulė, dėl kurios išvengia fagocitų Autolizės metu iš kapsulės išskirti polisacharidai, veikdami kaip Ag, suriša Ak IgA-peptidazes, kurios inaktyvuoja IgG polisacharidinė kapsulė slopina patekimą į fagocitą M baltymas ir pilės slopina patekimą į fagocitą IgA-peptidazes, kurios inaktyvuoja IgG polisacharidinė kapsulė slopina patekimą į fagocitą užląstelinė elastazė inaktyvuoja komplemento sandus gamina gleives (polisacharidus), kurios sudaro plėvelę, trukdančią patekti į fagocitą A egzotoksinas, kuris ardo makrofagus O antigenas, K antigenas priešinasi fagocitozei membrana ir kapsulės sandai saugo peptidoglikaną nuo lizinio lizosomų poveikio 1.4. Hospitalinė infekcija: ventiliacinis tracheitas ir ventiliacinė pneumonija Sunkiai sergantiems vaikams VITS neretai prireikia pagalbinių invazinių priemonių gyvybinėms funkcijoms palaikyti ir gydyti. DPV daugeliu atvejų neįmanoma be IV. Deja šių priemonių taikymas yra siejamas su HI [31]. Dažniausios komplikacijos yra VPNE (angl. ventilator-associated pneumonija) ir ventiliacinis tracheobronchitas VTB (angl. ventilator-associated tracheobronchitis) [13; 31 34]. Esant IV, bakterijos lengviau patenka 17
iš burnaryklės į apatinius kvėpavimo takus [31]. IV įvedimas su DPV padidina riziką susirgti PNE 6 20 kartų. Bakterijos, esant IV, patekti į kvėpavimo takus gali intubuojant trachėją, nutekant sekretui iš burnaryklės, kai yra IV manžetės nesandarumas, ar kolonizuojant ir formuojant bioplėveles vamzdelio vidiniame ar išoriniame spindyje [13; 32]. Progresavimas nuo kvėpavimo takų kolonizavimo iki VPNE priklauso nuo MO tipo bei patogeniškumo ir nuo šeimininko (ligonio) imuninės sistemos būklės bei atsako: kvėpavimo takų epitelio cilijų, gleivinės, makrofagų, polimorfonuklearinių leukocitų, Ak (IgM, IgG ir IgA) ir komplemento [32] (1.4.1 pav.). 1.4.1 pav. Apatinių kvėpavimo takų infekcijos patogenezė (pagal D.E.Craven [13]) Progresuojant kolonizacijai, vystosi VTB ir VPNE tai hospitalinė kvėpavimo takų infekcija, išsivysčiusi po 48 valandų ar daugiau, nuo to laiko, kai pradėta DPV. VPNE ir VTB diagnostiniai kriterijai nurodyti 1.4.1 lentelėje. VTB gali būti vertinamas kaip atskiras nozologinis vienetas, progresuojant kolonizacijai [35], tačiau jis gali būti randamas ir su kitomis AKTI [16] ir gali būti vertinamas kaip VPNE rizikos veiksnys [36]. Atskirti VTB nuo VPNE padeda radiologiniai vaizdai, kuriuose randami nauji, progresuojantys, persistuojantys plaučių audinio infiltratai ar ertmių susidarymas. Padėti diferencijuoti šias būkles galima, vertinant MO kiekybinius aspiratus iš įvairių apatinių kvėpavimo takų vietų, paimtus bronchoalveolinio lavažo (BAL) būdu ar atliekant fibrobronchoskopiją (FBS) (1.4.2 pav.). 18
1.4.1 lentelė. Diagnostinai ventiliacinio tracheobronchito ir ventiliacinės pneumonijos kriterijai (pagal Craven, 2010[13]) Kriterijai VPNE VTB Klinikiniai simptomai Radiologiniai: krūtinės ląstos rentgenograma ar KT Mikrobiologiniai T > C, L ar L (>12 000 ar < 4 000/mm 3 ) + naujas kvėpavimo takų sekrecijos epizodas ar sekreto charakteristikos pasikeitimas ar sekrecijos pagausėjimas ir atsiurbimo poreikio padidėjimas. Pakitę auskultaciniai garsai plaučiuose. Padidėjęs O 2 poreikis Nauji, progresuojantys, susiliejantys ar persistuojantys infiltratai, ertmių susidarymas Aspirate iš trachėjos randami PMNL su ar be bakterijų. Bakterijų augimas 1 10 6 kfv/ml. Bronchoskopijos metu paimtame aspirate: PMNL su ar be bakterijų, BAL 1 10 4 kfv/ml ar AŠM 1 10 4 kfv/ml T > 38 C, L ar L (> 12 000 ar < 4 000/mm 3 ) + naujas kvėpavimo takų sekrecijos epizodas ar sekreto charakteristikos pasikeitimas ar sekrecijos pagausėjimas ir išsiurbimo poreikio padidėjimas Epizodinis, nenaujas infiltratas ar kiti požymiai, nesusiję su VPNE (RDS, ŠN, atelektazės požymiai) Aspirate iš trachėjos randami PMNL su ar be bakterijų. Bakterijų augimas 1 10 6 kfv/ml., BAL neigiamas ar < 1 10 4 kfv/ml L leukocitai, PMNL polimorfonukleariniai leukocitai, RDS respiracinis distreso sindromas, ŠN širdies nepakankamumas, AŠM apsaugoto šepetėlio metodas (angl. PSB-protected specimen brush) 1.4.2 pav. Kiekybinis aspirato vertinimas (pagal Rea-Neto, 2008) Tokių metodų jautrumas svyruoja nuo 22 iki 50 proc., o specifiškumas yra 45 iki 100 proc. [37]. Pagal klinikinius simptomus (karščiavimas, leukocitozė, sekreto pasikeitimas) diferencijuoti VTB ir VPNE nėra paprasta [13; 16; 32; 38]. Pakitę auskultaciniai garsai ir didėjantis deguonies poreikis vaikams, taikant DPV, gali būti prasidedančios VPNE požymis [39]. 19
1.5. Ventiliacinės pneumonijos 1.5.1. Ventiliacinių pneumonijų dažnis, sergamumas ir mirštamumas vaikų intensyviosios terapijos skyriuose Suaugusiųjų populiacijos tyrimų duomenimis, tikimybę susirgti VPNE turi 5,7 31 proc. ligonių, o mirštamumas nuo šios patologijos siekia 34 68 proc. [10; 12; 40 45]. Nors daugelis vaikų studijų nurodo, kad pirmoje vietoje tarp HI yra kraujo infekcijos (viena jų ir nuo venos kateterio priklausomos infekcijos) [41; 46; 47], VPNE atvejai nėra retesni [48; 49]. Viena studija, vykusi Lietuvoje, parodė, kad VPNE užima pirmą vietą tarp HI mūsų šalies VITS [9]. VPNE prailgina gulėjimo laiką suaugusiųjų intensyviosios terapijos skyriuose vidutiniškai 2,03 (95 proc. PI, 1.52 2.54) dienos ir padidina mirties tikimybę 14 proc. (95 proc. PI, 2 27 proc.) [12; 44]. Labai panašūs rezultatai aprašomi ir vaikų studijose. VPNE susijusios su stacionarizavimo laiko prailgėjimu tiek ligoninėje, tiek ir VITS [50; 51], didesniu sunkiai sergančių vaikų mirštamumu [51 53] bei didesnėmis ligoninių išlaidomis [50; 51]. Paskutiniais besivystančių šalių HI registro (angl. INICC International Nasocomial Infection Control Consortium) duomenimis, pritaikius profilaktikos priemones (rankų plovimas, ventiliuojamų ligonių slauga ir t. t.), sergamumas VPNE sumažėjo nuo 11,7 iki 8,1/1000 ventiliacijos dienų [54], tačiau jis išliko didesnis nei išsivysčiusiose šalyse (pvz., JAV sergamumas VPNE sudarė 0,3 8,8/1000 ventiliacijos dienų) [52]. VPNE išsivystymo epidemiologija, patogenezė, priežastys ir išeitys plačiai aprašytos suaugusiųjų studijose. Vaikų amžiaus grupėje tokių studijų žymiai mažiau [35; 55 58]. Kaip ir suaugusiųjų studijose [59], įvairių autorių duomenimis, sergamumo VPNE VITS dažnis nurodomas labai skirtingas. Nors HI profilaktikos priemonės VPNE skaičių ir sumažina [44; 52; 54], tačiau mirštamumas nuo šios patologijos išlieka didelis. Daugelyje išnagrinėtų studijų mirštamumas VPNE grupėje buvo didesnis negu ligonių, kurie nesirgo VPNE [51; 52; 60; 61]. Kai kuriose studijose stebėtas net statistiškai reikšmingas skirtumas [50; 62] (1.5.1.1 lentelė). 20
1.5.1.1 lentelė. Nagrinėtų vaikų studijų charakteristikos 2009 2014 m. Eil. Nr. Autorius, metai, Šalis Studijos laikas Studijos apibūdinimas Patologija Tiria mųjų sk. VPNE dažnis proc. Serga mumas 1000 DPV d. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Tang ir kt., 2009 [47] Taivanas 2005-01 2007-12 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro Po kardioch. operacijų 100 12 2 Taira ir kt., 2009 [63] JAV 3 Morrow ir kt., 2009 [53] Pietų Afrika 4 Bigham ir kt., 2009 [52] JAV 5 Sharma ir kt., 2009 [57] Indija 6 Srinivasan ir kt., 2009 [51] JAV 7 Sachdev ir kt., 2010 [64] Indija 8 Becerra ir kt., 2010 [48] Peru 9 Samransamruajkit ir kt., 2010 [65] Tailandas Miršta mumas proc. 1995 2006 Aprošomasis charakt. populiaciją, Traumos 128 4,4 10,1 16,5 multicentrinė 2004-01 2005-11 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Sergantys 230 ŽIV 2004-11 2007-11 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 2846 5,6 19,1 18 mėn.* Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 40 20 12,5 2004-10 2005-05 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 60 32 10,5 9 mėn.* Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 82 9 2006 2007 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 444 7,9 51,8 2006-12 2007-11 Prospektyvinė randomizuota kontrolės, 1 centro, dvi grupės Mišri 176 13,9 ir 11,5 21
1.5.1.1 lentelės tęsinys 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hsiech ir kt., 2010 [66] Kinija 11 Jakomo ir kt., 2011 [67] Brazilija 12 Srinivasan ir kt., 2011 [68] JAV 13 Duenas ir kt., 2011 [69] 14 Roeleveld ir kt., 2011 [56] Olandija 15 Cai ir kt., 2011 [55] Kinija 16 Rasslan ir kt., 2012 [49] Egiptas 17 Ning ir kt., 2012 [70] Kinija 18 Gautam ir kt., 2012 [71] Australija 19 Kusahara ir kt., 2012 [72] Brazilija 20 Hamid ir kt., 2012 [62] Pakistanas 2003 2004 Kohortinis stebėjimo, 1 centro, dvi grupės 2006 2008 Prospektyvinė ramdomizuota, dvigubai akla, placebo kontrolės, 1 centro 2006 2007 Prospektyvinė bandomoji, 1 centro 2007-11 2009-11 Prospektyvinė kohortinė, multicentrinė 2008 2009 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro 2008-01 2010-06 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro 2008-12 2010-06 Prospektyvinė kohortinė, multicentrinė 2007-01 2011-12 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro Prospektyvinė kohortinė stebėjimo, 1 centro 36 mėn.* Prospektyvinė ramdomizuota, dvigubai akla, kontrolės, 1 centro Mišri 124 13 ir 16 10,8 ir 8,4 22 ir 36 Po kardioch. operacijų 91 Mišri 105 Mišri 1145 8,1 12,1 19 Po kardioch. operacijų 125 8,8 17,1 0 Mišri 171 Mišri 143 31,8 Mišti 492 24,5 Mišri 96 6,7 7 Mišri 96 2008-08 2009-03 Momentinis stebėjimo, 1 centro Mišri 93 17 32 22
1.5.1.1 lentelės tęsinys 1 2 3 4 5 6 7 8 9 21 Morinec ir kt., 2012 [73] JAV 22 Said ir kt., 2012 [74] Egiptas 23 Huang ir kt., 2012 [75] Taivanas 24 Sebastian ir kt., 2012 [76] Indija 25 Matsuno ir kt., 2013 [60] Brazilija 26 Shaat ir kt., 2013 [61] Saudo Arabija 27 Patria ir kt., 2013 [50] Italija 28 Awasthi ir kt., 2013 [77] Indija 12 mėn.* Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro 2005-06 2006-06 Prospektyvinė kohortinė stebėjimo, 1 centro 2006-01 2011-03 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro 2007-11 2009-05 Prospektyvinė ramdomizuota, dvigubai akla, placebo kontrolės, 1 centro, dvi grupės 2008-04 2009-05 Prospektyvinė kohortinė stebėjimo, 1 centro 2010-03 2010-11 Prospektyvinė momentinė, 1 centro 2007-01 2010-10 Trauma 38 Mišri 39 Mišri 100 9,8 Mišri 96 27,6 ir 19,2 Po kardioch. operacijų Po kardioch. operacijų 39,6 ir 38,1 53,8 ir 40 30 22,8 12,5 137 29 11 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri terapinė 451 6,6 16,7 2008-09 2009-08 Prospektyvinė kohortinė, 1 centro Mišri 105 36,2 29 Rogers ir kt., 2014 [78] Pietų Afrika 2007 2015 Retrospektyvinė kohortinė, 1 centro * Nenurodyti metai, bet nurodytas tik laiko intervalas. Nudegimai 92 30 23
VPNE dažnis studijose (1.5.1.1 lentelė) svyruoja nuo 4,4 iki 36,2 proc. ir tiesiogiai priklauso nuo šalies išsivystymo lygio. Išsivysčiusiose šalyse jis žymiai mažesnis: JAV [63], Australijoje [71], Italijoje [50]. Kitas rodiklis, apibūdinantis VPNE dažnumą, VPNE trukmė dienomis / 1000 DPV dienų ir įvairiose šalyse svyruoja nuo 4,4 JAV [63] ir 8,87 Saudo Arabijoje [61] iki 17,1 Europoje, Olandijoje [56]. Išnagrinėtos literatūros duomenimis, VPNE dažnis 1000 DPV dienų svyruoja nuo 0,3 iki 39,6 dienų. Ir šiuo atveju šalies išsivystymo veiksnys yra pagrindinis. Besivystančiose ar atsilikusiose šalyse VPNE dažnumas didelis: Egiptas 31,8 [49], Indija 39,6 [76], Pietų Afrikos Respublika 30 [78]. Įvertinus statistinius rodiklius, patikimo skirtumo išsivystyti VPNE tarp amžiaus grupių nestebėta, tačiau nemažai studijų pažymėjo, kad didesnę riziką susirgti VPNE turi kūdikiai [57;62;73]. Apibendrinus studijų rezultatus, nenustatyta, kad lytis galėtų būti VPNE rizikos veiksniu. Tik vienoje (Srinivasan, 2009) [51] studijoje rastas statistiškai reikšmingas skirtumas, rodantis, kad moteriška lytis yra VPNE rizikos veiksnys (1.5.1.2 lentelė). 1.5.1.2 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos populiacijos charakteristikos Autorius, metai Amžius vid. Lytis, vyr. Pastabos metais proc. Taira ir kt., 2009 11,9 85,7 Bigham ir kt., 2009 6,7 Sharma ir kt., 2009 3,3 37,5 proc. kūdikių sirgo VPNE ( p < 0,05)* Srinivasan ir kt., 2009 0,7 47,4 Po daugiamatės analizės moteriška lytis rizika: GS 10,32; PI 2,87 37,16, p < 0,001* Srinivasan ir kt., 2011 3,6 71,4 Roeleveld ir kt., 2011 1,3 63,6 Cai ir kt., 2011 71,4 Ning ir kt., 2012 3,6 61,98 Hamid ir kt., 2012 62,5 25,6 proc. kūdikių sirgo VPNE p = 0,04* Morinec ir kt., 2012 63,2 42,1 proc. kūdikių sirgo VPNE* Said ir kt., 2012 1,8 50 Huang ir kt., 2012 6,8 65,6 Matsuno ir kt., 2013 0,1 50 Shaat ir kt., 2013 0,8 51,6 Patriair kt., 2013 2,4 43,3 *Statistiškai reikšmingas. 24
Vertinant ligonių grupes pagal DPV laiką, beveik visose studijose stebėta žymiai ilgesnė DPV trukmė pacientams, kuriems buvo diagnozuota VPNE [52; 56; 60; 61; 71]. Tačiau reikia įvertinti ir tai, kad pati DPV trukmė turi įtakos VPNE išsivystymui [47; 77]. VPNE sergantys vaikai ilgiau gydosi VITS (1.5.1.3 lentelė). 1.5.1.3 lentelė. Gydymo vaikų intensyviosios terapijos skyriuose trukmė (dienomis). Palyginimas tarp dviejų grupių: sergančių ventiliacine penumonija ir tų, kuriems ventiliacinė pneumonija nebuvo diagnozuota Autorius, metai Gydymo VITS trukmė dienos su VPNE Gydymo VITS trukmė dienos be VPNE Morrow ir kt., 2009 12,5 8 0,026 Bigham ir kt., 2009 19,5 7,5 <0,001 Srinivasan ir kt., 13 6 <0,001 2009 Hsiech ir kt., 2010 22,3 37,2 0,0069 Jacomo ir kt., 2011 4 3 0,53 Roeleveld ir kt., 13,0 10,3 0,009 2011 Gautam ir kt., 2012 19,4 7,4 0,001 Morine ir kt., 2012 11,2 11,3 0,398 Huang ir kt., 2012 32,3 18,9 0,004 Sebastian ir kt., 12 5 0,0001 2012 Matsuno ir kt., 15 7 0,004 2013 Shaat ir kt., 2013 16,7 8 0,0027 Patria ir kt., 2013 42,5 7 0,001 Studijos, kuriose stebėtas statistinis reikšmingumas, paryškintos. P Vaikai, kuriems VPNE nebuvo diagnozuota, greičiau buvo išrašomi iš ligoninės (1.5.1.4 lentelė). 25
1.5.1.4 lentelė. Vaikų gydymo stacionare trukmė (dienomis). Palyginimas tarp dviejų grupių: sergančių ventiliacine pneumonija ir tų, kuriems ventiliacinė pneumonija nebuvo diagnozuota Autorius, metai Gydymo ligoninėje trukmė dienomis su VPNE Gydymo ligoninėje trukmė dienomis be VPNE Taira ir kt., 2009 28,7 12,2 0,011 Morrow ir kt., 2009 31,5 22 0,2 Sharma ir kt., 2009 17,5 10,4 0,039 Srinivasan ir kt., 2009 27 23 0,46 Jacomo ir kt., 2011 12 11 0,67 Gautam ir kt., 2012 35,5 20 0,001 Morinec ir kt., 2012 14,3 15,5 0,945 Matsuno ir kt., 2013 30 12 0,006 Patria ir kt., 2013 66,4 21,5 0,001 Studijos, kuriose stebėtas statistinis reikšmingumas, paryškintos. p 1.5.2. Intubacinis vamzdelis pagrindinis ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksnys Patikimiausias būdas sumažinti VTB ir VPNE yra kuo ankstesnis pacientų atjunkymas nuo DPV ir ekstubacija. Tai įrodė pavienės vaikų populiacijos studijos, kuriose kvėpavimo takų infekcijos, jeigu tik įmanoma, buvo gydomos neinvazinės DPV būdais [16]. Intubacios metu IV vedamas pro gausiai kolonizuotą burnanaryklės ertmę ir gerklas. Kartu su IV į trachėją ir apatinius kvėpavimo takus nunešamos ir bakterijos. DPV oro srovė taip pat sudaro palankias sąlygas bakterijoms plisti į apatinius kvėpavimo takus [79]. Po kelių valandų nuo intubacijos pradžios ant IV vidinio spindžio ir išorinio paviršiaus nusėda biologinės medžiagos ir bakterijos, kurios pradeda formuoti bioplėveles [17;80]. Laikui einant, bioplėvelės auga ir plečiasi, tapdamos nuolatiniu patogeninių bakterijų rezervuaru, kuris gali sukelti plaučių uždegimą [17]. Intubacija ir DPV infekcijos riziką padidina nuo 6 iki 20 kartų [81]. Ne tik intubacijos metu MO gali patekti žemyn į kvėpavimo takus (1.5.2.1 pav.). 26
1.5.2.1 pav. Vaikų ventiliacinio tracheobronchito ir ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai (pagal Palmer ir kt. 2009; Gurskį ir kt. 2009 [16; 59]) Bioplėvelės ir bakterijos gali būti nustumiamos gilyn į kvėpavimo takus, siurbiant sekretą iš IV ar taikant teigiamo slėgio DPV [17;79]. IV manžetės nesandarumas ar plyšimas gali būti priežastimi, kai MO iš subglotinio tarpo kartu su sekretu nuteka žemyn į kvėpavimo takus ir sukelia uždegimą [13; 14; 82]. Subglotinį aspiratą gali formuoti sekretas, nutekantis iš nosiaryklės, ir sekretas, patekęs iš skrandžio aspiracijos metu (1.5.2.2 pav.). Kuo ilgiau laikomas IV ir tęsiama DPV, tuo didėja VTB ir VPNE tikimybė. Kumuliacinė rizika susirgti VPNE tiesiogiai proporcinga DPV trukmei [83]. Statistiškai reikšmingą VPNE išsivystimo priklausomybę nuo DPV trukmės pažymi ir Tang ir kt., 2009 (užsitęsusi DPV. 48 val., p < 0,01) ir Awasthi ir kt., 2013 (užsitęsusi ventiliacija > 4 d., p = 0,008) [47; 77]. Pakartotinė intubacija ar neplaninė skubi intubacija taip pat yra reikšmingi VPNE rizikos veiksniai [50; 62; 75; 77; 82] (1.5.2.1 lentelė). 27
1.5.2.2 pav. Schematinis intubuoto paciento pavaizdavimas. Stambiomis rodyklėmis pavaizduoti bakterijų patekimo keliai į apatinius kvėpavimo takus (pagal Craven ir kt. 2010; Zolfaghari ir kt. 2011) 1.5.2.1 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai: neplaninė skubi ar pakartotinė intubacija Hamid ir kt., 2012 Neplanuota skubi intubacija Patria ir kt., 2013 Pakartotinė intubacija Autorius, metai Kas tirta Awasthi ir kt., 2013 Pakartotinė intubacija 72 val. Laikotarpiu po ekstubacijos Huang ir kt., 2012 Pakartotinė intubacija Taikant logistinės regresiją statistiškai nereikšminga GS 95 proc. PI p 5,32 0,921 128 0,02 9,46 3,34 26,78 0,0001 3,76 1,41 10,02 0,008 4,48 1,206 16,646 0,025 0,197 28
1.5.3. Kiti ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai Literatūros duomenimis, rečiau pasitaikantys VPNE rizikos veiksniai siejami su: sąmonės slopinimu (CNS slopinančių vaistų ir miorelaksantų naudojimu, trauma) [51; 62] (1.5.3.1 lentelė); 1.5.3.1 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai: kvėpavimą slopinantys medikamentai Autorius, metai Kas tirta Srinivasan ir kt., 2009 Bet kokių narkotinių analgetikų naudojimas Hamid ir kt., 2012 Pastovi sedacija GS 95 proc. PI p 77,5 7,11 844,63 < 0,001 5,556 1,63 19,90 0,003 aspiracijos rizikos didėjimu (nazogastrinis zondas, enterinės mitybos zondas, sekreto aspiracija, enterinė mityba (EM)) [50;51;66;71] (1.5.3.2 lentelė); 1.5.3.2 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai: dirbtinės plaučių ventiliacijos metu taikoma enterinė mityba Autorius, metai Kas tirta Srinivasan ir kt., 2009 EM Gautam ir kt., 2012 Maitinimas per zondą Patria ir kt., 2013 Maitinimas per zondą GS 95 proc. PI p 8,78 2,13 36,20 0,003 0,27 0,09 0,85 0,02 13,20 1,53 114,17 0,02 imuniteto slopinimu (gretutinės ligos, nepakankama mityba, užsitęsusi ligos eiga), intervencinėmis procedūromis (centrinės venos kateteris (CVK), skubi rankinė ventiliacija) [47; 48; 51; 75] (1.5.3.3 ir 1.5.3.4 lentelės); 29
1.5.3.3 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai: ilgas centrinės venos kateterio laikymo laikas Autorius, metai Kas tirta Tang ir kt., 2009 Ilgas CVK laikymas Becerra ir kt., 2010 CVK laika Huang ir kt., 2012 CVK kaip rizikos veiksnys Taikant logistinę regresiją statistiškai nereikšminga GS 95 proc. PI p 7,342 1,0542 51,140 < 0,01 1,03 1,01 1,05 0,0005 5,160 2,016 13,207 0,001 0,379 1.5.3.4 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai: kraujo komponentų transfuzijos Autorius, metai Kas tirta Srinivasan ir kt., 2009 Bet kokių kraujo produktų naudojimas Huang ir kt., 2012 Transfuzija kaip rizikos veiksnys Taikant logistinę regresiją statistiškai nereikšminga GS 95 proc. PI p 0,1 0,02 0,56 0,009 3,341 1,370 8,147 0,008 0,548 aplinkos taršos (užterštų pagalbinės ventiliacijos ir deguonies terapijos priemonių naudojimas, bloga rankų higiena) bei neracionali antibiotikų terapija [59]. Retais atvejais PNE gali prasidėti dėl sepsio [84]. Kiti literatūroje rasti statistiškai reikšmingi VPNE rizikos veiksniai nurodyti 1.5.3.4 lentelėje. 30
1.5.3.4 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos rizikos veiksniai kiti veiksniai Autorius, metai Bigham ir kt., 2009 Sharma ir kt., 2009 Srinivasan ir kt., 2009 Jacomo ir kt., 2011 Roeleveld ir kt., 2011 Gautam ir kt., 2012 Hamid ir kt., 2012 Huang ir kt., 2012 Shaat ir kt., 2013 Patria ir kt., 2013 Rizios veiksnys Subglotinė ar trachėjos stenozė Tracheostoma H2 blokatorių naudojimas (Ranitidinas) Lytis, mergaitės Po chirurginių intervencijų p = 0,02 p = 0,04 p = 0,025 Statistinis rodiklis GS 10,32; 95 proc. CI 2,87 37,16; p<0,001 CI 2,16 46,13; p = 0,003 Amžius <1 metai GS 3,26; 95 proc. CI 1,54 6,86; p = 0,002 PRISM skalė >10 GS 4,39; 95 proc. CI 1,06 18,04; p = 0,041 Netaikoma stresinių opų PI 0,09 0,85; p = 0,02 profilaktika Amžius <1 metai GS 3,094; 95 proc. CI 0,97 9,77; χ 2 = 3,94; p = 0,04 Steroidai GS 8,482; 95 proc. CI 1,025 7,189; p = 0,007 Savaiminės ekstubacijos Pilnas parenterinis maitinimas Užsitęsęs kardiopulmoninis nepakankamumas Tracheostomija Prieš tai buvusi neinvazinė ventiliacija p = 0,0001 p = 0,0001 p = 0,0002 GS 4,44; 95 proc. CI 1,01 19,96; p = 0,04 1.5.4 Ventiliacinės pneumonijos sukėlėjai Hospitalinės PNE ir AKTI sukėlėjai labai įvairūs, tačiau vyrauja gramneigiamos bakterijos H. Influenzae, P. aeurginosa, K. pneumoniae, Acinetobacter spp.[59; 85; 86]. Literatūroje aprašomi keli metodai sukėlėjams išskirti: pirmas ėminio paėmimas, atsiurbiant sekretą iš trachėjos pro IV, antras iš gilesnių kvėpavimo takų vietų, taikant aspirato paėmimą bronchoalveolinio lavažo ( BAL) metodu. Išnagrinėtos literatūros duomenys nesiskyrė (1.5.4.1 ir 1.5.4.2 lentelės). 31
1.5.4.1 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos sukėlėjų pasiskirstymas ėminiuose iš trachėjos (proc.) Autorius, metai Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter spp Klebsiella Pneumoniae Candida albicans Enterococcus Escherichia coli Enterobacter spp Moraxella catarrhalis Haemophilus influenzae Serratia marcescens Stenotrophomonas maltophilia Streptococcus pneumoniae Tang ir kt., 2009 Bigham ir kt., 2009 Sharma ir kt., 2009 Srinivasan ir kt., 2009 Becerra ir kt., 2010 Duenas ir kt., 2011 Roeleveld ir kt., 2011 Rasslan ir kt., 2012 Ning ir kt., 2012 Kusahara ir kt., 2012 Hamid ir kt., 2012 Huang ir kt., 2012 Raju ir kt., 2012 Patria ir kt., 2013 Awasthi ir kt., 2013 + + 23,8 19 7,1 7,1 9,5 9,5 2,4 4,8 25 25 2,4 50 23,1 2,6 2.6 10,3 7,7 10,3 5,1 2,6 9,7 52 16,1 6,5 3,2 6,5 66,6 16,7 16,7 18,2 9,1 27,3 45,5 + + + 9,5 25,6 16,2 20,3 20,3 + + + + + + 65,2 4,3 21,7 8,7 12,5 12,5 3,1 3,1 3,1 3,1 6,3 3,8 23,1 53,8 7,7 3,8 7,7 18 15 6 9 6 9 25 5 0 30 15 10 5 + sukėlėjas išaugintas, bet nenurodytas dažnumas proc. 32
1.5.4.2 lentelė. Vaikų ventiliacinės pneumonijos sukėlėjai (proc.): aspirato paėmimas bronchoalveolinio lavažo metodu Autorius, metai Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Acinetobacter spp Klebsiella pneumoniae Candida albicans ir kiti grybai Enterococcus Escherichia coli Enterobacter spp Staphylococcus epdermidis Stenotrophomonas maltophilia Streptococcus pneumoniae Morrow ir kt., 2009 10,2 6,8 33,9 25,4 Sachdev ir kt., 2010 + 43.6 + + + Jacomo ir kt., 2011 33,3 50 16,7 Srinivasan ir kt., 25 20 2011 Cai ir kt., 2011 5 5,9 21 14,3 21 16 4,2 1,7 Said ir kt., 2012 7,4 22,6 40,7 Matsuno ir kt., 2013 16,7 16,7 33,3 16,7 16,7 Awasthi ir kt., 2013 20,5 12,8 5,1 43,6 5,1 10 Rogers ir kt., 2014 + + + + + sukėlėjas išaugintas, bet nenurodytas dažnumas proc. Bandinių iš trachėjos, imtų išsiurbimo metu ar BAL metodu, rezultatai reikšmingai nesiskyrė. Dažniausiai išskirti organizmai buvo Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Acinetobacter spp, Klebsiella pneumoniae ir Escherichia coli. 1.5.5. Ventiliacinės pneumonijos prevencinės strategijos VPNE rizikos faktoriai yra plačiai aprašyti ir, remiantis jais, buvo pasiūlyti prevencinių priemonių paketai [46; 56; 87]. Net laikantis visų VPNE profilaktikos rekomendacijų, sekreto nutekėjimas šalia IV iš burnaryklės išlieka pagrindinė AKT kolonizacijos, VTB ir VPNE priežastis. Sekreto nutekėjimo prevencija yra didelis iššūkis ITS ligonius slaugančiam personalui [88 91]. VITS IV manžetės slėgio matavimas ir jos pastovaus slėgio palaikymas yra labai svarbus. Sekretas iš burnaryklės ir skrandžio kaupiasi subglotiniame tarpe ir, esant nepakankamam manžetės slėgiui bei atsiradus pralaidumui, nuteka gilyn į AKT [90]. Saugus rekomenduojamas IV manžetės slėgis suaugusiems pacientams, neleidžiantis nutekėti sekretui gilyn į AKT, yra 20 30 (optimalus vidurkis 25) cmh 2 O [80; 90; 92; 93]. Kiti autoriai nurodo didesnį slėgį 24 40 cmh 2 O [94]. Vaikams 33
rekomenduojamas IV manžetės slėgis yra 20 30 cmh 2 O. Didesnis nei 30 cmh 2 O sukelia trachėjos gleivinės pažeidimą, ypač tada, kai DPV užsitęsia [90; 94]. Kokia optimali viršutinė IV manžetės slėgio riba vaikams, nėra nustatyta ir dažniausiai klaidingai galvojama, kad mažesnis spaudimas tikriausiai yra saugesnis [95]. Net ir labai išpūtus IV manžetę, slėgį joje padidinus daugiau nei 30 cmh 2 O, sekreto nutekėjimo į AKT pilnai neišvengiama dėl susidariusių klosčių ir kanalų tarp manžetės ir trachėjos gleivinės [90]. Geresnį sandarumą tarp IV manžetės ir trachėjos gleivinės galima pasiekti, naudojant specialius manžetės lubrikantus, tačiau jų panaudojimo efektyvumas tolesnių studijų nesulaukė [96; 97] Automatinis slėgio palaikymas IV manžetės viduje, palyginti su rutininiu (periodinis rankinis slėgio matavimas ir jo stebėsena), taip pat neturi įtakos VPNE išsivystymui. Tačiau studijų metu stebėtas žymus mikroaspiracijų iš skrandžio ir kolonizacijos AKT sumažėjimas [90; 98; 99]. Kartu su IV įvedimu sekretas drenuojasi ir kaupiasi subglotiniame tarpe, kaip jau minėta, tai lemia sekreto patekimą į AKT, prasiskverbiant pro tarpą tarp IV manžetės ir trachėjos gleivinės. Subglotinio tarpo sekreto drenažas (STSD) galimas, įvedus specialius IV, turinčius papildomą išsiurbimo kanalą virš manžetės. Tačiau šio metodo panaudojimas vaikams yra ribojamas pediatrinių IV dydžių ir metodikų stokos. Suaugusiųjų studijų metaanalizės parodė, kad, taikant STSD, beveik 50 proc. sumažėja VPNE, trumpėja DPV laikas ir keliomis dienomis trumpėja lovadieniai ITS, tačiau nemažėja mirštamumas [100 103]. Norint sumažinti VPNE riziką, ieškoma įvairių medžiagų, kurios galėtų būti naudojamos, kuriant naujus IV modelius. Vietoje naudojamo polivinilinio IV manžetės (sienelės storis 50 μm) bandoma naudoti poliuretaninį (7 μm storio). Keliama hipotezė, kad plonesnė sienelė glotniau priglunda prie trachėjos gleivinės ir sumažina sekreto nutekėjimą iš subglotinio tarpo. Aprašytos tik kelios studijos, kuriose palyginami rezultatai, naudojant šias skirtingas IV manžetes. Poelaert it kt. kardiochirurginiams suaugusių pacientams stebėjo žymų VPNE sumažėjimą naudojant IV su poliuretanine manžete vietoje polivinilinės (23 proc. prieš 42 proc., p = 0,026) [104]. Ne tik IV manžetės, bet ir paties vamzdelio impregnavimas tam tikromis antibakterinėmis medžiagomis, gali sumažinti biofilmų formavimąsi ir kolonizaciją. Sidabru impregnuoti IV sumažina IV kolonizaciją bakterijomis, VPNE riziką, VPNE išsivysto vėliau, tačiau nemažina mirtingumo, nertumpėja DPV laikas ir ITS praleisti lovadieniai bei duomenys nėra patikimi, nes atlikta tik viena metaanalizė, kuri remiasi tik dviem randomizuotais kontroliuojamais tyrimais [105]. Nėra studijų, įrodančių šių IV panaudojimą ir efektyvumą vaikams. Bendra patogeninių faktorių ir prevencinių strategijų schema pavaizduota 1.5.5.1 paveiksle. 34
1.5.5 pav. Patogeniniai faktoriai, galintys sukelti VPNE, bei prevencinės strategijos jiems mažinti. Pagal Zolfaghari ir Wyncoll 2011[93] Norint sumažinti VTB ir VPNE dažnį pagal jų išsivystymo mechanizmus, būtina mažinti užteršto sekreto mikroaspiracijas ir bioplėvelių formavimąsi ant IV. 1.6. Literatūros apžvalgos apibendrinimas Straipsnių, nagrinėjančių suaugusiųjų VPNE, galima rasti nuo 1990 m., vaikų amžiaus grupėje jie pasirodė tik po 5 metų, o jų skaičius 15 kartų mažesnis nei suaugusiųjų (pubmed duomenimis http://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed). Daugelyje publikacijų rašoma apie profilaktinių priemonių paketo (daugiakryptės intervencijos) įdiegimo VITS efektyvumą, kovojant su VPNE. Tačiau tiek VTB, tiek ir VPNE apibrėžimai, HI profilaktikos rekomendacijos remiasi suaugusiųjų ITS darbų rekomendacijomis. Didžioji dauguma darbų yra vieno centro, mažai metaanalizių. VPNE išsivystymas yra dinaminis procesas. Dauguma patogeninių MO turi gerai susiformavusius adhezijos ir imuninės sistemos nugalėjimo mechanizmus. Patekusios įvairiais keliais į kvėpavimo takus ar invazines prie- 35
mones (IV), bakterijos kuria kolonijas ir bioplėveles, naudodamos aplinkines maistines medžiagas ir sukeldamos uždegimą. MO ypač palankios sąlygos susidaro tada, kai gyvybė palaikoma medicininės įrangos ir medikamentų pagalba. Bakterijos į AKT gali patekti: vedant IV pro nesterilią burnaryklę, nutekant sekretui iš burnaryklės, esant IV manžetės nesandarumui, kolonizuojant ir formuojant bioplėveles ant išorinio ir vidinio IV paviršiaus. Kosulio metu (nepakankamas slopinimas, taikant DPV), siurbiant sekretą iš IV ar esant aukštiems DPV parametrams, MO kolonijos gali būti nunešamos į AKT. Bakterijų sklidimo mechanizmai nėra visiškai ištirti. Kas trečias ar ketvirtas vaikas, kuriam taikoma DPV, turi tikimybę susirgti VPNE. Vaikų VPNE ir VTB yra rimta problema, lemianti didelį vaikų mirštamumą ir didinanti sveikatos priežiūrai skirtas išlaidas. Įvedus HI profilaktikos priemonių diegimo ir darbuotojų mokymo metodikas, VTB ir VPNE sumažėja, tačiau sergamumas vis tiek išlieka didelis. Vaikai, kurie sirgo VPNE, beveik dvigubai ilgiau gydėsi tiek VITS, tiek ir ligoninėje. Vertinant VPNE išsivystymą pagal amžių, labai reikšmingų amžiaus grupių, kuriose ji buvo dažnesnė, neišskirta. Keliuose straipsniuose pažymėta, kad kūdikiai turi didesnę riziką susirgti VPNE. Apžvelgiant VTB ir VPNE duomenis, jie palyginti su Liu ir kt. 2013 sisteminės apžvalgos ir metaanalizės duomenimis, surinktais nuo 2002 2013 metų. Šio straipsnio duomenimis, VPNE rizikos veiksniai yra: genetinis sindromas, pakartotinė intubacija ar savaiminė ekstubacija, steroidų naudojimas, kraujo infekcija, antibiotikų terapija ir bronchoskopija. Užsitęsusi DPV, tuo pat metu taikoma EM ir kvėpavimą slopinantys medikamentai šioje studijoje nebuvo vertinti kaip rizikos veiksniai. Ilgas CVK laikas gali būti tapatinamas su kraujo infekcija. Lyginant atliktą literatūros apžvalgą su ankstesniais studijų apibendrinimais ir metaanalizėmis, sutapo šie rizikos veiksniai pakartotinė intubacija ar savaiminė ekstubacija ir CVK bei kraujo infekcijos. Pagrindinis VPNE sukėlėjas yra bakterijos. Dažniausi pasitaikantys VPNE sukėlėjai yra Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Acinetobacter spp ir Klebsiella Pneumoniae. Rečiau pasitaiko Escherichia coli ir Candida Albicans sukeltų VPNE. Daugelio autorių duomenimis, gramneigiamos bakterijos yra dažniau išskiriamos iš kvėpavimo takų negu gramteigiamos. Remiantis anksčiau aprašytais tyrimais, suformuluotiems uždaviniams iškeltos hipotezės: 1) skirtingi mikroorganizmai ar jų grupės skirtingais plitimo keliais kolonizuoja apatinius kvėpavimo takus; 2) skirtingi mikroorganizmai ar jų grupės skirtingu laiku kolonizuoja apatinius kvėpavimo takus. 36
2. TYRIMO METODIKA 2.1. Tyrimo vieta ir laikas, tyrimo procedūros, atlikimo etapai Prospektyvinis stebėjimo tyrimas vykdytas tretinio lygio, 8 lovų Lietuvos sveikatos mokslų universiteto ligoninės Kauno klinikų (LSMUL, KK) VITS. Čia gydomi terapinio ir chirurginio profilio ligoniai. Kasmet gydoma vidutiniškai 1300 ligonių (2011 m. 1325, 2012 m. 1189, 2013 m. 1394), iš kurių nuo 129 iki 188 buvo dirbtinai ventiliuojami (duomenys paimti iš 2011 2013 m. skyriaus veiklos ataskaitų). Ėminiai rinkti 2012-02-17 2013-05-31 laikotarpiu. Visi tiriamieji tyrime dalyvavo savanoriškai. Tiriamųjų tėvai visą pagrindinę informaciją apie tyrimą, kuriame jie sutiko dalyvauti, gaudavo iš asmens informavimo formos (1 priedas), iškilus klausimams asmeninio pokalbio metu, atsakant į klausimus. Išsiaiškinus visus iškilusius klausimus, buvo gauti raštiški tėvų, o nesant jų atstovų pagal įstatymą, sutikimai atlikti šį tyrimą (2 priedas). Pagal biomedicininio tyrimo protokolą 2011-12-05 (1 versija 1, protokolo Nr. 1) buvo numatyta tyrimo seka: 1. Bakteriologinių ėminių ištyrimas. 2. Duomenų tvarkymas ir analizė. 3. MO identifikavimas. 4. Galutinis duomenų tvarkymas ir analizė. Prieš tyrimą VITS ir mikrobiologinės laboratorijos darbuotojai supažindinti su tyrimu ir jo eiga (3 5 priedai). Bioetikos komiteto leidimas vykdyti tyrimą išduotas 2012-01-10, Nr. BE-2-2 (6 priedas). 2.2. Tiriamoji populiacija ir imtis Į tyrimą įtraukti visi nuo 1 mėn. iki 18 m. amžiaus ligoniai, gydyti LSMUL KK, VITS, kurie atitiko tinkamumo tyrimui kriterijų. Įtraukimo kriterijus: Vaikų intensyviosios terapijos skyriaus pacientai nuo 1 mėn. iki 18 m. amžiaus, kuriems dėl gyvybei būtinų indikacijų buvo atlikta trachėjos intubacija. Neįtraukimo kriterijai: 1. Naujagimiai (< 1 mėn. amžiaus vaikai). 2. Ligoniai su daugybiniais apsigimimais (dėl iškreipiančių veiksnių poveikio: dažnos AKT infekcijos, nuolatinė AKT kolonizacija, dažnas antibakterinių medikamentų skyrimas bei galimų etikos problemų). 37
3. Ligoniai, sergantys lėtinėmis, nuolat atsinaujinančiomis infekcijomis (nuolatinė AKT kolonizacija, dažnas antibakterinių medikamentų skyrimas). 4. Ligoniai, kuriems atvykus į VITS, jau yra suformuota tracheostoma. 5. Planiniai ligoniai (po operacijų), kuriems nenumatoma ilgesnė kaip 24 val. trukmės dirbtinė plaučių ventiliacija. 6. Asmenys, turintys psichikos sutrikimų (dėl galimų etikos problemų). Imties tūrio nustatymui naudoti du būdai: Pagal kvėpavimo takus kolonizuojančių MO derinių skirtumą Imties tūris nustatytas taip: jei pasikliovimo lygmuo p = 0,95, mikroorganizmas A 50 proc. atvejų kolonizuoja burnaryklę, tas pats mikroorganizmas kolonizuoja AKT 10 proc. atvejų, tada statistiškai reikšmingas skirtumas (p < 0,05) stebimas, kai imties tūris kiekvienoje lyginamoje grupėje sudaro 22 (apskaičiuota Statistica 6.0 statistiniu paketu). LSMUL KK VITS per metus vidutiniškai dirbtinai ventiliuojama apie 150 pacientų, iš kurių daugiau nei 48 val. DPV taikoma 30 50 ligonių (2.2.1 pav.). 2.2.1 pav. Lietuvos sveikatos mokslų universiteto ligoninės Kauno klinikų Vaikų intensyviosios terapijos skyriaus dirbtinai ventiliuojamų ligonių skaičius per metus (duomenys iš 2010 2013 m. skyriaus veiklos ataskaitų) Planuojama ištirti ne mažiau kaip 44 tiriamuosius, gulinčius daugiau nei 48 val. VITS per 2 metus, bei ne mažiau kaip 20 tiriamųjų, gulinčių mažiau nei 24 48 val. VITS. Imtį vertinant pagal dirbtinai ventiliuojamų vaikų VITS paplitimą. Apskaičiuojama pagal formulę:, 38
čia: n minimalus imties tūris; Z 2 α/2 Gauso skirstinio (1 α/2) eilės kvantilis (kai α = 0,05, tai Z 2 α/2 = 1,96); π numatomas paplitimas (proporcija nuo 0 iki 1); E paplitimo nustatymo paklaida (gali būti žymima ir raide d). Anksčiau minėta, kad LSMUL KK VITS per metus vidutiniškai dirbtinai ventiliuojama daugiau nei 48 val. apie 30 50 ligonių, o skyriuje gydosi iš viso 1000 ligonių. Šiuo atveju minimali tiriamųjų imtis: maksimali imtis: 1,96 2 0,03 (1 0,03) n =, čia n = 44,2; 0,05 2 1,96 2 0,05 (1 0,05) n =, čia n = 72,1. 0,05 2 Imant imčių vidurkį 44+72/2 = 58. Numatyta ištirti 60 ligonių. Tyrime iš viso dalyvavo 62 ligoniai, kurie buvo intubuoti ir taikyta DPV. Iš jų 40 (66,7 proc.) buvo berniukai ir 22 (33,3 proc.) mergaitės. Berniukų amžiaus vidurkis buvo 7,3 metų (SN 6,5 min. 1 mėn. maks. 17 m.), mergaičių 8,6 (SN 7,2, min. 1 mėn. maks. 17 m.). Visų tyrime dalyvavusių amžiaus mediana buvo 6,7 metai, kvantilinis plotas 14,7 metai. Vaikų mirštamumo indeksų (VMI 2 ) vidurkis buvo 10,8 proc. ( mediana 4,8, min. 0,2 proc, maks. 97 proc.). Kitos klinikinės tiriamųjų charakteristikos pateiktos 2.2.2 lentelėje. 39
2.2.2 lentelė. Klinikinės tiriamųjų charakteristikos Charakteristika n proc. Patologija Trauma Neurologinė simptomatika Sepsis Plaučių ligos (pneumonija, bronchiolitas) Nudegimas (įskaitant kvėpavimo takus) Kiti (miokarditas, apsinuodijimas) 20 18 10 7 5 2 32,3 29,0 16,1 11,3 8,1 3,2 Simptomai Ūminis kvėpavimo nepakankamumas Įvairaus lygio sąmonės sutrikimas Įvairios etiologijos šokas Traukuliai Įvairaus laipsnio eksikozė Dauginis organų disfunkcijos sindromas Diseminuota intravazalinė koaguliacija Ūminis inkstų nepakankamumas Ūminis kepenų nepakankamumas Klinikinė mirtis Procedūros pavadinimas Šlapimo pūslės kateterizacija Centrinės venos kateterizacija Galvos smegenų kompiuterinė tomografija Arterijos kateterizacija Liumbalinė punkcija Fibrogastroskopija Terapinė (33 34 C) hipotermija Galvos smegenų magnetinio rezonanso tyrimas Bronchoskopija Elektroencefalografija Operacijos Švari operacija Švari užteršta ar užteršta operacija Vidinio kaukolės slėgio daviklio implantavimas Inotropinių vaistų panaudojimo dažnumas Dopaminas Noradrenalinas Adrenalinas Dobutaminas Levosimendanas 43 32 19 10 9 4 2 2 2 2 55 39 31 23 16 9 7 5 3 2 23 16 7 6 18 5 4 3 1 69,4 51,6 30,6 16,1 14,5 6,5 3,2 3,2 3,2 3,2 88,7 62,9 50,0 37,1 25, 14,5 11,3 8,1 4,8 3,2 37,1 25,8 11,3 9,7 29,0 8,1 6,5 4,8 1,6 40
2.3. Duomenų rinkimas, tvarkymas ir analizė Dalies duomenų rinkimui naudota Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministro įsakymu patvirtinta anketa Hospitalinių infekcijų ir jų rizikos veiksnių registracija VITS (7 priedas). Anketa buvo papildyta 3 naujais kintamaisiais operacija ar kita procedūra gulėjimo VITS metu (taip, ne), operacijos ar kitos procedūros gulėjimo VITS metu pavadinimas ir operacijos ar kitos procedūros, gulėjimo VITS metu data. Šie papildomi kintamieji bei mikrobiologinių tyrimų atsakymai pažymimi tiriamojo bandinių ir ne VITS atliekamų procedūrų bei operacijų registravimo formoje (priedas Nr. 8). Mikrobiologiniai ėminiai imti nuo tonzilių ir ryklės užpakalinės sienelės (TONZ), IV proksimalinio galo (IVPG) spindžio bei AKT, bronchoalveolinio lavažo (BAL) būdu (2.3.1 pav.) pagal planą: kiekvienam į VITS atvykusiam tiriamajam 1-ą dieną (per 24 val.), o po to tik gulintiems daugiau nei 48 val. 3-ią gulėjimo VITS dieną, 6-ą, 9-ą, 12-ą, 15-ą ir 18-ą, o vėliau kas 5 dienas iki 33 paros. Mikrobiologiniai ėminiai iš trijų vietų buvo imami vienu metu. 2.3.1 pav. Bakteriologinių ėminių paėmimo vietos 41
Tuo atveju, jeigu buvo ištrauktas IV, suformuota tracheostoma, toliau toks pacientas tyrime nedalyvavo ir bakteriologiniai ėminiai jam buvo nebeatliekami. Ėminiai, nepriklausomai nuo įprasto bandinių ėmimo grafiko, buvo imti: 1) ruošiantis pašalinti IV; 2) po pakartotinės intubacijos; 3) pacientui grįžus į VITS po operacijos; 4) po VITS atliekamo invazinio tyrimo: bronchoskopijos, gastrofibroskopijos (GFS), liumbalinės punkcijos ar kitos invazinės procedūros atliekamos VITS ir ne VITS personalo; 5) po kompiuterinės tomografijos (KT), branduolinio magnetinio rezonanso (BMR) ar kito, ne VITS atliekamo tyrimo. Ėminiai iš IVPG ir TONZ nurodytų vietų buvo imami, remiantis galimai didžiausia taršos aptikimo tikimybe [1; 13; 14; 16; 38; 80; 83; 89 91]. Mikrobiologinių pasėlių vietos pasirinkimo paaiškinimas nurodytas 2.3.2 pav. 2.3.2 pav. Anatominės mikrobiologinių ėminių vietos ir jų metodinis pagrindimas BAL metodika sukurta, remiantis literatūroje nurodytais pavyzdžiais, kurie yra adaptuoti vaikams ir sukeliantys mažiausią komplikacijų tikimybę [37; 106 113]. Atskirų mikrobiologinių ėminių metodikos pateiktos 2.3.1 lentelėje. 42
2.3.1 lentelė. Mikrobiologinių ėminių paėmimo metodikos Bandinio paėmimo vieta TONZ IVPG BAL Nuorodos paėmimui 1. Vienkartine sterilia mentele prispausti liežuvį. 2. Steriliu vienkartiniu tamponu nuo tonzilių ir ryklės užpakalinės sienelės vietų braukiamaisiais judesiais paimti medžiagą. 3.Tamponą įdėti į transportinę terpę. 1. Atjungti dirbtinės plaučių ventiliacijos aparatą. 2. Atjungiame konektorių nuo intubacinio vamzdelio. Nevalyti su spiritu! 3. Paimamas tepinėlis nuo intubacinio vamzdelio proksimalinio galo vidinės sienelės maždaug 1,0 1,5 cm gylyje. 4. Tamponą įdėti į transportinę terpę. 1. Atliekamas vaikams, kurie yra intubuoti ir užtikrinta stabili hemodinamika. 2. Pradžioje išsiurbiama iš ET vamzdelio. 3. Gulint ant nugaros, galva pasukama 90 kampu į kairę, SpO 2 > 90 proc. (jei nepakankama kurį laiką padidinti FiO 2 ar paventiliuoti Ambu maišu). 4. Naudojami tiesūs, buku galu, su anga gale siurbimo kateteriai (ET 3,5 dydžio ir didesnio diametro 8 dydžio kateteriai, ET 3 ir mažesnio diametro 6 dydžio kateteriai). Atsiurbimo kateteris įvedamas iki galo ir sušvirkščiama, kambario temperatūros sterilaus izotoninio tirpalo. 5. Skysčio tūrio apskaičiavimas: < 20 kg naudojame 1 ml/kg, > 20 kg naudojame 20 ml. 6. Skystį, supiltą į intubacinį vamzdelį, iš karto išiurbti. 7. Tirpalas siurbiamas, naudojant elektrinį vakuuminį siurblį (60 90 mm Hg 8 dydžio kateteriui, 80 120 mm Hg 6 dydžio kateteriui), į sekreto surinkimo talpą. 8. Dokumentuojama, kiek skysčio supilta ir kiek atitraukta (sekimo lape). 9. Užtikrinama hemodinamikos stebėsena procedūros metu (ŠSD, SpO 2, AKS, EKG). Priemonės ir/ar minimalus kiekis Maksimali laikymo trukmė. Temperatūra Ne daugiau kaip 24 val. kambario temperatūroje Transportinė terpė Sterilus vienkartinis indas Sterilus vienkartinis indas, ne mažiau 1 ml Pristatymo trukmė. Temperatūra Ne daugiau kaip 2 val. kambario temperatūroje Ne daugiau kaip 2 val. kambario temperatūroje Ne daugiau kaip 2 val. kambario temperatūroje Ne daugiau kaip 24 val. kambario temperatūroje Ne daugiau kaip 8 val. 2 8 C temperatūroje 43
Mikrobiologiniuose ėminiuose, paimtuose iš 3-jų vietų (TONZ, IVPG spindžio ir AKT), tirta šių pagrindinių mikroorganizmų-taikinių kolonizacija: A grupės β hemolizinio streptokoko, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), Haemophilus influenzae (H. Influenzae), Staphylococcus aureus (S. aureus), Escherichia coli (E. coli), Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae), Enterobacter cloacae (E. cloacae), Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Acinetobacter spp., Stenotrophomonas maltophilia (S. maltophilia), Candida spp. ir kt. 2.4. Mikrobiologiniai metodai Mikrobiologiniai pasėlių ėminiai buvo koduoti ir nusiųsti į laboratoriją MO identifikavimui. Bakterijų auginimui buvo naudojamas kraujo agaras su 5 proc. avies krauju (Becton Dickinson (BD), JAV), šokolado agaras (BD, JAV) ir Mac Conkey agaras (Oxoid, Anglija), grybelių Saburo agaras. Kraujo agaras su 5 proc. avies krauju ir šokolado agaras lėkštelėse buvo laikomas 35 C, esant 5 proc. anglies dvideginiui ore. MacConkey agaro lėkštelės laikytos 35 C 18 24 val. Jeigu po šio laiko nebuvo stebėtas kultūros augimas, tai po 24 val. buvo atliekamas pakartotinis vertinimas. Išaugintos bakterijos buvo identifikuojamos dviem metodais. Impulsinio lauko elektroforezė gelyje ILEG (angl. pulse-field gel electrophoresis PFGE) buvo atlikta, vadovaujantis modifikuotomis procedūromis, kurias aprašė Barth ir Pitt bei Grothues ir Tummler [114; 115]. ILEG metodu buvo ištirti šie MO: P. aeruginosa, K. pneumoniae, E. coli, Enterobacte spp., C.freundii, S. marcescens, Klebsiella spp. ir S. aureus. Buvo tirti tie MO, kurių augimas vienu metu buvo AKT ir viename arba abiejuose ėminiuose iš viršutinių kvėpavimo takų: AKT + IVPG, AKT + TONZ arba AKT + IVPG + TONZ. Šiuo metodu norėta patvirtinti, kad skirtingose vietose tuo pat metu išaugintas MO yra tas pats, t. y. turintis tą pačią dezoksiribonukleino rūgščių (DNR) struktūrą. Tarpusavyje buvo lyginami tą pačią dieną ir skirtingomis dienomis išskirti MO (2.4.1 pav.). 44
2.4.1 pav. Mikroorganizmų augimas ir tyrimas impulsinio lauko elektroforeze gelyje (pavyzdys) *Ėminiai, imti nepriklausomai nuo įprasto ėmimo grafiko 45
MO, potencialūs VTB ir VPNE, sukelėjai (S. pneumoniae, H. influenzae, S. aureus, E. coli, K. pneumoniae, E. cloacae, Enterococcus spp., P. aeruginosa, Acinetobacter spp., S. maltophilia, Candida spp., β hemoliziniai streptokokai) buvo identifikuoti, naudojant 16S ribosomos baltymų profilį, išgautą masių spektrometrijos metodu (MALDI-TOF, Bruker, angl. matrixassisted laser desorption ionization-time of flight MALDI-TOF, Bruker) mass spectrometry (MS) [116-119]. Tyrimo efektyvumas buvo vertinamas balais, kuriuos pateikia gamintojas: 1,9 patvirtina rūšies nustatymą, 1,7 1,9 indikuotinas genų nustatymas, < 1,7 identifikavimas nepatvirtinamas. Bendras MO pasikeitimo dažnis sudarė n = 35 (9,4 proc.) (2.4.1 lentelė). Visi šie atvejai stebėti tik Enterobacteriaceae grupėje. 2.4.1 lentelė. Mikroorganizmų pasikeitimas, atlikus masių spektrometrijos (MALDI-TOF, Bruker) tyrimą Mikroorganizmas prieš Mikroorganizmas po Atvejų sk. MALDI-TOF tyrimą MALDI-TOF tyrimo K. pneumoniae E. cloacae 13 K. pneumoniae E. ludwigii 1 K. pneumoniae E. aerogenes 3 K. pneumoniae Raoultella ornithinolytica 4 K. pneumoniae Raoultella planticola 2 Enterobacter E. faecalis 2 S. marcescens E. cloacae 1 P. mirabilis K. oxytoca 1 S. maltophilia K. oxytoca 4 P. aeruginosa P. alcaliphila 4 Iš viso 35 MO jautrumas antibakteriniams vaistams nustatytas diskų difuzijos metodu, bakterijų slopinimo zonas vertinant pagal Europos jautrumo antibakteriniams vaistams tyrimų komiteto (angl. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing, EUCAST) standartus. 46
2.5. Kolonizacijos, ventiliacinio tracheobronchito ir ventiliacinės pneumonijos apibrėžimai AKT kolonizacija MO patvirtinta, kai AKT ėminiuose buvo randama MO 10 3 kolonijų/ml. TONZ bei IVPG kolonizacija MO buvo patvirtinama, gavus teigiamą kokybinį bakteriologinio ėminio rezultatą. VPNE diagnozuota, remiantis šiais kriterijais: 1) rentgenologinis patvirtinimas; 2) du ar trys iš klinikinių simptomų: karščiavimas ar hipotermija (> 38 C ar < 36 C), leukopenija ar leukocitozė, naujai prasidėjęs sekretas iš IV (pūlingų skreplių ar kitas skreplių pobūdžio bei kiekio pasikeitimas), atsiradę nauji radiniai auskultuojant plaučius (karkalai, susilpnėjęs kvėpavimas); 3) mikrobiologinis tyrimas teigiamas trachėjos aspirato tiriamosios medžiagos kiekybinio pasėlio rezultatas (mikroorganizmų 10 6 kolonijų/ml.) (1.4.2 pav.) [13; 38; 120; 121]. Tais atvejais, kai, atsiradus dviem ar trims klinikiniams požymiams: karščiavimas ar hipotermija (> 38 C ar < 36 C), leukopenija ar leukocitozė, naujai prisidėjęs sekretas iš IV (pūlingų skreplių ar kitas skreplių pobūdžio bei kiekio pasikeitimas), atsiradę nauji radiniai auskultuojant plaučius (karkalai, susilpnėjęs kvėpavimas), neišryškėdavo radiologiniai pakitimai, buvo diagnozuojamas VTB [13; 16; 31; 32; 34; 35; 39; 122; 123]. 2.6. Statistinė duomenų analizė 2.6.1. Statistinis duomenų apdorojimas Bakteriologiniai ėminiai, paimti nuo TONZ, IVPG ir AKT, buvo ištirti LSMUL KK mikrobiologijos laboratorijoje. Etapiškai duomenys buvo suvesti į tiriamojo bakteriologinių ėminių ir atliekamų procedūrų bei operacijų registravimo formą, o gavus galutinius rezultatus, perkelti ir kaupti EpiData ir MS Excell programomis. Užpildyti anketų duomenys ir ėminių rezultatai du kartus tikrinti ir tikslinti prieš ir po suvedimo į kompiuterines programas, po to konvertuoti ir analizuoti statistinio duomenų apdorojimo paketais (MS Excell ir SPSS programomis). Gavus galutinius rezultatus, toliau buvo analizuojami visi ėminiai (n = 852) ir ėminiai atskirai, kuriuose augimas vienu metu buvo AKT ir viename arba abiejuose ėminiuose iš viršutinių kvėpavimo takų: AKT + IVPG (n = 17), AKT + TONZ (n = 62) arba AKT + IVPG + TONZ (n = 112). Atliekant statistinę analizę, visi patogeniniai MO buvo suskirstyti į penkias grupes: 1) Acinetobacter, Pseudomonas ir Stenotrophomonas (APS); 2) Enterobacteriaceae; 47
3) S. Aureus; 4) Candida spp.; 5) Bakterijos, kolonizuojančios VKT (2.6.1.1 lentelė). 2.6.1.1 lentelė. Išskirtų mikroorganizmų suskirstymas į grupes MO grupė Išskirti MO Priskyrimo grupei APS Acinetobacter spp.: A.calcoaceticus A. lwoffii A. ursingii A. junii A. baumannii A. pittii Pseudomonas: P. aeruginosa P. alcaliphila P. stutzeri Stenotrophomonas: S. maltophilia Enterobacteriaceae E. coli Klebsiella K. pneumoniae K. oxytoca Enterobacter E. cloacae E.aerogenes E. ludwigii Proteus mirabilis (P. mirabilis) Citrobacter freundii (C. freudii) Serratia marcescens (S. marcescens) Enterococcus faecalis (E. faecalis) Raoultella ornithinolytica Raoultella planticola S. aureus S. aureus Candida spp C. albicans C. glabrata Bakterijos kolonizuojančios VKT A grupės streptokokai H. Influenzae Moraxella catarrhalis (M.catarrhalis) Eikenella corrodens (E. corrodens) paaiškinimas Gramneigiamos bakterijos Tipas: Proteobakterijos Klasė: Gammaproteobakterijos Gentis: mielinai Bakterijos, randamos burnaryklėje, nosiaryklėje ir burnos ertmėje 48
2.6.2. Statistinės analizės metodai Apskaičiuota ir vertinta: bendros tiriamųjų charakteristikos (bendras skaičius, pasiskirstymas pagal lytį, vidutinis amžius pagal lytį, vaikų mirštamumo indeksas VMI 2 [124; 125], bendras mikroorganizmų augimo dažnis trijose skirtingose vietose (TONZ, IVPG ir AKT), atskirų mikroorganizmų augimo dažnis trijose skirtingose vietose (TONZ, IVPG ir AKT), bendras mikroorganizmų augimo dažnis trijose skirtingose vietose (TONZ, IV ir AKT) pagal aštuonias ėminių priežastis (planinis ėminys, kompiuterinė tomografija, intubacinio vamzdelio pašalinimas, GFS, operacija, branduolinis magnetinis rezonansas, FBS ir kitos priežastys), pagal ėminių priežastį (planinis ir neplaninis ėminys), pagal vietą (VITS ir ne VITS), kur atlikta procedūra (procedūros vieta VITS ir procedūros vieta ne VITS); atskirų bakterijų augimo dažnis pagal ėminio vietą. Apskaičiuotos šios imčių charakteristikos (vidurkis, standartinis nuokrypis, mediana, minimumas, maksimumas, kvartilinis plotis, procentai). Kokybiniai dydžiai lyginti tarpusavyje, naudojant tikimybių lygybės kriterijų ir dažnių lenteles, kuriose vertintas χ2 homogeniškumo kriterijus ir suderinta liekana ( 2,0 ). Rezultatai vertinti kaip statistiškai reikšmingi, jei p < 0,05, pasikliovimo lygmuo (P) 95 proc. Kintamųjų charakteristikos pateiktos 2.6.2.1 lentelėje. 2.6.2.1 lentelė. Kintamųjų charakteristikos Kintamasis Kintamojo tipas Paaiškinimas 1 2 3 Paciento Nr. kokybinis numeris Amžius kiekybinis metais, iki 1 metų mėnesiais Lytis kokybinis vyras ar moteris Intubacijos data kiekybinis data (metai, mėnuo, diena) Paguldymo priežastis kokybinis pavadinimas (terapinė, planinė chirurginė, skubi chirurginė, nudegimas) Ligonio būklė kiekybinis procentai pagal VMI 2 skalę (http://www.sfar.org/scores2/pim22.html) Hospitalinės infekcijos kokybinis mikroorganizmo pavadinimas sukėlėjas Operacija ar kita procedūra kokybinis taip ar ne gulėjimo VITS metu* Operacijos ar kitos procedūros gulėjimo VITS metu pavadinimas* kokybinis pavadinimas (operacija, KT, BMR, scintigrafija, FBS, tracheostomija, kita procedūra) 49
2.6.2.1 lentelės tęsinys 1 2 3 Operacijos ar kitos procedūros kiekybinis data (metai, mėnuo, diena) gulėjimo VITS metu data Ėminio priežastis kokybinis Planinė ir neplaninė Ėminio priežastis neplaninė kokybinis pavadinimas (KT, IV pašalinimas, GFS, operacija, BMR, FBS ir kitos priežastys) Neplaninio ėminio vieta kokybinis VITS ar ne VITS TONZ mikroorganizmas (ai) kokybinis mikroorganizmo pavadinimas arba neišskirta TONZ mikroorganizmo atsparumas antibiotikui* kokybinis jautrus ar atsparus IVPG spindžio MO kokybinis mikroorganizmo pavadinimas arba neišskirta IVPG spindžio MO atsparumas antibiotikui* BAL mikroorganizmas (ai) BAL MO atsparumas antibiotikui* BAL tyrimo kiekybinis įvertinimas MO identifikavimas impulsinio lauko elektroforeze gelyje Impulsinio lauko elektroforeze gelyje tyrimo stiprumas MO genotipavimas MALDI TOF metodu kokybinis jautrus ar atsparus kokybiniai mikroorganizmo pavadinimas arba neišskirta kokybinis jautrus ar atsparus kiekybinis Kolonijų skaičius 1 µml kokybinis mikroorganizmo pavadinimas kiekybinis skaitinė reikšmė ir balai kokybinis Hospitalinė infekcija kokybinis taip ar ne Sutapo ar nesutapo Hospitalinės infekcijos pavadinimas Hospitalinės infekcijos sukėlėjas *EUCAST standartas. kokybinis kokybinis pavadinimas (pneumonija ar kvėpavimo takų infekcija) mikroorganizmo pavadinimas Sutapusių ėminių grupių palyginimas buvo vertinamas, naudojantis Kaplan- Meier išgyvenamumo analize. 50
2.7. Tyrimo silpnosios pusės Tyrimas atliktas viename centre LSMUL KK VITS. Išplėtus tyrimą ir padarius jį daugiacentrinį, padidėtų tiriamųjų imtis, tačiau Lietuvoje VITS skyrių, kuriuose taikoma ilgalaikė DPV, yra tik 2 3. Organizuojant tokį tyrimą didėtų išlaidos, galimos paklaidos dėl skirtingų mikrobiologinių metodikų bei ištyrimo galimybių skirtumų. Atliekant tyrimą neatsižvelgta į kai kurias priežastis, kurios galėjo mažinti ar didinti AKT kolonizaciją, t. y. antibakterinių vaistų naudojimas ar ligonio imuninė būklė ėminio metu. 51
3. REZULTATAI 3.1. Kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais mikroorganizmais atskirais laikotarpiais Iš viso tyrimo metu buvo paimti 852 pasėliai. Tai sudarė 284 ėminių grupes po 3 ėminius (AKT + IVPG + TONZ). Bendras MO kolonizacijos dažnis atskirais laikotarpiais buvo didelis ir tolygiai pasiskirstęs ėminiuose nuo TONZ ( 75 100 proc., χ 2 = 5,35; lls = 6; p > 0,05) ir AKT (50 76,5 proc., χ 2 = 6,85; lls = 6; p > 0,05), o patogenų augimo dažnis atskirais laikotarpiais nuo IVPG buvo nedidelis ir netolygiai pasiskirstęs (22,2 80 proc., χ2 = 25,02; lls = 6, n = 284; p < 0,001). Mažiausiai MO nuo IVPG išauginta 1 3 dienomis (28,8 proc., SL = 4,2), daugiausia 4 6 (52,7 proc., SL = 2,2) dienomis (3.1.1 lentelė). 3.1.1 lentelė. Kvėpavimo takų kolonizacijos mikroorganizmais dažnis pagal vietą ir laiką Dienos Visi ėminiai Planuoti ėminiai Papildomi ėminiai TONZ IVPG AKT n n n proc. proc. proc. 1 3 160 114 46 85,0 28,8 53,5 4 6 55 29 26 81,8 52,7 60,7 7 9 34 18 16 88,2 61,8 76,5 10 12 17 9 8 94,1 52,9 52,9 13 15 9 6 3 66,7 22,2 66,7 16 18 4 4 0 75,0 25,0 50,0 19 28 5 4 1 100 80,0 60,0 Statistinis reikšmingumas paryškintas, remiantis SL. Iš viso 166 AKT ėminių rezultatai buvo teigiami, iš kurių 94 (56,6 proc.) atvejais stebėta gausi kolonizacija (> 10 5 kolonijas formuojantys vienetai/ml). Vertinant atskirų MO augimo dažnį nuo TONZ atskirais laikotarpiais, stebėtas tolygus patogenų augimas (χ 2 = 117,17; lls = 96; n = 360; p = 0,07) (3.1.2 lentelė). 52
3.1.2 lentelė. Mikroorganizmų augimas nuo tonzilių ir užpakalinės ryklės sienelės Laikotarpis (dienomis) Atvejai / procentai Acinetobacter spp. C. freundii Candida spp. E. coli Enterobacter spp. Klebsiella spp. A grupės streptokokai P. mirabilis Pseudomonas spp. S. aureus S. maltophilia Kiti mikroorganizmai* Iš viso 1 3 Atv. 15 4 17 16 11 35 28 5 6 56 2 9 204 proc. 7,4 2,0 8.3 7,8 5.4 17,2 13,7 2,5 2,9 27,5 1,0 4,3 100 4 6 Atv. 10 1 2 8 6 14 6 4 3 9 1 1 65 proc. 15,4 1,5 3,1 12,3 9,2 21,6 9,2 6,2 4,6 13,9 1,5 1,5 100 7 9 Atv. 6 1 1 6 5 9 0 1 0 5 5 2 41 proc. 14,7 2,4 2,4 14,7 12,2 22,0 0 2,4 0 12,2 12,2 4,8 100 10 12 Atv. 2 1 2 2 3 6 2 1 2 3 4 0 28 proc. 7,1 3,6 7,1 7,1 10,7 21,4 7,1 3,6 7,1 10,7 14,3 0 100 13 15 Atv. 0 0 1 0 1 2 1 0 2 1 3 0 11 proc. 0 0 9,1 0 9,1 18,2 9,1 0 18,2 9,1 27,3 0 100 16 18 Atv. 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 0 4 proc. 0 0 0 0 0 25,0 25,0 0 0 0 50,0 0 100 19 28 Atv. 2 0 0 0 1 0 0 0 0 3 1 0 7 proc. 28,6 0 0 0 14,3 0 0 0 0 42,9 14,2 0 100 Iš viso Atv. 35 7 23 32 27 67 38 11 13 77 18 12 360 proc. 9,7 1,9 6,4 8,8 7,5 18,6 10,6 3,1 3,6 21,4 5,0 3,4 100 *Kiti mikroorganizmai: S. pneumoniae ( n 3, 0,8 proc.), H. influenzae (n 3, 0,8 proc.), M. catarrhalis (n 2, 0,6 proc.), S. marcescens (n 2, 0,6 proc.), Raoutella spp. (n 1, 0,3 proc.), E. corrodens (n 1, 0,3 proc.). Stebėti pavienių mikroorganizmų statistiškai reikšmingi rezultatai, vertinant pagal SL, paryškinti. Atskirų mikroorganizmų augimo dažnis nuo IVPG atskirais laikotarpiais taip pat buvo tolygus (χ 2 = 89,19 lls = 90; n = 153; p > 0,05) (3.1.3 lentelė). 53
3.1.3 lentelė. Mikroorganizmų augimas nuo intubacinio vamzdelio proksimalinio galo atskirais laikotarpiais Laikotarpis (dienomis) Atvejai / procentai Acinetobacter spp. C. freundii Candida spp. E. coli Enterobacter spp. H. influenzae Klebsiella spp. A grupės streptokokai Pseudomonas spp. Raoutella spp. S. aureus S. maltophilia Str. pneumoniae Kiti mikroorganizmai* Iš viso 1 3 Atv. 5 1 3 4 3 3 7 3 1 2 24 0 2 1 59 proc. 8,5 1,7 5,1 6,8 5,1 5,1 11,8 5,1 1,7 3,4 40,6 0 3,4 1,7 100 4 6 Atv. 8 1 1 5 2 0 10 3 1 0 9 0 0 1 41 proc. 19,5 2,4 2,4 12,2 4,9 0 24,5 7,3 2,4 0 22,0 0 0 2,4 100 7 9 Atv. 7 0 0 3 3 0 9 0 0 0 4 5 0 1 32 proc. 21,9 0 0 9,4 9,4 0 28,1 0 0 0 12,5 15,6 0 3,1 100 10 12 Atv. 1 0 0 0 1 0 4 0 1 0 2 3 0 0 12 proc. 8,3 0 0 0 8,3 0 33,3 0 8,3 0 10,7 25,0 0 0 100 13 15 Atv. 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 3 proc. 0 0 0 0 0 0 66,7 0 0 0 0 33,3 0 0 100 16 18 Atv. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 proc. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 0 0 100 19 28 Atv. 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 0 5 proc. 20,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 60,0 20,0 0 0 100 Iš viso Atv. 22 2 4 12 9 3 32 6 3 2 42 11 2 3 156 proc. 14,4 1,3 2,5 7,8 5,9 2,0 20,9 3,9 2,0 1,3 27,5 7,2 1,3 3,9 100 *Kiti mikroorganizmai: M. catarrhalis (n 1, 0,7 proc.), P. mirabilis (n 1, 0,7 proc.), E. faecalis (n 1, 0,7 proc.). Stebėti pavienių mikroorganizmų statistiškai reikšmingi rezultatai, vertinant pagal SL, paryškinti. AKT išskirtų atskirų mikroorganizmų dažnis atskirais 7 laikotarpiais nebuvo tolygus (χ 2 = 162,81; lls = 102; n = 270; p < 0,001). Pirmuoju laikotarpiu (1 3 d.) dažniausiai išaugintas S. aureus (n = 40; 31,5 proc.), rečiau H. influenzae (n = 16; 12,6 proc.), Klebsiella spp. (n = 11; 8,7 proc.), Moraxella spp. (n = 9; 7,1 proc.) ir rečiausiai augo S. pneumoniae (n = 6; 4,7 proc.). Antruoju laikotarpiu MO augo tolygiai. Trečiuoju (7 9 d.) reikšmingiausias buvo S. maltophilia (n = 7; 13,7 proc.) augimas. Vėlesniais periodais MO augo tolygiai (3.1.4 lentelė). 54
3.1.4 lentelė. Mikroorganizmų augimas iš AKT atskirais laikotarpiais Laikotarpis Atvejai / procentai procentai Acinetobacter spp. C. freundii Candida spp. E. coli Enterobacter spp. H. influenzae Klebsiella spp. A grupės streptokokai M.catarrhalis Pseudomonas spp. S. aureus S. maltophilia Str. pneumoniae Kiti mikroorganizmai* Iš viso 1 3 Atv. 6 2 14 7 6 16 11 7 9 2 40 0 6 1 127 proc. 4,7 1,8 11,0 5,5 4,7 12,5 8,7 5,5 7,1 1,6 31,4 0 4,7 0,8 100 4 6 Atv. 6 1 3 6 5 2 12 7 0 2 10 0 1 3 58 proc. 10,3 1,7 5,2 10,3 8,7 3,4 20,7 12,2 0 3,4 17,2 0 1,7 5,2 100 7 9 Atv. 5 1 3 4 5 3 9 1 0 1 11 7 0 1 51 proc. 9,8 2,0 5,9 7,8 9,8 5,9 17,5 2,0 0 2,0 21,6 13,7 0 2,0 100 10 12 Atv. 2 0 1 0 2 0 1 0 0 2 2 4 0 0 14 proc. 14,3 0 7,1 0 14,3 0 7,1 0 0 14,3 14,3 28,6 0 0 100 13 15 Atv. 0 0 0 0 1 0 3 1 0 2 1 1 0 1 10 proc. 0 0 0 0 10,0 0 30,0 10,0 0 20,0 10,0 10,0 0 10,0 100 16 18 Atv. 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 3 proc. 0 0 33,3 0 0 33,3 0 33,3 0 0 0 0 0 0 100 19 28 Atv. 2 0 0 0 0 0 1 0 0 1 3 0 0 0 7 proc. 28,6 0 0 0 0 0 14,3 0 0 14,3 42,9 0 0 0 100 Iš viso Atv. 21 4 22 17 20 22 36 17 9 10 67 12 7 7 270 proc. 7,8 1,5 8,1 6,3 7,4 8,1 13,3 6,3 3,3 3,7 24,8 4,4 2,6 2,6 100 *Kiti mikroorganizmai: E. corrodens (n 1, 0,4 proc.), E. faecalis (n 1, 0,4 proc.), P. mirabilis (n 1, 0,4 proc.), S. marcescens (n 2, 0,8 proc.), Raoutella spp. (n 1, 0,4 proc.). Statistiškai reikšmingi rezultatai, vertinant pagal SL, paryškinti. Apibendrinimas Bendras kolonizacijos MO dažnis TONZ ir AKT buvo didelis (atitinkamai 75 100 proc. ir 50 76,5 proc.) ir pasiskirstęs tolygiai visais laikotarpiais po trachėjos intubacijos. Kolonizacijos mikroorganizmais dažnis IVPG buvo netolygus, stebint mažiausią dažnį 1 3 dieną, o didžiausią 4 6 dienomis (atitinkamai 28,8 proc., 52,7 proc.) po IV įkišimo į trachėją. AKT išskirtų atskirų mikroorganizmų dažnis atskirais 7 laikotarpiais nebuvo tolygus (χ2 = 162,81; lls = 102; n = 270; p< 0,001). Pirmuoju laikotarpiu (1 3 d.) dažniausiai išaugintas S. aureus (n = 40; 31,5 proc.), rečiau H. influenzae (n = 16; 12,6 proc.), Klebsiella spp. (n = 11; 8,7 proc.), Moraxella spp. (n = 9; 7,1 proc.) ir rečiausiai augo S. pneumoniae (n = 6; 4,7 proc.). Antruoju laikotarpiu MO augo tolygiai. Trečiuoju (7 9 d.) reikšmingiausias buvo S. maltophilia (n = 7; 13,7 proc.) augimas. Vėlesniais periodais MO augo tolygiai. 55
3.2. Apatinių kvėpavimo takų ir kitos lokalizacijos sutapusių mikroorganizmų analizė Iš 62 tirtų ligonių stebėti 46 (74,2 proc.), kuriems MO kolonizavo kelias kvėpavimo takų vietas vienu metu. Iš viso atrinkti 191 kvėpavimo takus kolonizavusių MO deriniai. Dažniausiai stebėtas TONZ-IVPG-AKT trejeto susidarymas 112 (58,6 proc.) atvejų. TONZ-AKT MO poras sudarė 62 (32,5 proc.) atvejų. Rečiausiai 17 (8,9 proc.) patogenai kolonijas formuodavo IVPG-AKT porose. Poras ir trejetus sudarę MO ir jų jautrumas antibakteriniams vaistams pavaizduoti 3.2.1 lentelėje. Dažniausiai poras ir trejetus formavo S. aureus (26,7 proc.), Klebsiella spp. (16,2 proc.), Enterobacter spp. (10,0 proc.), Acinetobacter spp. (9,4 proc.), E. coli (8,4 proc.) ir Candida spp. (6,8 proc.). Dauguma išskirtų MO buvo jautrūs antibakteriniams preparatams, o jautrumas buvo nuo 83,9 iki 100 proc. Mažesnis jautrumas antibakteriniams preparatams stebėtas šiems MO: Acinetobacter spp., kurios jautrumas Ceftazidimui buvo 63,6 proc., S. maltophilia jautrumas Ceftazidimui 0 proc. ir Trimetoprimui / sulfametoksazolui 40 proc. ir H. influenzae jautrumas Ampicilinui stebėtas 50 proc. atvejų. Kvėpavimo takų kolonizacijos dažnis pagal atskirus MO ir porų bei trejetų sudarymą buvo toks: TONZ-AKT grupėje daugiausia porų sudarydavo Candida spp. (76,9 proc.), IVPG-AKT S. aureus (15,7 proc.) ir TONZ-IVPG-AKT grupėje Klebsiella spp. (77,4 proc.) (χ 2 = 59,01, lls = 30, p < 0.001). Kolonizacijos dažnis pagal patogenų grupes ir porų bei trejetų sudarymą pasiskirstė netolygiai (χ 2 = 42,22, lls = 8, p < 0,001). TONZ-AKT porų sudarymo grupėje daugiausiai poras formavo Candida spp, (76,9 proc.) ir VKT kolonizuojančios bakterijos (63,2 proc.). IVPG-AKT grupėje S. aureus (15,7 proc.) ir VKT kolonizuojančios bakterijos (21,1 proc.). TONZ- IVPG-AKT grupėje dažniausiai išskirta Enterobacteriaceae (70.8 proc.) grupės MO (3.2.2 lentelė). 56
3.2.1 lentelė. Sutapusias poras ir trejetus sudarę mikroorganizmai ir jų jautrumas antibiotikams (proc.) Antibakterinis vaistas Patogenas (n) S. aureus (n = 51) Klebsiella spp. (n = 31) Enterobacter spp. (n = 19) Ampicilinas Amp./sulb. 1 Cefotaksimas Ceftazidimas Cefuroksimas Ciproflok. 2 Erytromycinas Flukonazolis Gentamicinas 83,9 96,8 83,9 84,2 100 94,7 Acinetobacter spp. (n = 18) 100 63,6 100 E. coli (n = 16) 50 100 100 Candida spp. (n = 13) 92,3 92,3 A grupės streptokokai (n = 10) 90 100 100 S. maltophilia (n = 10) 0 100 Pseudomonas spp. (n = 8) 100 100 87,5 C. freundii (n = 4) 100 100 100 S. pneumoniae (n = 3) 100 100 100 Moraxella spp. (n = 3) 0 100 H. influenzae (n = 2) 50 100 P. mirabilis (n = 1) 100 100 100 R. ornithinolytic 100 100 100 a (n = 1) E. corrodens (n = 1) 100 100 1 Ampicilinas / sulbaktamas. 2 Ciprofloksacinas. 3 Imipenemas / meropenemas. 4 Trimetoprimas / sulfametoksazolas. Imip./Merop. 3 Itrakonazolis Klindamycinas 100 Levofloksacinas Penicilinas Oksacilinas Trime./Sulf. 4 100 100 40 57
3.2.2 lentelė. Kolonizacijos dažnis pagal patogenų grupes ir porų bei trejetų sudarymą Patogenų grupė APS n, proc., TONZ- IVPG- TONZ-IVPG- SL AKT AKT AKT Iš viso n 9 2 25 36 proc. 25,0 5,6 69,4 100 SL 1.1 0,8 1.5 Candida spp. n 10 2 1 13 proc. 76,9 15,4 7,7 100 SL 3,5 0,9 3,9 Enterobacteriaceae n 20 1 51 72 proc. 27,8 1,4 70,8 100 SL 1,1 2,8 2,7 S. aureus n 11 8 32 51 proc. 21,6 15,7 62,7 100 SL 1,9 2,0 0,7 Bakterijos n 12 4 3 19 kolonizuojančios proc. 63.2 21.1 15,8 100 VKT SL 3.0 2.0 4,0 Iš viso n 62 17 112 191 Proc. 32,5 8,9 58,6 100 *Statistiškai reikšmingi rezultatai paryškinti juodai, vertinant pagal SL. Iš 191 sudarytų porų 106 (55,5 proc.) atvejais AKT stebėta gausi kolonizacija (> 10 5 kolonijas formuojantys vienetai/ml). Dviejuose trečdaliuose (n = 123, 64,4 proc.) sudarytų porų bei trejetų, išskirtas tik vienas MO (monomikrobinis augimas), kitais atvejais (n = 68, 35,6 proc.) stebėtas nuo dviejų iki penkių skirtingų patogenų augimas (polimikrobinis augimas). Monomikrobinis ir polimikrobinis augimas laiko atžvilgiu buvo pasiskirstęs tolygiai (χ 2 = 3,39, lls = 5, p > 0,05). MO kolonizacijos dažnis pagal porų sudarymą laiko atžvilgiu reikšmingai išsiskyrė (χ 2 = 35,20, lls = 10, p < 0,001). Poros TONZ-AKT susidarymas išsiskyrė 1 3 dienomis (48,2 proc.). Trejetų TONZ-IVPG-AKT susidarymas buvo stebimas visais periodais ( 25 proc.), o 1 3 (40,2 proc.) ir 7 9 (91,4 proc.) jų dažnis reikšmingai išsiskyrė. Patogenų porų bei trejetų sudarymo nestebėta 16 18 dienų periodu (3.2.3 lentelė). 58
3.2.3 lentelė. Kolonizacijos dažnis pagal porų bei trejetų sudarymą laiko atžvilgiu TONZ- IVPG- TONZ-IVPG- Dienos n, proc., SL AKT AKT AKT Iš viso 1 3 n 42 10 35 87 proc. 48,3 11,5 40,2 100 SL 4,3 1,2 4,7 4 6 n 11 3 31 45 proc. 24,4 6,7 68,9 100 SL 1,3 0,6 1,6 7 9 n 1 2 32 35 proc. 2,9 5,7 91,4 100 SL 4,1-0,7 4,4 10 12 n 2 1 8 11 proc. 18,2 9,1 72,7 100 SL 1,0 0,02 1,0 13 15 n 4 0 5 9 proc. 44,4 0 55,6 100 SL 0.8 1,0 0.2 16 18 n 0 0 0 0 Proc. 0 0 0 0 19 28 n 2 1 1 4 proc. 50 25 25 100 SL 0,8 1,1 1,4 Iš viso n 62 17 112 191 proc. 32,5 8,9 58,6 100 *Statistiškai reikšmingi rezultatai paryškinti juodai, vertinant pagal SL. Apibendrinimas Daugumai tiriamųjų (74,2 proc.) buvo nustatyti sutapusių AKT ir kitos lokalizacijos (TONZ ir (arba) IVPG spindžio) MO atvejai; dažniausiai sutapusias poras arba trejetus formavo S. aureus, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Acinetobacter spp., E. coli ir Candida spp., kurių dauguma buvo gana jautrūs antibakteriniams preparatams (83,9 iki 100 proc.); TONZ- IVPG-AKT sutapimų trejetas buvo dažniausias (58,6 proc.), o jį dažniausiai formavo Enterobacteriaceae bakterijos; TONZ-AKT poros stebėtos rečiau (32,5 proc.) ir jas formavo Candida spp. bei VKT kolonizuojančios bakterijos; IVPG-AKT poros buvo gana retos (8,9 proc.), jas dažniau nei kiti mikroorganizmai formavo S. aureus bei VKT kolonizuojančios bakterijos. 59
3.3. Vidutinio apatinių kvėpavimo takų kolonizacijos laiko įvertinimas pagal mikroorganizmų grupes MO grupių išgyvenamumo analizė parodė, kad visų sutapusių porų ir trejetų atvejų vidutinis kolonizacijos laikas buvo ilgiausias APS grupėje (8,28 dienos, 95 proc. PI 6,69 9,86), palyginti tarpusavyje 5 patogenų grupes. Trumpesnis vidutinis kolonizacijos laikas stebėtas Enterobacteriaceae grupėje (5,63 dienos, 95 proc. PI 4,82 6,43) ir S. aureus grupėje (4,31 dienos, 95 proc. PI 3,08 5,55), o trumpiausias kolonizacijos laikas buvo VKT kolonizuojančių bakterijų (3,42 dienos, 95 proc. PI 2,00 4,85) ir Candida spp. (3,00 dienos, 95 proc. PI 1,38 4,62) (p = 0,001 0,005) grupėse (3.3.1 pav. ir 3.3.1 lentelė). 3.3.1 pav. Išgyvenamumo funkcijų kreivės Mikroorganizmai suskirstyti į 5 grupes Atskirai TONZ-AKT poroje vidutinis kolonizacijos laikas buvo ilgiausias APS grupėje (10,44 dienos, 95 proc. PI 5,28 15,64), palyginti tarpusavyje 5 MO grupes (p = 0,01 0,029) (3.3.2 lentelė). Vidutinis kolonizacijos laikas Enterobacteriaceae grupėje (3,50 dienos, 95 proc. PI 2,25 4,75) ir Candida spp. (2,90 dienos, 95 proc. PI 0,83 4,98) buvo trumpesnis, o S. aureus trumpiausias (1,64 dienos, 95 proc. PI 0,88 2,40) (p = 0,001 0,01). IVPG-AKT poroje išsiskyrė APS (8,00 dienos, 95proc. PI 6,04 9,96) ir S. aureus kolonizacijos laikas (6,25 dienos, 95 proc. PI 2,3 10,18), kuris buvo ilgesnis nei Candida spp. (2,50, 95 proc. PI 1,52 3,48) (p = 0,046). Kolonizacijos kitais mikroorganizmais laikas tarpusavyje reikšmingai nesiskyrė (3.3.3 lentelė). 60
3.3.1 lentelė. Vidutinis kolonizacijos laikas Patogenų grupės Visi atvejai (n = 191) TONZ-AKT (n = 62) IVPG-AKT (n = 17) TONZ-IVPG- AKT (n = 112) Vidurkis SP (dienos) 3,42 0,73 3,75 1,12 3,00 0,82 2,67 0,88 Vidurkis Vidurkis Vidurkis SP SP* (dienos) (dienos) (dienos) SP Enterobacteriaceae 5,63 0,41 3,50 0,64 3,00 0 6,51 0,47 S. aureus 4,31 0,63 1,64 0,39 6,25 2,01 4,75 0,81 APS 8,28 0,81 10,44 2,65 8,00 1,00 7,52 0,66 VKT kolonizuojančios bakterijos Candida spp. 3,00 0,82 2,90 1,06 2,50 0,50 5,00 0 Iš viso 5,38 0,31 4,13 0,61 5,06 1,05 6,12 0,36 SP standartinė paklaida. 3.3.2 lentelė. Vaikų kvėpavimo takų vidutinis kolonizacijos laikas TONZ-AKT poroje (n= 62) Vidurkis Patogenų grupės (dienos) SP 95 proc. PI Enterobacteriaceae 3,50 0,64 2,25 4,75 S. aureus 1,64 0,39 0,88 2,40 APS 10,44 2,65 5,28 15,64 VKT kolonizuojančios bakterijos 3,75 1,12 1,65 5,94 Candida spp. 2,90 1,06 0,83 4,98 Iš viso 5,38 0,61 2,94 5,32 SP standartinė paklaida. 3.3.3 lentelė. Vaikų kvėpavimo takų vidutinis kolonizacijos laikas IVPG-AKT poroje (n =17) Patogenų grupės Vidurkis (dienos) SP 95 proc. PI Enterobacteriaceae 3,00 0 3,00 3,00 S. aureus 6,25 2,01 2,32 10,18 APS 8,00 1,00 6,04 9,96 VKT kolonizuojančios bakterijos 3,00 0,82 1,40 4,60 Candida spp. 2,50 0,50 1,52 3,48 Iš viso 5,06 1,05 3,00 7,11 SP standartinė paklaida. Trejetų TONZ-IVPG-AKT grupėje (3.3.4 lentelė) vidutinis APS kolonizacijos laikas buvo ilgiausias (7,52 dienos, 95 proc. PI 6,23 8,81), Enterobacteriaceae (6,51 dienos, 95 proc. PI 5,59 7,43) ir S. Aureus trumpesnis (4,75 dienos, 95 proc. PI 3,16 6,34) o VKT kolonizuojančių bakterijų trumpiausias (2,67 dienos, 95 proc. PI 0,94 4,40) (p = 0,001 0,009). 61
3.3.4 lentelė. Vaikų kvėpavimo takų vidutinis kolonizacijos laikas trejetų TONZ- IVPG-AKT grupėje (n = 112) Patogenų grupės Vidurkis (dienos) SP 95 proc. PI Enterobacteriaceae 6,51 0,47 5,59 7,43 S. aureus 4,75 0,81 3,16 6,34 APS 7,52 0,66 6,23 8,81 VKT kolonizuojančios bakterijos 2,67 0,88 0,94 4,40 Candida spp. 5,00 0 5,00 5,00 Iš viso 6,12 0,36 4,80 5,99 SP standartinė paklaida. Apibendrinimas Bendras vidutinis AKT kolonizacijos Candida spp. laikas buvo trumpiausias (3,0 dienos, 95 proc. PI 1,38 4,62 dienos), VKT kolonizuojančių bakterijų laikas (3,42 dienos, 95 proc. PI 2,00 4,85) ir S. aureus laikas (4,31 dienos, 95 proc. PI 3,08 5,55) buvo ilgesnis, Enterobacteriaceae grupės (5,63 dienos, 95 proc. PI 4,82 6,43) dar ilgesnis, o APS grupės kolonizacijos laikas buvo ilgiausias (8,28 dienos, 95 proc. PI 6,69 9,86). 3.4. Kvėpavimo takų kolonizacijos rizikos veiksniai ir hospitalinė infekcija Pagal ėminio paėmimo priežastį (planinė ir neplaninė) bendras MO augimo dažnis nuo TONZ nesiskyrė (χ 2 = 0,003; lls = 1, n = 284; p>0,05): bakterijos augo 84,7 proc. atvejų planiniuose ėminiuose, neplaniniuose 85 proc. Nuo IVPG patogenų augimas taip pat buvo homogeniškas (χ 2 = 0,03; lls = 1, n = 284; p > 0,05): planiniuose ėminiuose bakterijos augo 39,1 proc., neplaniniuose 40 proc. atvejų. Tolygiai pasiskirstęs bakterijų augimo dažnis stebėtas ir AKT (χ 2 = 1,37; lls = 1, n = 284; p>0,05): planiniuose ėminiuose 55,3 proc., neplaniniuose 62,3 proc. atvejų. Pagal procedūros atlikimo vietą (VITS ir ne VITS) statistiškai reikšmingų bendro MO augimo dažnio skirtumų nebuvo ėminiuose nuo TONZ (χ 2 = 0,16; lls = 1, n = 284; p>0,05): po procedūros, atliktos VITS, MO augo 84,4 proc., ne VITS 86,3 proc. atvejų. Bakterijų augimo dažnis nesiskyrė ir nuo IVPG (χ 2 = 0,11; lls = 1, n = 284; p>0,05): po procedūros, atliktos VITS, augo 38,9 proc. ne VITS 41,1 proc. atvejų. AKT ėminiuose MO taip pat augo tolygiai (χ 2 = 2,04; lls = 1, n = 284; p>0,05): po procedūros, atliktos VITS, augo 55,7 proc., ne VITS 65,3 proc. atvejų. 62
MO, suskirstytų į 5 grupes, augimas buvo tolygus, vertinant pagal tai, kada buvo paimti ėminiai (planinis ir neplaninis) (χ 2 = 22.11, lls = 14, p>0,05), kaip ir MO porų ir trejetų susidarymas nebuvo sietinas su planinėmis ir neplaninėmis procedūromis, atliktomis tiek VITS, tiek ir už jo ribų (χ 2 = 20,77, lls = 12, p = 0,05). Patogenų kolonizacijos dažnis, sudarant poras ir trejetus, nebuvo susijęs su aštuoniomis pasirinktinomis (planinis ėminio paėmimas, ėminių paėmimas po: KT, IV pašalinimas, GFS, operacija, BMR, FBS ir kitos priežastys) procedūromis (χ 2 = 22,11, lls = 14, p > 0,05). Pagal procedūros atlikimo vietą (VITS ir ne VITS) statistiškai reikšmingų mikroorganizmų kolonizavimo dažnio skirtumų ėminiuose nebuvo (3.4.1 lentelė). 3.4.1 lentelė. Mikroorganizmų augimas ėminiuose nuo tonzilių ir ryklės užpakalinės sienelės, intubacinio vamzdelio proksimalinio galo ir apatinių kvėpavimo takų pagal ėminių ėmimo priežastį Priežastiniai veiksniai TONZ IVPG AKT n χ 2 lls p n χ 2 lls p n χ 2 lls p Mikroorganizmų augimas pagal pasėlių ėmimo priežastį (8 priežastys*) Mikroorganizmų augimas planinė / neplaninė procedūra Mikroorganizmų augimas vieta VITS / vieta ne VITS Išskirtų mikroorganizmų pasiskirstymas į grupes pagal pasėlių ėmimo priežastį (8 priežastys*) 284 13,9 7 >0,05 284 4,4 7 >0,05 284 5,9 1 >0,05 284 0,003 1 >0,05 284 0,03 1 >0,05 284 1,4 1 >0,05 284 0,16 1 >0,05 284 0,11 1 >0,05 284 2,04 1 >0,05 241 118,6 102 >0,05 112 95,4 91 >0,05 165 95,4 112 >0,05 Išskirtų mikroorganizmų pasiskirstymas į grupes 241 11,1 17 >0,05 112 113,3 13 >0,05 165 12,7 16 >0,05 pagal pasėlių ėmimo priežastį (planinė / neplaninė) Išskirtų mikroorganizmų pasiskirstymas į grupes pagal pasėlių ėmimo priežastį (procedūros vieta VITS / vieta ne VITS) 241 21,9 17 >0,05 112 11,4 13 >0,05 165 19,5 16 >0,05 *Kompiuterinė tomografija, planinė ekstubacija, GFS, operacija, branduolinis magnetinis rezonansas, bronchoskopija ir kitos priežastys. 63
Pirmosios sutapusios poros TONZ-AKT susidarymas reikšmingai asocijavosi su KT tyrimu, kuris buvo atliekamas už VITS ribų (n = 6, 100 proc., SL = 2,1). GFS (n = 2, 100 proc., SL = 2,6) ir FBS (n = 1, 100 proc., SL = 2,2), kurios buvo atliekamos VITS, nevertintos kaip rizikos veiksniai dėl mažo atvejų skaičiaus (3.4.2 lentelė). 3.4.2 lentelė. Pirmųjų porų bei trejetų sudarymas pagal ėminių paėmimo priežastį Priežastis n, proc., SL TONZ-AKT IVPG-AKT TONZ-IVPG- AKT Iš viso Planinis ėminys n 35 9 18 62 proc. 56,5 14,5 29,0 100 SL 0,6 1,0 1,7 Kompiuterinė n 6 0 0 6 tomografija proc. 100 0 0 100 SL 2,1 1,2 1,4 Ekstubacija n 6 2 0 8 proc. 75,0 25,0 0 100 SL 1,0 0,6 1,7 n 0 0 2 2 proc. 0 0 100 100 SL 1,7 0,7 2,6 Operacija n 3 2 1 6 proc. 50,0 33,3 16,7 100 SL 0,4 1,1 0,4 Branduolinis n 0 0 0 0 magnetinis proc. 0 0 0 0 rezonansas SL Fibrobroncho- n 0 1 0 1 skopija proc. 0 100 0 100 SL 1,2 2,2 0,6 Kitos n 4 2 1 7 procedūros proc. 57,1 28,6 14,3 100 SL 0,1 0,8 0,6 Iš viso n 54 16 22 92 proc. 58,7 17,4 58.6 100 *Statistiškai reikšmingi rezultatai paryškinti pilkai, vertinant pagal SL. 64
Iš 62 tirtų ligonių 6 nustatyta HI: 1 atvejis VPNE (TONZ-IVPG-AKT) ir 5 VTB atvejai (TONZ-IVPG-AKT 4, TONZ -AKT 1). VPNE sukėlėjas buvo P. aeruginosa, VTB S. aureus (n = 2), Acinetobacter spp. (n = 1), C. freundii (n = 1) ir Klebsiella spp. (n = 1). Iš 62 tirtų ligonių 4 (6,5 proc.) stebėta imunodeficitinė būklė, antibakteriniais vaistais gydyti 54 (87,1 proc.) pacientai, iš kurių 38 (61,3 proc.) antibakterinė terapija buvo taikoma daugiau nei vienu medikamentu. Apibendrinimas TONZ, IVPG spindžio bei AKT kolonizacijos patogeniniais MO dažnis nebuvo susijęs su aštuoniomis vertintomis priežastimis (planinis ėminio paėmimas, ėminio paėmimas po ligonio nuvežimo į kompiuterinės tomografijos kabinetą, po IV pašalinimo, po GFS procedūros, po operacijos, po BMR tyrimo, po FBS procedūros ar kitų priežasčių); pirmųjų sutapusių porų TONZ-AKT formavimasis reikšmingai siejosi su ligonio nuvežimu į KT kabinetą. 65
4. REZULTATŲ APTARIMAS Remiantis mūsų tyrimo rezultatais, nustatyta, kad bendras kolonizacijos dažnis patogeniniais MO buvo didelis ir tolygus visais periodais. Ankstyvuoju periodu (pirmomis paromis) daugiausia AKT kolonizavo S. aureus ir VKT kolonizuojantys MO, o vėlesniaisiais laikotarpiais AKT reikšmingai kolonizavo APS ir Enterobacteriaceae grupės MO. Dažniausiai AKT kolonizuojančios bakterijos yra: S. aureus, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Acinetobacter spp., E. coli ir Candida spp. Pacientams, kuriems taikoma DPV, kvėpavimo takų kolonizacija nebuvo susijusi su procedūromis ir tyrimais, jų atlikimo vieta ir skubumu. AKT kolonizacijos dažnis svyravo nuo 50 iki 76,6 proc. ir daugiau nei 50 proc. atvejų stebėta didelė kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais MO. Daugeliui tiriamųjų (74,2 proc.) AKT aptikti MO rasti ir TONZ ir (arba) IVPG. Įdomu tai, kad Enterobacteriaceae grupės MO dažniausiai rasti TONZ-IVPG-AKT trejetų grupėje. Galima daryti prielaidą, kad Enterobacteriaceae grupės MO, kolonizuodami TONZ, vėliau išplinta tiek į AKT, tiek ir IVPG. Rečiausiai MO kolonizuotas buvo IVPG, o IVPG-AKT porose nebuvo jokių nefermentuojančių gramneigiamų bakterijų (Pseudomonas spp., Acinetobacter spp., S. maltophilia ir kt.). Labiausiai tikėtina, kad S. aureus ir VKT bakterijų aptikimas IVPG yra dėl užteršimo, siurbiant sekretą ar atliekant kitas manipuliacijas per IV, kadangi VKT bakterijos ir Candida spp. daugeliu atvejų, o S. aureus rečiau buvo nustatomi TONZ-AKT grupėje. Stebint asociaciją tarp didelės kolonizacijos dažnio TONZ ir reikšmingą polinkį formuoti poras TONZ-AKT ir trejetus TONZ-IVPG-AKT, galima teigti, kad TONZ yra pagrindinė MO kolonizacijos vieta, iš kurios vėliau bakterijos išplinta į AKT. AKT kolonizacija gali prasidėti nuo tada, kai IV įvedimo į trachėją ar bet kuriuo metu vėliau [126; 127]. Agvald-Öman ir kt. atliktas tyrimas suaugusiųjų ITS parodė, kad įvairūs mikroorganizmai skirtingais keliais kolonizuoja apatinius kvėpavimo takus (pvz., Pseudomonas ir kitos gramneigiamos nefermentuojančios bakterijos iškart kolonizuoja bronchus, kai prieš tai šis mikrobas dar nebūna kolonizavęs nosiaryklės) [126]. Durairaj ir kt. tyrimas suaugusiųjų ITS parodė, kad per pirmąsias keturias trachėjos intubacijos dienas trachėją kolonizuojančių mikroorganizmų skaičius reikšmingai nekinta, tačiau ilgesnio intubacijos periodo trachėjos kolonizacija mikroorganizmais nebuvo tirta [128]. Mūsų tyrimo duomeninis, AKT kolonizacija prasideda nuo pirmųjų IV įvedimo į trachėją dienų. Sreeramoju ir kt. tyrimas kardiochirurgijos ITS (tyrime dalyvavo ir vaikai) parodė, kad trachėjos kolonizacija gramneigiamais MO koreliuoja su VPNE ir kitų lokalizacijų HI dažniu [129]. Lanotte ir kt. įrodė, kad trachėją kolonizuojančių mikro- 66
organizmų stebėjimas padeda išvengti VPNE [130]. Kiti autoriai tyrinėjo žarnyną kolonizuojančių MO patekimo į trachėją ir AKT kelius dirbtinai ventiliuojamų ligonių per IV ir per tracheostomą, AKT kolonizacijos skirtumus [131]. Tačiau išsamių darbų, kurie tirtų intubuotų vaikų kvėpavimo takų kolonizaciją patogeniniais MO, nėra. Nors, diegiant profilaktines VPNE priemones, rizika susirgti šia patologija ir mažėja, tačiau sergamumas vis tiek išlieka. KK VITS Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministro įsakymu nustatyta tvarka nuo 2009 m. sausio 1 d. dalyvauja HI epidemiologinėje priežiūroje [121]. 2006 2007 m. VITS buvo įdiegtas HI profilaktikos priemonių paketas (skyriaus darbuotojų mokymas apie VPNE prievenciją ir ligonių kasdienės priežiūros korekcijos, pagal įrodymais pagrįstas rekomendacijas, grįžtamojo ryšio komunikacija su VITS personalu pointervenciniu periodu, naujų priežiūros protokolų sukūrimas). Po šių priemonių priėmimo stebėtas žymus VPNE atvejų sumažėjimas (nuo 21,8 iki 8,8 atvejų 1000-čiui ventiliacijos dienų) [132]. Tęsiant personalo mokymą ir diegiant papildomas profilaktikos priemones (galvos pakėlimas 30 45, kasdienis slopinimo ir atjunkymo nuo DPV įvertinimas, išsamus burnos higienos protokolas, periodinis skrandžio liekamojo turinio įvertinimas, IV manžetės spaudimo palaikymas 20 30 cm/h 2 O ribose, stresinių opų profilaktika, periodinis DPV kontūrų drėgmės kaupimosi įvertinimas ir kondensato pašalinimas ir kasmetis profilaktikos priemonių įvertinimas), stebėtas VPNE sumažėjimas iki 2,0 atvejų 1000-čiui ventiliacijos dienų (2012 m. duomenys pateikti INICC registrui) [44]. Visos, anksčiau išvardytos, VTB ir VPNE profilaktikos priemonės įdiegtos prieš pradedant šį mokslinį tyrimą. Sukurtos profilaktinės VPNE priemonės yra bendros ir ne visada gali būti tinkamai panaudotos vaikams. Tad daugelio autorių, kurie nagrinėjo VPNE vaikų populiacijoje, išvadomis, reikalingos išsamesnės studijos, tobulinant ar kuriant naujus HI profilaktikos paketus [8; 50; 56; 61; 66; 75; 76]. Šio tyrimo metu AKT buvo kolonizuojami daugiau nei 50 proc. atvejų jau pirmuoju periodu (1 3 dieną) ir tolesnė AKT kolonizacija bėgant laikui išliko pastovi. Dviem trečdaliams atvejų formuojant poras ir trejetus (TONZ-AKT, IVPG-AKT ir TONZ-IVPG-AKT) stebėta monomikrobinė kolonizacija ir ji išliko pastovi visais laikotarpiais. Tokiu atveju galima sutikti su Berdal ir kt. [127], kurie teigia, kad, išskyrus mikroorganizmą iš nosiaryklės, galima planuoti empirinę antibiotikų terapiją ITS ligoniams, kuriems yra diagnozuota VPNE. Tačiau likusį trečdalį atvejų, formuojant poras ir trejetus, sudarė polimikrobinė flora su įvairiomis MO kombinacijomis. Todėl teigti, kad pagal TONZ išaugintus MO galima planuoti antibakterinę VPNE terapiją, būtų klaidinga. Išgyvenamumo analizės metodo pritaikymas AKT kolonizacijos laikui įvertinti parodė, kad Candida spp. pasiekia AKT iš TONZ 0,83 4,98 dieną, 67
APS grupės bakterijos 5,25 15,64 dieną ir Enterobacteriaceae grupės bakterijos 2,25 4,75 dieną. Didžiausia tikimybė, kad Candida spp. patenka į AKT nuo TONZ trachėjos intubacijos metu. Tą patvirtina gana trumpas Candida spp. kolonizacijos laikas ir IVPG-AKT grupėje 1,52 3,48 dienos. TONZ-AKT grupėje S. aureus kolonizacijos laikas taip pat labai trumpas 0,88 2,40 dienos. Labiausiai tikėtina, kad Candida spp. ir S. aureus pradeda kolonizuoti AKT nuo pat IV įkišimo į trachėją pradžios. Po to seka kolonizacija Enterobacteriaceae grupės bakterijomis 2,25 4,75 dieną arba VKT kolonizuojančiomis bakterijomis 1,56 5,94 dieną. Atkreiptinas dėmesys, kad šiame tyrime į VKT klonizuojančių bakterijų grupę įtraukti įvairūs β hemoliziniai streptokokai (ne tik A grupės) bei E. corrodens, kurie randami burnos ertmėje. Gana vėlyvas S. aureus radimas IVPG-AKT grupėje (2,32 10,18 dieną) bei TONZ-IVPG-AKT grupėje (3,16 6,34 dieną) sietinas su IV proksimalinio galo vidinės sienelės tarša iš TONZ, ar kai mikroorganizmas patenka, išsiurbiant gleives iš AKT. Patogenų kolonizacijos dažnis, sudarant pirmąsias sutapusias poras ir trejetus pagal aštuonias pasirinktinas procedūras parodė, kad TONZ-AKT kolonizacija yra susijusi su ligonio transportavimu iš VITS, atliekant KT tyrimą. Tai gali būti siejama su padidėjusia burnaryklės sekreto aspiracijos rizika šalia IV manžetės ligonio transportavimo metu, kada didėja IV paslankumas judinant ligonį bei atjungiant IV nuo DPV aparato, perkėlimo metu (iš lovos ant transportinių ratų, nuo transportinių ratų ant KT gulto ir atvirkščiai). Literatūroje vyksta diskusija apie AKT kolonizacijos svarbą intubuotiems pacientams, kurie yra gydomi ITS [13; 16; 38]. Kolonizacija, VTB ir VPNE tikėtina yra vieno proceso sudedamosios dalys[13; 32]. Šioje studijoje diagnozuota tik 1 VPNE ir 5 VTB atvejai. VPNE atitiko visus diagnostikos kriterijus, o tik 1 iš 5 diagnozuotų VTB atvejų kriterijai atitiko Craven ir kt. aprašytus kriterijus. Šis neatitikimas stebėtas dėl to, kad diagnozuojant VTB neatsižvelgta į kiekybinius diagnostikos kriterijus[16; 38; 133]. Ne visada teigiamas ėminio iš AKT rezultatas yra lydimas VPNE. Hamid ir kt. su bendraautoriais nurodo, kad tik 60 proc. ligonių, kuriems BAL pasėlio rezultatas buvo teigiamas, išsivystė VPNE [62]. Kusahara ir kt. nurodo, kad apatinių kvėpavimo takų kolonizacija svyruoja nuo 56,2 iki 62 proc. [72]. Srinivasan ir kt. tyrimo duomenimis, iš AKT išaugintų mikroorganizmų, paimtų BAL metodu, dažnis sudaro 59 proc.[68]. Mūsų tyrimo duomenimis, MO iš AKT augimo dažnis buvo panašus 58,2 proc. Dažniausiai analizuojami ir minimi šie vaikų VPNE rizikos veiksniai: DPV laikas [47; 62; 77], skubi ar pakartotinė trachėjos intubacija [50; 62; 75; 77], enterinis maitinimas [50; 51; 71], kvėpavimą slopinantys medikamentai [51; 62; 71]. Atskirų autorių duomenimis, reikšmingos įtakos VPNE išsivystymui gali 68
turėti chirurginės intervencijos [51], mažesnis nei vienų metų amžius [67], gydymas gliukokortikoidais [75], visiškas parenterinis maitinimas, užsitęsęs širdies ir kvėpavimo nepakankamumas ir savaiminis atsitiktinis IV pašalinimas [61]. Mūsų tyrime ieškota kitų apatinių kvėpavimo takų kolonizaciją lemiančių veiksnių (papildomi ligonio tyrimai, procedūros ar tyrimo atlikimo vieta, planinė ar skubi procedūra), tačiau jau vienaveiksmė analizė parodė, kad nė vienas šių veiksnių nebuvo reikšmingas. Tačiau pirmosios sutapusios poros TONZ-AKT susidarymas reikšmingai asocijavosi su KT tyrimu, kuris buvo atliekamas už VITS ribų (n = 6, 100 proc., SL = 2,1). Tai galima paaiškinti su transportavimo metu sietina mikroaspiracija į AKT (ligonio perkėlimas ant transportinių ratų, KT gulto, tinkamos padėties ieškojimas, IV mikrojudesiai, manžetės slėgio pokyčiai ir pan.) Intubacijos trukmė reikšmingai veikė tiek bendrą, tiek atskirų mikroorganizmų kolonizacijos dažnį. Nors DPV ir trachėjos intubacijos trukmė yra žinomi VPNE rizikos veiksniai, mūsų tyrimas parodė, kad laikas neturėjo reikšmingos įtakos apatinių kvėpavimo takų kolonizacijai. Laikas didino tik IVPG spindžio kolonizacijos dažnį ir didžiausias buvo 4 9 paromis. Kol kas lieka neaišku, kodėl intubacijos trukmė didina VPNE riziką, jei kolonizacijos dažnis AKT reikšmingai nekinta DPV metu. Galbūt turi reikšmės tik atskirų bakterijų patekimas į AKT, nes jos ilgainiui ir sukelia infekcinį procesą. Dažniausios AKT kolonizuojančios bakterijos mūsų tyrime nesiskyrė nuo literatūroje nurodomų P. aeruginosa, S. aureus, Acinetobacter spp., K. pneumoniae ir E. coli [47; 48; 50; 51; 53; 62; 69; 77]. Literatūros duomenimis, ankstyvuoju (<5 dienų nuo intubacijos pradžios) periodu labiausiai tikėtini VPNE sukėlėjai yra S. pneumoniae ir H. influenzae, o vėlyvuoju periodu (> 5 dienų nuo intubacijos pradžios) S. aureus, P. aeruginosa, Acinetobacter spp. ir K. pneumoniae [74;126]. Mūsų tyrimo duomenimis, jau ankstyvuoju laikotarpiu šalia įprastinės aukščiau minėtos VKT floros buvo stebimas reikšmingas Candida spp. ir S. aureus augimas. Šių ir K. pneumoniae mikroorganizmų augimo dažnis buvo statistiškai reikšmingas ir vėlyvuoju laikotarpiu, kai taip pat buvo išskirta Acinetobacter spp., P. aeruginosa, S. maltophilia ir E. faecalis. Suaugusiųjų intensyviosios terapijos skyriuje atliktas tyrimas parodė, kad kolonizacija vyksta tiek aspiruojant mikroorganizmus iš skrandžio, kai tos pačios rūšies MO buvo išauginta iš skrandžio ir apatinių kvėpavimo takų ėminių, tiek MO patenkant į kvėpavimo takus tiesiogiai [126]. 69
Apibendrinimas Procedūros metu ( pvz., skubi ar planinė intubacija) galimas tiesioginis MO patekimas gilyn į AKT. Tokiu atveju kolonizacija AKT prasideda nuo pirmųjų IV įvedimo į trachėją dienų ir labiausiai tikėta, kad ją sąlygos S. aureus, Candida spp. bei VKT kolonizuojantys MO. Burnos ertmės aseptika intubacijos metu turėtų sumažinti tokios kolonizacijos tikimybę. Ankstyvajame periode MO į AKT gali patekti ir aspiruojant sekretą šalia IV esant manžetės nesandarumui iš VKT. To išvada dažniausiai AKT tokiu atveju kolonizuos Enterobacteriaceae grupės bakterijomis, Acinetobacter spp. Vėlesniajame periode MO AKT kolonizuoja patekdami IV spindį, formuodami bioplėveles ir joms patenkant gilyn į AKT procedūrų metu (pvz., siurbiant sekretą iš IV), taikant didelio slėgio DPV ar keičiant ligonio padėtį. VPNE profilaktikos priemonės papildomai turėtų būti siejamos su IV manžetės slėgio kontrole, naujomis IV antibakterinėmis medžiagomis ir STSD (4.1 pav.). 4.1 pav. Bakterijų kolonizavimo, išplitimo keliai bei priemonės, mažinančios AKT kolonizavimą 70
IŠVADOS 1. Bendras kolonizacijos mikroorganizmais dažnis nuo TONZ ir AKT buvo didelis ir tolygus visais DPV laikotarpiais, o nuo IVPG išsiskyrė, stebint mažiausią dažnį 1 3 dieną, o didžiausią 4 6 dienomis. 2. Atskirų mikroorganizmų augimo dažnis buvo tolygus visais laikotarpiais nuo TONZ ir IVPG, o AKT mikroorganizmai augo netolygiai: pirmuoju laikotarpiu (1 3 d.) dažniausiai išaugintas S.aureus, rečiau H. influenzae, Klebsiella spp., Moraxella spp. ir rečiausiai augo S. pneumoniae. Vėlesniais laikotarpiais reikšmingiausia buvo APS grupės mikroorganizmų kolonizacija. 3. Daugumai tiriamųjų (74,2 proc.) buvo nustatyti sutapusių AKT ir kitos lokalizacijos (TONZ ir (arba) IVPG spindžio) MO atvejai. Dažniausiai sutapusias poras arba trejetus formavo S. aureus, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Acinetobacter spp., E. coli ir Candida spp. 4. Bendras vidutinis AKT kolonizacijos laikas buvo trumpiausias Candida spp. ir VKT kolonizuojančių bakterijų, po jų kolonijas formuodavo S. aureus ir Enterobacteriaceae grupės MO. APS grupės kolonizacijos laikas buvo ilgiausias. 5. Dirbtinai ventiliuojamų ligonių kvėpavimo takų kolonizacija nebuvo susijusi su procedūromis ir tyrimais, jų atlikimo vieta ir skubumu. Tik pirmųjų sutapusių porų TONZ-AKT formavimasis reikšmingai siejosi su KT tyrimu. 71
PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS Remdamiesi mūsų tyrimo rezultatais, lygindami juos su literatūroje aprašomų tyrimų duomenimis, suformulavome šias rekomendacijas, į kurias tikslinga atsižvelgti, norint sumažinti MO kolonizaciją AKT ir taip išvengti ir (arba) sumažinti VPNE. Tęsiant anksčiau patvirtintas ir įgyvendintas VPNE profilaktikos priemones VITS [59]: 1. Rankų higienos svarbos akcentavimas ir gerinimas. 2. Darbuotojų mokymas apie VPNE epidemiologiją ir infekcijų kontrolės priemones, skatinant darbuotojus šias priemones įgyvendinti. 3. DPV kontūrų kuo retesnis keitimas, nebent jie akivaizdžiai užteršti arba trikdo DPV aparato darbą. 4. Kondensato, susikaupusio DPV kontūre, nudrenavimas ir savalaikis išpylimas, siekiant išvengti jo nutekėjimo į IV. 5. Nesterilių vienkartinių pirštinių dėvėjimas, išpilant kondensatą iš kontūrų bei kontakto su skysčiais atveju. 6. Susikaupusio sekreto išsiurbimas iš nosiaryklės (nasopharynx) ir gerklinės ryklės (hypopharynx) dalies prieš intubacinio vamzdelio manžetės atleidimą, prieš ekstubaciją, prieš ligonio padėties pakeitimą ir prieš sekreto išsiurbimą iš intubacinio vamzdelio. 7. Kuo greitesnis intubacinio vamzdelio, tracheostominio vamzdelio ir maitinamojo zondo šalinimas. 8. Ligonio lovos galvūgalio pakėlimas 30 45 kampu, esant didelei aspiracijos rizikai (pvz., pacientas dirbtinai ventiliuojamas ir (arba) skiriamas enterinis maitinimas), jei nėra kontraindikuotina (pvz., stuburo trauma arba sunki galvos smegenų trauma). 9. Reguliarus (apibrėžtais laiko intervalais) maitinamojo zondo įvedimo gylio tikrinimas. 10. Reguliaraus skrandžio rūgštingumą mažinančių preparatų skyrimo atsisakymas dirbtinai ventiliuojamiems ligoniams. 11. Pakartotinės intubacijos vengimas dirbtinai ventiliuojamiems ligoniams. 12. Burnos priežiūra (valymas antiseptine medžiaga) ligoniams, kuriems yra didelė hospitalinės pneumonijos rizika. 13. Burnos valymas dantų šepetėliu intubuotiems ligoniams pagal patvirtintą metodiką. Rekomenduojame papildyti: 14. Skubios ar planinės intubacijos metu, prieš įkišant IV gilyn į trachėją, gerai išsiurbti susikaupusį sekretą iš nosiaryklės ir burnaryklės bei 72
dezinfekuoti burnaryklę aerozoliniu 0,05 0,1 proc. chlorheksidino vandeniniu tirpalu, išlaikant 3 min. ekspoziciją. Esant reikalui, taikyti DPV, naudojant kaukę ir savaime prisipildantį (Ambu) maišą. 15. Kai numatoma ilgalaikė (daugiau 72 val.) DPV, norint išvengti bioplėvelių formavimosi, taikyti IV impregnuotus antibakterinėmis medžiagomis ( pvz., sidabru) ar taikyti mechaninį IV valymą (specialūs šepetėliai ir kitos priemonės skirtos mechaniniam valymui). 16. Kai numatoma ilgalaikė (daugiau nei 72 val.) DPV, norint sumažinti sekreto pratekėjimą šalia IV žemyn į AKT, naudoti IV, turinčius manžetę iš poliuretano bei taikyti pastovų ar pertraukiamą STSD. 17. Kai numatoma ilgalaikė (daugiau nei 72 val.) DPV, norint sumažinti bioplėvelių formavimąsi, taikyti Trendelenburgo poziciją, nuleidžiant galvūgalį 5-10 kampu. 18. Kuo mažiau judinti pacientą su IV (lova KT stalas lova), atsisakant perkėlimo ant transportavimo ratų. 19. Atliekant bet kokią procedūrą, kurios metu yra judinamas pacientas ar keičiama jo pozicija, naudoti trumpalaikį (iki 3 min.) slėgio IV manžetėje padidinimą (iki 60 mmh 2 O). 73
LITERATŪROS SĄRAŠAS 1. Gurskis V, Ašembergienė J, Kėvalas R, Miciulevičienė J, Pavilonis A, Valintėlienė R, et al. Reduction of nosocomial infections and mortality attributable to nosocomial infections in pediatric intensive care units in Lithuania. Medicina (Kaunas) 2009;45(3):203-13. 2. Raymond J, Aujard Y, the European Study Group. Nosocomial infections in pediatric patients: a European, multicenter prospective study. Infect Control and Hosp Epidemiol 2000;21:260-3. 3. Richards MJ, Edwards JR, Culver DH, Gaynes RP. Nosocomial infections in medical intensive care units in the United States. National Nosocomial Infections Surveillance System. Crit Care Med 1999; 27(5):887-92. 4. Stover BH, Shulman ST, Bratcher DF, Brady MT, Levine GL, Jarvis WR, et al. Nosocomial infection rates in US children s hospitals neonatal and pediatric intensive care units. Am J Infect Control 2006; 29(3):152-7. 5. Wenzel RP, Bearman G, Brewer T, Butzler J-P. A guide to infection control in the hospital. 4th ed. Boston: International Society for Infectious Disesases; 2008. 6. Countries or areas committed to address health care-associated infection. 9-9-2017. http://www.who.int/gpsc/statements/countries/ en/. 7. Jakab Z. Presentation Prevention of health-care-associated infections (HAI) and antimicrobial resistance (AMR) in Europe. 11-9-2017. http: //www.euro.who.int/en/about-us/regional-director/speeches-and-pre sentations-by-year/2010/presentation-prevention-of-health-care-asso ciated-infections-hai-and-antimicrobial-resistance-amr-in-europe. 8. Healthcare-associated infections in European hospitals. 11-2-2017. https://ecdc.europa.eu/en/publications-data/healthcare-associatedinfections-european-hospitals. 9. Ašembergienė J, Gurskis V, Kėvalas R, Valintėlienė R. Nosocomial infections in the pediatric intensive care units in Lithuania. Medicina (Kaunas) 2009;45(1):29-36. 10. A report from the NNIS System. National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) System Report, data summary from January 1992 through June 2004, issued October 2004. Am J Infect Control 32, 470-85. 2004. 11. Gastmeier P, Geffers C, Brandt C, Zuschneid I, Sohr D, Schwab F, et al. Effectiveness of a nationwide nosocomial infection surveillance 74
system for reducing nosocomial infections. J Hosp Infect 2006;64(1): 16-22. 12. Rosenthal VD, Maki DG, Mehta A, Alvarez-Moreno C, Leblebicioglu H, Higuera F, et al. International Nosocomial Infection Control Consortium report, data summary for 2002-2007, issued January 2008. Am J Infect Control 2008;36(9):627-37. 13. Craven DE, Hjalmarson KI. Ventilator-associated tracheobronchitis and pneumonia: thinking outside the box. Clin Infect Dis 2010 Aug 1;51 Suppl 1:S59-S66. 14. Gibbs K, Holzman IR. Endotracheal Tube: Friend or Foe? Bacteria, the Endotracheal Tube, and the Impact of Colonization and Infection. Seminars in Perinatology 2012 Dec;36(6)( 6):454-61. 15. Girou E, Buu-Hoi A, Stephan F, Novara A, Gutmann L, Safar M, et al. Airway colonisation in long-term mechanically ventilated patients. Effect of semi-recumbent position and continuous subglottic suctioning. Intensive Care Med 2004 Feb;30(2):225-33. 16. Palmer LB. Ventilator-associated infection. Curr Opin Pulm Med 2009 May;15(3):230-5. 17. Vandecandelaere I, Matthijs N, Van NF, Deforce D, Vosters P, De BL, et al. Assessment of microbial diversity in biofilms recovered from endotracheal tubes using culture dependent and independent approaches. PLoS One 2012;7(6):e38401. 18. Pavilonis A. Klinikinė Mikrobiologija: vadovėlis. 100-112. 2006. KMU leidykla, 2006.-920p. Ref Type: Serial (Book,Monograph) 19. Pan Y, Du L, Ai Q, Song S, Tang X, Zhu D, et al. Microbial investigations in throat swab and tracheal aspirate specimens are beneficial to predict the corresponding endotracheal tube biofilm flora among intubated neonates with ventilator-associated pneumonia. Exp Ther Med 2017 Aug;14(2):1450-8. 20. Adair CG, Gorman SP, Feron BM, Byers LM, Jones DS, Goldsmith CE, et al. Implications of endotracheal tube biofilm for ventilatorassociated pneumonia. Intensive Care Med 1999 Oct;25(10):1072-6. 21. Siegel SJ, Weiser JN. Mechanisms of Bacterial Colonization of the Respiratory Tract. Annu Rev Microbiol 2015;69:425-44. 22. Bosch AA, Biesbroek G, Trzcinski K, Sanders EA, Bogaert D. Viral and bacterial interactions in the upper respiratory tract. PLoS Pathog 2013 Jan;9(1):e1003057. 23. Margolis E, Yates A, Levin BR. The ecology of nasal colonization of Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae and Staphylococcus aureus: the role of competition and interactions with host s immune response. BMC Microbiol 2010 Feb 23;10:59. 75
24. Murphy TF, Bakaletz LO, Smeesters PR. Microbial interactions in the respiratory tract. Pediatr Infect Dis J 2009 Oct;28 (10 Suppl): S121- S126. 25. Albrich WC, Madhi SA, Adrian PV, van NN, Mareletsi T, Cutland C, et al. Use of a rapid test of pneumococcal colonization density to diagnose pneumococcal pneumonia. Clin Infect Dis 2012 Mar 1;54(5): 601-9. 26. Chi YC, Rahkola JT, Kendrick AA, Holliday MJ, Paukovich N, Roberts TS, et al. Streptococcus pneumoniae IgA1 protease: A metalloprotease that can catalyze in a split manner in vitro. Protein Sci 2017 Mar;26(3):600-10. 27. Murphy TF, Kirkham C, Gallo MC, Yang Y, Wilding GE, Pettigrew MM. IgA Protease Variants Facilitate Intracellular Survival in Epithelial Cells by Nontypeable Haemophilus influenzae that Persist in the Human Respiratory Tract in COPD. J Infect Dis 2017 Sep 15. 28. Brugman S, Perdijk O, van Neerven RJ, Savelkoul HF. Mucosal Immune Development in Early Life: Setting the Stage. Arch Immunol Ther Exp (Warsz ) 2015 Aug;63(4):251-68. 29. Nazzari E, Torretta S, Pignataro L, Marchisio P, Esposito S. Role of biofilm in children with recurrent upper respiratory tract infections. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2015 Mar;34(3):421-9. 30. Bogaert D, De GR, Hermans PW. Streptococcus pneumoniae colonisation: the key to pneumococcal disease. Lancet Infect Dis 2004 Mar; 4(3):144-54. 31. Tamma PD, Turnbull AE, Milstone AM, Lehmann CU, Sydnor ER, Cosgrove SE. Ventilator-associated tracheitis in children: does antibiotic duration matter? Clin Infect Dis 2011 Jun;52(11):1324-31. 32. Craven DE, Lei Y, Ruthazer R, Sarwar A, Hudcova J. Incidence and outcomes of ventilator-associated tracheobronchitis and pneumonia. Am J Med 2013 Jun;126(6):542-9. 33. Yu Y, Zhu C, Liu C, Gao Y. How to remove the grey area between ventilator-associated pneumonia and ventilator-associated tracheabronchitis? Crit Care 2017 Jul 8;21(1):165. 34. Muszynski JA, Sartori J, Steele L, Frost R, Wang W, Khan N, et al. Multidisciplinary quality improvement initiative to reduce ventilatorassociated tracheobronchitis in the PICU. Pediatr Crit Care Med 2013 Jun;14(5):533-8. 35. Simpson VS, Bailey A, Higgerson RA, Christie LM. Ventilatorassociated tracheobronchitis in a mixed medical/surgical pediatric ICU. Chest 2013 Jul;144(1):32-8. 76
36. Agrafiotis M, Siempos II, Falagas ME. Frequency, prevention, outcome and treatment of ventilator-associated tracheobronchitis: systematic review and meta-analysis. Respir Med 2010 Mar;104(3):325-36. 37. Rea-Neto A, Youssef NC, Tuche F, Brunkhorst F, Ranieri VM, Reinhart K, et al. Diagnosis of ventilator-associated pneumonia: a systematic review of the literature. Crit Care 2008;12(2):R56. 38. Craven DE, Hudcova J, Lei Y. Diagnosis of ventilator-associated respiratory infections (VARI): microbiologic clues for tracheobronchitis (VAT) and pneumonia (VAP). Clin Chest Med 2011 Sep;32(3):547-57. 39. Centers for Disease Control and Prevention. Guidelines for preventing health-care-associated pneumonia 2015. http://www.cdc.gov/nhsn/ pdfs/pscmanual/6pscvapcurrent.pdf. 40. Agbaht K, Diaz E, Munoz E, Gomez F, Depuydt PO, Blot SI, et al. Bacteremia in patients with ventilator-associated pneumonia is associated with increased mortality: a study comparing bacteremic vs. nonbacteremic ventilator-associated pneumonia. Crit Care Med 2007; 35(9):2064-70. 41. Asembergienė J, Valinteliene R. Hospitalinių infekcijų ir jų rizikos veiksnių paplitimas Lietuvos ligoninių intensyviosios terapijos skyriuose. Visuomenės sveikata 2004;4(27):19-24. 42. Augustyn B. Ventilator-associated pneumonia: risk factors and prevention. Crit Care Nurse 2007;27(4):32-6. 43. Flanders SA, Collard HR, Saint S. Nosocomial pneumonia: state of the science. Am J Infect Control 2006;34(2):84-93. 44. Rosenthal VD, Al-Abdely HM, El-Kholy AA, AlKhawaja SA, Leblebicioglu H, Mehta Y, et al. International Nosocomial Infection Control Consortium report, data summary of 50 countries for 2010-2015: Device-associated module. Am J Infect Control 2016 Oct 11. 45. Spelman DW. Hospital-acquired infections. Med J Aust 2002; 176(6): 286-91. 46. Liu B, Li SQ, Zhang SM, Xu P, Zhang X, Zhang YH, et al. Risk factors of ventilator-associated pneumonia in pediatric intensive care unit: a systematic review and meta-analysis. J Thorac Dis 2013 Aug; 5(4):525-31. 47. Tang CW, Liu PY, Huang YF, Pan JY, Lee SS, Hsieh KS, et al. Ventilator-associated pneumonia after pediatric cardiac surgery in southern Taiwan. J Microbiol Immunol Infect 2009 Oct;42(5):413-9. 48. Becerra MR, Tantalean JA, Suarez VJ, Alvarado MC, Candela JL, Urcia FC. Epidemiologic surveillance of nosocomial infections in a 77
Pediatric Intensive Care Unit of a developing country. BMC Pediatr 2010;10:66. 49. Rasslan O, Seliem ZS, Ghazi IA, El Sabour MA, El Kholy AA, Sadeq FM, et al. Device-associated infection rates in adult and pediatric intensive care units of hospitals in Egypt. International Nosocomial Infection Control Consortium (INICC) findings. J Infect Public Health 2012 Dec;5(6):394-402. 50. Patria MF, Chidini G, Ughi L, Montani C, Prandi E, Galeone C, et al. Ventilator-associated pneumonia in an Italian pediatric intensive care unit: a prospective study. World J Pediatr 2013 Nov;9(4):365-8. 51. Srinivasan R, Asselin J, Gildengorin G, Wiener-Kronish J, Flori HR. A prospective study of ventilator-associated pneumonia in children. Pediatrics 2009 Apr;123(4):1108-15. 52. Bigham MT, Amato R, Bondurrant P, Fridriksson J, Krawczeski CD, Raake J, et al. Ventilator-associated pneumonia in the pediatric intensive care unit: characterizing the problem and implementing a sustainable solution. J Pediatr 2009 Apr;154(4):582-7. 53. Morrow BM, Argent AC, Jeena PM, Green RJ. Guideline for the diagnosis, prevention and treatment of paediatric ventilator-associated pneumonia. S Afr Med J 2009 Apr;99(4 Pt 2):255-67. 54. Rosenthal VD, Alvarez-Moreno C, Villamil-Gomez W, Singh S, Ramachandran B, Navoa-Ng JA, et al. Effectiveness of a multidimensional approach to reduce ventilator-associated pneumonia in pediatric intensive care units of 5 developing countries: International Nosocomial Infection Control Consortium findings. American journal of infection control 2012;40(6):497-501. 55. Cai XF, Sun JM, Bao LS, Li WB. Risk factors and antibiotic resistance of pneumonia caused by multidrug resistant Acinetobacter baumannii in pediatric intensive care unit. World J Emerg Med 2012;3(3): 202-7. 56. Roeleveld PP, Guijt D, Kuijper EJ, Hazekamp MG, de Wilde RB, de JE. Ventilator-associated pneumonia in children after cardiac surgery in The Netherlands. Intensive Care Med 2011 Oct;37(10):1656-63. 57. Sharma H, Singh D, Pooni P, Mohan U. A study of profile of ventilator-associated pneumonia in children in Punjab. J Trop Pediatr 2009 Dec;55(6):393-5. 58. Venkatachalam V, Hendley JO, Willson DF. The diagnostic dilemma of ventilator-associated pneumonia in critically ill children. Pediatr Crit Care Med 2011 May;12(3):286-96. 78
59. Gurskis V. Sergamumas hospitalinėmis infekcijomis bei mirštamumas nuo jų Lietuvos VITS 2009.Disertacija. https://www.repository. lsmuni.lt/handle/1/60167 60. Matsuno AK, Carlotti AP. Role of soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1 for diagnosing ventilator-associated pneumonia after cardiac surgery: an observational study.bmc Cardiovasc Disord 2013;13:107. 61. Shaath GA, Jijeh A, Faruqui F, Bullard L, Mehmood A, Kabbani MS. Ventilator-Associated Pneumonia in Children After Cardiac Surgery. Pediatr Cardiol 2013 Nov 21. 62. Hamid MH, Malik MA, Masood J, Zia A, Ahmad TM. Ventilatorassociated pneumonia in children. J Coll Physicians Surg Pak 2012 Mar;22(3):155-8. 63. Taira BR, Fenton KE, Lee TK, Meng H, McCormack JE, Huang E, et al. Ventilator-associated pneumonia in pediatric trauma patients. Pediatr Crit Care Med 2009 Jul;10(4):491-4. 64. Sachdev A, Chugh K, Sethi M, Gupta D, Wattal C, Menon G. Clinical Pulmonary Infection Score to diagnose ventilator-associated pneumonia in children. Indian Pediatr 2011 Dec;48(12):949-54. 65. Samransamruajkit R, Jirapaiboonsuk S, Siritantiwat S, Tungsrijitdee O, Deerojanawong J, Sritippayawan S, et al. Effect of frequency of ventilator circuit changes (3 vs 7 days) on the rate of ventilatorassociated pneumonia in PICU. J Crit Care 2010 Mar;25(1):56-61. 66. Hsieh TC, Hsia SH, Wu CT, Lin TY, Chang CC, Wong KS. Frequency of ventilator-associated pneumonia with 3-day versus 7-day ventilator circuit changes.pediatr Neonatol 2010 Feb;51(1):37-43. 67. Jacomo AD, Carmona F, Matsuno AK, Manso PH, Carlotti AP. Effect of oral hygiene with 0.12% chlorhexidine gluconate on the incidence of nosocomial pneumonia in children undergoing cardiac surgery.infect Control Hosp Epidemiol 2011 Jun;32(6):591-6. 68. Srinivasan R, Song Y, Wiener-Kronish J, Flori HR. Plasminogen activation inhibitor concentrations in bronchoalveolar lavage fluid distinguishes ventilator-associated pneumonia from colonization in mechanically ventilated pediatric patients.pediatr Crit Care Med 2011 Jan;12(1):21-7. 69. Duenas L, Bran de CA, Rosenthal VD, Jesus ML. Device-associated infections rates in pediatrics and neonatal intensive care units in El Salvador: findings of the INICC. J Infect Dev Ctries 2011 Jun;5(6): 445-51. 79
70. Ning BT, Zhang CM, Liu T, Ye S, Yang ZH, Chen ZJ. Pathogenic analysis of sputum from ventilator-associated pneumonia in a pediatric intensive care unit.exp Ther Med 2013 Jan;5(1):367-71. 71. Gautam A, Ganu SS, Tegg OJ, Andresen DN, Wilkins BH, Schell DN. Ventilator-associated pneumonia in a tertiary paediatric intensive care unit: a 1-year prospective observational study.crit Care Resusc 2012 Dec;14(4):283-9. 72. Kusahara DM, Peterlini MA, Pedreira ML. Oral care with 0.12% chlorhexidine for the prevention of ventilator-associated pneumonia in critically ill children: randomised, controlled and double blind trial.int J Nurs Stud 2012 Nov;49(11):1354-63. 73. Morinec J, Iacaboni J, McNett M. Risk factors and interventions for ventilator-associated pneumonia in pediatric patients. J Pediatr Nurs 2012 Oct;27(5):435-42. 74. Said AS, Abd-Elaziz MM, Farid MM, Abd-ElFattah MA, Abdel- Monim MT, Doctor A. Evolution of surfactant protein-d levels in children with ventilator-associated pneumonia.pediatr Pulmonol 2012 Mar;47(3):292-9. 75. Huang WY, Lee MS, Lee CH, Tsao LY, Chiu HY. Risk Factors and Outcomes of Ventilator-Associated Pneumonia in Children without Pneumonia on Admission.224. 76. Sebastian MR, Lodha R, Kapil A, Kabra SK. Oral mucosal decontamination with chlorhexidine for the prevention of ventilator-associated Pneumonia in children randomized, controlled trial. Pediatric critical care medicine 2012;13(5):e305-e310. 77. Awasthi S, Tahazzul M, Ambast A, Govil YC, Jain A. Longer duration of mechanical ventilation was found to be associated with ventilator-associated pneumonia in children aged 1 month to 12 years in India.J Clin Epidemiol 2013 Jan;66(1):62-6. 78. Rogers AD, Deal C, Argent AC, Hudson DA, Rode H. Ventilator associated pneumonia in major paediatric burns.burns 2014 Jan 24. 79. Perkins SD, Woeltje KF, Angenent LT. Endotracheal tube biofilm inoculation of oral flora and subsequent colonization of opportunistic pathogens. Int J Med Microbiol 2010 Nov;300(7):503-11. 80. Haas CF, Eakin RM, Konkle MA, Blank R. Endotracheal tubes: old and new.respir Care 2014 Jun;59(6):933-52. 81. Ferreira TO, Koto RY, Leite GF, Klautau GB, Nigro S, Silva CB, et al. Microbial investigation of biofilms recovered from endotracheal tubes using sonication in intensive care unit pediatric patients.braz J Infect Dis 2016 Sep;20(5):468-75. 80
82. Danin PE, Girou E, Legrand P, Louis B, Fodil R, Christov C, et al. Description and microbiology of endotracheal tube biofilm in mechanically ventilated subjects. Respir Care 2015 Jan;60(1):21-9. 83. Deem S, Treggiari MM. New endotracheal tubes designed to prevent ventilator-associated pneumonia: do they make a difference? Respir Care 2010 Aug;55(8):1046-55. 84. Wu IH, Tsai MH, Lai MY, Hsu LF, Chiang MC, Lien R, et al. Incidence, clinical features, and implications on outcomes of neonatal late-onset sepsis with concurrent infectious focus.bmc Infect Dis 2017 Jul 3;17(1):465. 85. Gurskis V, Stirbienė I, Kėvalas R, Vitkauskienė A, Dagys A, Grinkevičiūtė D, et al. Bacterial pathogens and antimicrobial resistance of bacterial hospital acquired infections in a pediatric intensive care unit. Pediatr Crit Care Med 2007;8 (suppl. 3):A73-4. 86. Valintėlienė R. Hospitalinių infekcijų paplitimas Lietuvos ligoninėse [daktaro disertacijos santrauka, biomedicinos mokslai, medicina (07B)]. Vilnius: Vilniaus universitetas; 1998. 87. Siempos II, Athanassa Z, Falagas ME. Frequency and predictors of ventilator-associated pneumonia recurrence: a meta-analysis. Shock 2008 Nov;30(5):487-95. 88. Blot SI, Poelaert J, Kollef M. How to avoid microaspiration? A key element for the prevention of ventilator-associated pneumonia in intubated ICU patients. BMC Infect Dis 2014 Nov 28;14:119. 89. Coppadoro A, Berra L, Bigatello LM. Modifying endotracheal tubes to prevent ventilator-associated pneumonia. Curr Opin Infect Dis 2011 Apr;24(2):157-62. 90. Fernandez JF, Levine SM, Restrepo MI. Technologic advances in endotracheal tubes for prevention of ventilator-associated pneumonia. Chest 2012 Jul;142(1):231-8. 91. Ramirez P, Bassi GL, Torres A. Measures to prevent nosocomial infections during mechanical ventilation. Curr Opin Crit Care 2012 Feb;18(1):86-92. 92. Akdogan O, Ersoy Y, Kuzucu C, Gedik E, Togal T, Yetkin F. Assessment of the effectiveness of a ventilator associated pneumonia prevention bundle that contains endotracheal tube with subglottic drainage and cuff pressure monitorization.braz J Infect Dis 2017 May;21(3):276-81. 93. Zolfaghari PS, Wyncoll DL. The tracheal tube: gateway to ventilatorassociated pneumonia.crit Care 2011;15(5):310. 94. De PG, Pennisi MA, Vallecoccia MS, Bello G, Maviglia R, Montini L, et al. CO2 driven endotracheal tube cuff control in critically ill 81
patients: A randomized controlled study.plos One 2017;12(5): e0175476. 95. Bhardwaj N. Pediatric cuffed endotracheal tubes.j Anaesthesiol Clin Pharmacol 2013 Jan;29(1):13-8. 96. Dullenkopf A, Gerber A, Weiss M. Fluid leakage past tracheal tube cuffs: evaluation of the new Microcuff endotracheal tube.intensive Care Med 2003 Oct;29(10):1849-53. 97. Weiss M, Dullenkopf A. Cuffed tracheal tubes in children: past, present and future. Expert Rev Med Devices 2007 Jan;4(1):73-82. 98. Blot S, Rello J, Vogelaers D. What is new in the prevention of ventilator-associated pneumonia? Curr Opin Pulm Med 2011 May;17(3): 155-9. 99. Blot SI, Rello J, Koulenti D. The value of polyurethane-cuffed endotracheal tubes to reduce microaspiration and intubation-related pneumonia: a systematic review of laboratory and clinical studies. Crit Care 2016 Jun 24;20(1):203. 100. Caroff DA, Li L, Muscedere J, Klompas M. Subglottic Secretion Drainage and Objective Outcomes: A Systematic Review and Meta- Analysis.Crit Care Med 2016 Apr;44(4):830-40. 101. Dezfulian C, Shojania K, Collard HR, Kim HM, Matthay MA, Saint S. Subglottic secretion drainage for preventing ventilator-associated pneumonia: a meta-analysis. Am J Med 2005 Jan;118(1):11-8. 102. Frost SA, Azeem A, Alexandrou E, Tam V, Murphy JK, Hunt L, et al. Subglottic secretion drainage for preventing ventilator associated pneumonia: a meta-analysis. Aust Crit Care 2013 Nov;26(4):180-8. 103. Muscedere J, Rewa O, McKechnie K, Jiang X, Laporta D, Heyland DK. Subglottic secretion drainage for the prevention of ventilatorassociated pneumonia: a systematic review and meta-analysis. Crit Care Med 2011 Aug;39(8):1985-91. 104. Poelaert J, Haentjens P, Blot S. Association among duration of mechanical ventilation, cuff material of endotracheal tube, and postoperative nosocomial pneumonia in cardiac surgical patients: a prospective study. J Thorac Cardiovasc Surg 2014 Oct;148(4):1622-7. 105. Li X, Yuan Q, Wang L, Du L, Deng L. Silver-coated endotracheal tube versus non-coated endotracheal tube for preventing ventilatorassociated pneumonia among adults: a systematic review of randomized controlled trials. J Evid Based Med 2012 Feb;5(1):25-30. 106. Burmester M, Mok Q. How safe is non-bronchoscopic bronchialveolar lavage in critically ill mechanically ventilated children? Intensive Care Med 2001 Apr;27(4):716-21. 82
107. Colucci G, Domenighetti G, Della BR, Bonilla J, Limoni C, Matthay MA, et al. Comparison of two non-bronchoscopic methods for evaluating inflammation in patients with acute hypoxaemic respiratory failure. Crit Care 2009;13(4):R134. 108. de BJ, Midulla F, Barbato A, Clement A, Dab I, Eber E, et al. Bronchoalveolar lavage in children. ERS Task Force on bronchoalveolar lavage in children. European Respiratory Society. Eur Respir J 2000 Jan;15(1):217-31. 109. Dargaville PA, South M, McDougall PN. Comparison of two methods of diagnostic lung lavage in ventilated infants with lung disease. Am J Respir Crit Care Med 1999 Sep;160(3):771-7. 110. Foglia E, Meier MD, Elward A. Ventilator-associated pneumonia in neonatal and pediatric intensive care unit patients. Clin Microbiol Rev 2007;20(3):409-25. 111. Yildiz-Atikan B, Karapinar B, Aydemir S, Vardar F. Comparison of endotracheal aspirate and non-bronchoscopic bronchoalveolar lavage in the diagnosis of ventilator-associated pneumonia in a pediatric intensive care unit. Turk J Pediatr 2015 Nov;57(6):578-86. 112. Rajasekhar T, Anuradha K, Suhasini T, Lakshmi V. The role of quantitative cultures of non-bronchoscopic samples in ventilator associated pneumonia. Indian J Med Microbiol 2006 Apr;24(2):107-13. 113. Riedler J, Grigg J, Robertson CF. Role of bronchoalveolar lavage in children with lung disease.eur Respir J 1995 Oct;8(10):1725-30. 114. Barth AL, Pitt TL. Auxotrophy of Burkholderia (Pseudomonas) cepacia from cystic fibrosis patients. J Clin Microbiol 1995 Aug;33(8): 2192-4. 115. Grothues D, Tummler B. New approaches in genome analysis by pulsed-field gel electrophoresis: application to the analysis of Pseudomonas species. Mol Microbiol 1991 Nov;5(11):2763-76. 116. Croxatto A, Prod hom G, Greub G. Applications of MALDI-TOF mass spectrometry in clinical diagnostic microbiology. FEMS Microbiol Rev 2012 Mar;36(2):380-407. 117. Seng P, Drancourt M, Gouriet F, La SB, Fournier PE, Rolain JM, et al. Ongoing revolution in bacteriology: routine identification of bacteria by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry.clin Infect Dis 2009 Aug 15;49(4):543-51. 118. Seng P, Rolain JM, Fournier PE, La SB, Drancourt M, Raoult D. MALDI-TOF-mass spectrometry applications in clinical microbiology. Future Microbiol 2010 Nov;5(11):1733-54. 119. van Veen SQ, Claas EC, Kuijper EJ. High-throughput identification of bacteria and yeast by matrix-assisted laser desorption ionization-time 83
of flight mass spectrometry in conventional medical microbiology laboratories. J Clin Microbiol 2010 Mar;48(3):900-7. 120. Higienos institutas. Hospitalinių infekcijų priežiūra intensyvios terapijos skyriuose (protokolas). Vilnius; 2006. http://www.hi.lt/hos pitaliniu-infekciju-epidemiologines-prieziuros-metodika.html 121. Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministro įsakymas 2008 m.lapkričio 14 d.nr.v-1110. Dėl hospitalinių infekcijų epidemiologinės priežiūros ir valdymo. Valstybės žinios 2008 Dec 2. https:// www.e-tar.lt/portal/lt/legalact/tar.3d6abec30daf 122. Beardsley AL, Nitu ME, Cox EG, Benneyworth BD. An Evaluation of Various Ventilator-Associated Infection Criteria in a PICU. Pediatr Crit Care Med 2016 Jan;17(1):73-80. 123. Mhanna MJ, Elsheikh IS, Super DM. Risk factors and outcome of Ventilator Associated Tracheitis (VAT) in pediatric trauma patients. Pediatr Pulmonol 2013 Feb;48(2):176-81. 124. PIM 2. 2016. https://www.openpediatrics.org/terms-of-use. 125. Slater A, Shann F, Pearson G, PIM Study Group. PIM2: a revised version of the Paediatric Index of Mortality. Intensive Care Med 2003; 29(2):278-85. 126. Agvald-Öman C. Colonization, infection and dissemination in intensive care patients [dissertation]. Stockholm: Karolinska Institutet; 2007. 127. Berdal JE, Bjornholt J, Blomfeldt A, Smith-Erichsen N, Bukholm G. Patterns and dynamics of airway colonisation in mechanicallyventilated patients. Clin Microbiol Infect 2007 May;13(5):476-80. 128. Durairaj L, Mohamad Z, Launspach JL, Ashare A, Choi JY, Rajagopal S, et al. Patterns and density of early tracheal colonization in intensive care unit patients. J Crit Care 2009;24(1):114-21. 129. Sreeramoju PV, Garcia-Houchins S, Bova J, Kelly CC, Patterson JE, Patterson JE. Correlation between respiratory colonization with gramnegative bacteria and development of gram-negative bacterial infection after cardiac surgery. Infect Control and Hosp Epidemiol 2008; 29(6):546-8. 130. Lanotte P, Cantagrel S, Mereghetti L, Marchand S, Van der Mee N, Besnier JM, et al. Spread of Stenotrophomonas maltophilia colonization in a pediatric intensive care unit detected by monitoring tracheal bacterial carriage and molecular typing. Clin Microbiol Infect 2003;9(11):1142-7. 131. Morar P, Singh V, Makura Z, Jones A, Baines P, Selby A. Differing pathways of lower airway colonization and infection according to 84
mode of ventilation (endotracheal vs tracheotomy). Arch Otolaryngol Head Neck Surg 2002;128(9):1061-6. 132. van Walraven C, Davis D, Forster AJ, Wells GA. Time-dependent bias was common in survival analyses published in leading clinical journals. J Clin Epidemiol 2004;57(7):672-82. 133. Implement the ventilator bundle. 2008. http:www.ihiorg/ihi/ Topics/CriticalCare/IntensiveCare/Changes/ImplementtheVentilatorB undle.htm 85
PUBLIKACIJŲ SĄRAŠAS I. Straipsniai 1. Tomas Kondratas, Vaidotas Gurskis, Rimantas Kėvalas, Astra Vitkauskienė, Dovilė Evalda Grinkevičiūtė, Laimutė Vaidelienė.,,Microbial colonization of lower airways after insertion of cuffed endotracheal tube in pediatric patients, Signae Vitae ISSN: 1334-5605, IF 0,154. 2. Tomas Kondratas, Vaidotas Gurskis, Rimantas Kėvalas, Astra Vitkauskienė. Intubuotų vaikų kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais mikroorganizmais. Visuomenės sveikata. 2015;2(69):49-56. II. Mokslinės konferencijos 1. 26th Annual Meeting of the European Society of Paediatric and Neonatal Intensive care (ESPNIC Medical and Nursing Meeting) Vilnius, 2015.07. 10-13. Abstract ESPNI-0115 for Medical Poster Presentation entitled: Colonization of the airways by potentially pathogenic bacteria in mechanically ventilated children. 2. Higienos instituto ir Vilniaus klinikinės ligoninės 2015-05-29 Vilniuje organizuotoje mokslinėje praktinėje konferencijoje,,hospitalinių ir ventiliacinių pneumonijų problema ir valdymo galimybės, skirtoje bendrosios praktikos slaugytojoms, medicinos gydytojams, visuomenės sveikatos specialistams:,,dirbtinai ventiliuojamų vaikų kvėpavimo takų kolonizacija patogeniniais mikroorganizmais. Konferencijos programa suderinta su LR sveikatos apsaugos ministerija 2015-04-29 raštu Nr. (10.1.4.1-31)-10-4. 86
PUBLIKUOTI STRAIPSNIAI 87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
SUMMARY ABBREVIATIONS APS Acinetobacter, Pseudomonas and Stenotrophomonas AR adjusted residual BAL bronchoalveolar lavage CT computed tomography DNA deoxyribonucleic acid ECDC European Centre for Disease Prevention and Control ET endotracheal tube ETT lumen of the proximal tip of an endotracheal tube GE gastrointestinal endoscopy ICU intensive care unit LA lower airways MALDI-TOF matrix-assisted laser desorption ionization time- of-flight MRI magnetic resonance imaging NI nosocomial infection NNIS National Nosocomial Infections Surveillance OPX oropharynx PICU pediatric intensive care unit PIM2 Pediatric Index of Mortality UA upper airways VAP ventilator-associated pneumonia VAT ventilator-associated tracheobronchitis INTRODUCTION Nosocomial infections (NIs) are a global issue, requiring considerable costs for treatment and research. NIs are an important cause of morbidity, mortality and prolonged hospital stay. Following the World Health Organization (WHO) initiative, 123 countries (and this accounts for 87% of the world s population) at the governmental level in 2005 2010 adopted a resolution to combat NIs by acknowledging the importance of NIs, ensuring the accessibility of data on NIs and sharing experiences, and developing and implementing prevention measures. In Europe, a total of 4,544,100 NI cases are registered annually, and death occurs in 37,000 of them. This pathology leads to 16 million extra days of hospital stay annually and an annual economic impact of 7 billion. According to the data of the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), patients treated in 103
intensive care units are at the greatest risk of NIs. Analysis of the data on NIs in Lithuanian pediatric intensive care units (PICUs) during 2003 2005 revealed that the NI incidence rate was 15.0 cases per 100 admissions or 24.5 24.5 per 1000 patient-days. The most common site of NIs was the respiratory tract (59.1%), and the NI rate for ventilator-associated pneumonia (VAP) was 28.8 cases per 1000 device-days. The study Reduction of nosocomial infections and mortality attributable to nosocomial infections in pediatric intensive care units in Lithuania carried out in 2006 2007, when the NI prevention program including staff training, correction of patient nursing and daily routine procedures, staff consultation was running, showed that the incidence rate decreased from 15.6 to 7.5 cases per 100 patients and from 19.1 to 10.4 cases 1000 patient-days, the incidence of pneumonia reduced from 5.6 to 1.9 cases per 100 patients, and the relative risk reduction for VAP was 66.5%. After the multimodal intervention, the VAP incidence rate was 8.8 cases per 1000 device-days. However, this parameter considerably exceeded an average VAP incidence rate in the PICU reported by the National Nosocomial Infections Surveillance (NNIS) System from January 1992 through June 2004 in the USA (2.9 cases per 1000 device-days) as well as an average VAP incidence rate reported by the German NNIS System in 1997 2003 (3.6 cases per 1000 device-days), but was similar to the VAP incidence rate in developing countries (7.85 cases per 1000 device-days) according to the data summary for 2002 2007. As the device utilization ratio (number of device-days divided by the number of patients-days) in the Lithuanian PICU (0.28) is similar to that in the USA (0.39) as well as in Germany (0.3) and lower than that in developing countries (0.67), possibilities for the usage of the risk factor to reduce duration are limited. Therefore, in order to reduce morbidity with VAP, it is necessary to foresee other, rather than reduced usage of intubation and mechanical ventilation, VAP prevention measures. It is necessary to analyze and evaluate airway colonization with pathogens in intubated patients with or without mechanical ventilation. Disclosing the pathways of colonization with pathogens and colonization-causing factors would allow planning a more precise termination of these pathways and VAP prevention measures. Large-scale studies on colonization with pathogens potentially causing NIs in patients treated in ICUs are scarce. The study carried out by Agvald- Öman in the adult ICU demonstrated different colonization routes for different pathogen species: Pseudomonas and other non-fermenting gramnegative rods were primary colonizers of the lower airways before, or without, appearing in the oropharynx. Durairaj et al. conducted the study on adult patients admitted to ICUs and showed that the density of tracheal 104
colonization did not change significantly during the first 4 days of intubation, but their study has not investigated tracheal colonization with potentially pathogenic microorganisms for longer period of intubation. The observational study by Sreeramoju et al., involving adult and pediatric patients who underwent cardiac surgery, found that endotracheal colonization with gram-negative bacteria was associated with the development of VAP and subsequent NIs in other locations. Lanotte et al. showed that systematic monitoring of tracheal bacterial colonization twice a week prevented pulmonary NIs or allowed their early detection. Other authors investigated differing pathways of tracheal and lower airway colonization in children requiring mechanical ventilation according to mode of ventilation (endotracheal vs. tracheotomy). However, extensive studies analyzing airway colonization with pathogenic microorganisms in intubated children are scarce. Although the implementation of prevention measures against VAP has resulted in the reduced risk of this pathology, morbidity still remains high. The developed prevention measures against VAP are general and not always can be applied in the pediatric population. Therefore, many authors investigating VAP prevalence in the pediatric population have concluded that more extensive and large-scale research is needed. Aim and objectives of the study The aim of this study was to evaluate lower airway colonization with pathogenic microorganisms in mechanically ventilated patients treated in the pediatric intensive care unit. Objectives of the study 1. To analyze and evaluate colonization rates with pathogenic microorganisms in the oropharynx, lumen of the proximal tip of an endotracheal tube, and lower airways at different time periods. 2. To analyze and evaluate colonization rates by different pathogens in the oropharynx, lumen of the proximal tip of an endotracheal tube, and lower airways and colonization rates at different time periods. 3. To carry out the analysis of pathogens colonizing the lower airways and other sites (oropharynx and (or) lumen of the proximal tip of an endotracheal tube). 4. To assess the mean survival time by different pathogen groups colonizing the lower airways. 5. To evaluate factors causing lower airway colonization with pathogenic microorganisms. 105
Scientific novelty Extensive data on LA-colonizing pathogenic microorganisms in the pediatric population intubated in the PICU were collected and analyzed for the first time. Studies that would analyze LA colonization with pathogenic microorganisms in intubated children, spread of pathogens and impact on NI development, are scarce. During this study, colonization rates with pathogens during different intubation periods in several sites of the respiratory tract (ET, OPX, LA) were analyzed. To our knowledge, there are no studies presenting comprehensively described methodology for the pediatric population. Identification of the isolated pathogens by several methods was performed. During the study, not so common factors causing LA colonization were analyzed (e.g., invasive procedures performed in the PICU or outside the PICU, patients transportation for investigation, etc.) Practical relevance In the PICU, critically ill patients are treated and they often require breathing-supporting and life-sustaining devices. One of them is tracheal intubation with or without mechanical ventilation. However, ET insertion in the trachea facilitates the entry of various pathogens to the lower airways. The data on airway colonization with pathogens in the PICU gathered during this study will be used in the correction and development of new NIreducing interventions as well as treatment and patient care modalities. Application of better NI prevention measures in practice will lead to improved quality of patient care and treatment. Based on the results of this study and knowledge on the pathways of LA colonization, it will become possible to develop exact VAP prevention recommendations, adapted for the PICU. Their application could lead to reduced prevalence of VAP. 1. MATERIAL AND METHODS OF STUDY 1.1. Place and time, methods, and stages of the study Before the study, the following hypotheses were formulated: 1) different pathogens or their groups show differing pathways of lower airway 106
colonization; 2) different pathogens or their groups colonize the lower airways at different time. A prospective observational study was conducted in the 8-bed tertiarycare PICU of the Hospital of Lithuanian University of Health Sciences Kauno Klinikos. Annually, 1300 patients are treated in this unit on average (in 2011, 1325; in 2012, 1189; 2013, 1394), and of them, 129 to 188 require mechanical ventilation. According to the procedure set up by the law of the Ministry of Health of the Republic of Lithuania, the PICU has been taking part in epidemiologic NI care since January 1, 2009. In 2006-2007, multimodal intervention (staff training on about VAP prevention and correction of daily patient care according to the evidence-based recommendations, feedback communication with the PICU staff during the postintervention period and development of new daily care protocols) was implemented in the PICU. After the implementation of these measures, there was a sharp decrease in the VAP incidence (from 21.8 to 8.8 cases 1000 ventilatordays). Later, continuous staff training and the implementation of VAP prevention bundle (semi-recumbent 30 45 position of the head, daily evaluation of readiness to wean, comprehensive oral care protocol, periodical check for gastric overdistention, ETT cuff pressure between 20 and 30 cm of water, stress ulcer prophylaxis, periodic drainage and absence of tubing condensate and annual reporting of surveillance results in the PICU), led to a further decline in the VAP rate to 2.0 cases per 1000 ventilator-days (2012 surveillance data were submitted to the International Nosocomial Infection Control Consortium registry). All these above prevention measures against VAT and VAP were implemented before the initiation of this scientific research. The participation in the study was voluntary. Parents received all main information about the study from written informed consent, and if the additional questions were raised, during a personal consultation. Parents or legal guardians of the prospective participant signed an informed consent form. According to the biomedical research protocol (version 1, protocol No. 1, December 5, 2011), the following stage of the study were set up: 1) Investigation of microbiological specimens; 2) data management and analysis; 3) identification of pathogens; 4) final data management and analysis. Before the study, staff of the PICU and the Laboratory of Microbiology were familiarized with the study and its course. The study was approved by Kaunas Regional Biomedical Research Ethics Committee (No. BE-2-2, issued on January 10, 2012). 107
1.2. Study population and sample size All consecutive patients aged from 1 month to 18 years, treated in the PICU, Hospital of Lithuanian University of Health Sciences, and intubated for >24 h, were eligible for inclusion into the study. Patients were excluded if they were younger than <1 month; had multiple congenital abnormalities, chronic recurrent infections, and mental disorders; had an already created tracheostomy on admission to the PICU; underwent surgery that does not need mechanical ventilation of more than 24 h. Sample size calculation showed that the study population involving 58 patients would be sufficient. A total of 62 intubated and mechanically ventilated patients were enrolled in the study. There were 40 (66.7%) boys and 22 (33.3%) girls. The mean age of the boys and girls was 7.3 years (SD 6.5; range from 1 to 17 years) and 8.6 (SD 7.2, range from 1 month to 17 years), respectively. The median age of the study population was 6.7 years (interquartile range, 14.7 years). The mean PIM2 was 10.8% (median 4.8%, range 0.2% 97%). Table 1.2.1 shows the clinical characteristics of the study population. Table 1.2.1 Clinical characteristics of patients Pathology and syndromes: Trauma Neurologic diseases Sepsis Pneumonia and bronchiolitis Burns (skin and/or airways) Myocarditis Poisoning Respiratory failure Coma Shock Seizures Dehydration Multiple organ failure Disseminated intravascular coagulation Acute renal failure Acute hepatic failure Heart arrest N % 20 18 10 7 5 1 1 43 32 19 10 9 4 2 2 2 2 32.3 29.0 16.1 11.3 8.1 1.6 1.6 69.4 51.6 30.6 16.1 14.5 6.5 3.2 3.2 3.2 3.2 108
Table 1.2.1 continued Invasive and noninvasive procedures: Urinary catheter Central venous catheter Head CT Arterial catheter Lumbar puncture Gastrointestinal endoscopy Therapeutic hypothermia (33 C 34 C) Head MRI Bronchoscopy Electroencefalography Surgical operation: clean clean-contaminated or contaminated ICP probe Inotropic and vasoactive drugs: Dopamine Norepinephrine Epinephrine Dobutamine Levosimendan N % 55 39 31 23 16 9 7 5 3 2 23 16 7 6 18 5 4 3 1 88.7 62.9 50.0 37.1 25.8 14.5 11.3 8.1 4.8 3.2 37.1 25.8 11.3 9.7 29.0 8.1 6.5 4.8 1.6 1.3. Data collection, management, and analysis For data collection, the questionnaire Registration of nosocomial infections and their risk factors in the PICU approved by the law of the Ministry of Health of the Republic of Lithuania was used. Three new variables were included in the questionnaire: surgery or other procedure during stay at the PICU (yes, no) as well as title and date of surgery or other procedure carried out in the PICU. Microbiological specimens were collected from three sites oropharynx (OPX) (swabs), lumen of the proximal tip of an endotracheal tube (ETT) (swabs), and LA (bronchoalveolar lavage (BAL) aspirate) according to the following protocol: for every patient admitted to the PICU on the first day (within 24 h) and later for those who stayed in PICU for >48 h on every third consecutive day until day 18, and every fifth day until day 33. Microbiological specimens from three sites were collected at the same time. If the patient was extubated or a tracheostomy was created, he/she were excluded from the study and no microbiological specimens were collected. Extra sample sets were taken in the following circumstances: 1) Before extubation, 2) After repeated intubation, 109
3) After postoperative return to the PICU, 4) After the following invasive investigation carried out in the PICU: bronchoscopy, gastrointestinal endoscopy (GE), lumbar puncture, or other invasive procedure performed by PICU or non-picu staff, 5) After CT, magnetic resonance imaging (MRI), or other investigation carried out outside the PICU. Specimens from the ETT and OPX were collected because of their potential exogenous source of contamination. The BAL procedure was developed based on the examples given in the literature, which are adapted for its use in children and having the lowest risk of complications. In microbiological specimens collected from three sites (OPX, ETT, and LA), colonization with the following pathogens was analyzed: Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), Haemophilus influenzae (H. influenzae), Staphylococcus aureus (S. aureus), Escherichia coli (E. coli), Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae), Enterobacter cloacae (E. cloacae), Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Acinetobacter spp., Stenotrophomonas maltophilia (S. maltophilia), Candida spp., etc. 1.4. Microbiologic methods Study samples were coded and sent to the microbiology laboratory for identification. For growth of bacteria, 5% sheep blood agar (Becton Dickinson, USA), chocolate agar (Becton Dickinson, USA) and MacConkey agar (Oxoid, UK) were sued, and for growth of fungi, Sabouraud agar. Sheep blood and chocolate agar plates were incubated at 35 C in an atmosphere containing 5% CO 2. MacConkey agar plates were kept at 35 C for 18 24 h. If a culture was negative on the first observation, plates were re-examined after the second 24-h incubation. Isolated bacteria were identified by two methods. Pulse-field gel electrophoresis (PFGE) was performed by using the modified procedures, described by Barth and Pitt as well as Grothues and Tummler. The following pathogens were analyzed by PFGE: P. aeruginosa, K. pneumoniae, E. coli, Enterobacter spp., C. freundii, S. marcescens, Klebsiella spp. and S. aureus. We analyzed those pathogens that colonized the LA and one or both specimens from the upper airways at the same time: LA + ETT, LA + OPX or LA + ETT + OPX. This method was employed in order to confirm that the pathogen isolated from different sites at the same time is the same microorganism, i.e. sharing the same DNA. Pathogens isolated on the same day and different days were compared with each other (Fig. 1.4.1). 110
Fig. 1.4.1 Microbial growth and investigation by pulse-field gel electrophoresis *Samples collected independently a routine collection schedule. 111
Pathogens, potentially causing VAT and VAP (S. pneumoniae, H. influenzae, S. aureus, E. coli, K. pneumoniae, E. cloacae, Enterococcus spp., P. aeruginosa, Acinetobacter spp., S. maltophilia, Candida spp., β-hemolytic streptococci), were identified by using matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS, Bruker). Effectiveness of the method was assessed by identification scores according to the manufacturer s instructions: A score of 1.9 confirms identification the species level; Scores between 1.7 and 1.9 confirms identification the genus level; A score of <1.7 does not confirm identification. Incorrect identification of the species occurred in 35 (9.4%) cases. All these cases were observed only in the Enterobacteriaceae group. Disk diffusion susceptibility testing was performed, and zone diameters of inhibition were interpreted according to the recommendations of the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. 1.5. Definition of colonization, ventilator-associated tracheobronchitis and ventilator-associated pneumonia Lower airway colonization with a pathogen/pathogens was confirmed if the number of a pathogen was 10 3 cfu/ml in LA specimens. Colonization with a pathogen/pathogens in the OPX and the ETT was confirmed in case of positive results of microbiological specimen. VAP was diagnosed based on the following criteria: 1. Radiologic confirmation; 2. Two or three clinical symptoms: fever or hypothermia (>38 C or <36 C), leukopenia or leukocytosis, new onset of purulent endotracheal secretions (or change in character of sputum or increases in respiratory secretions), new signs during lung auscultation (rhonchi, worsening oxygen requirements); 3. Microbiologic testing positive results of quantitative endotracheal aspirate specimens (number of pathogens 10 6 cfu/ml). VAT was diagnosed in cases when two or three clinical symptoms appeared fever or hypothermia (>38 C or <36 C), leukopenia or leukocytosis, new onset of purulent endotracheal secretions (or change in character of sputum or increases in respiratory secretions), new signs during lung auscultation (rhonchi, worsening oxygen requirements) but there was no radiological evidence. 112
1.6.1. Statistical data processing 1.6. Statistical data analysis Microbiological specimens collected from the OPX, ETT, and LA were examined at the Laboratory of Microbiology, Hospital of Lithuanian University of Health Sciences Kauno Klinikos. Data were entered into the registration form of microbiological specimens and procedures as well as surgeries performed, and after obtaining the final results, data were transferred to and stored in EpiData and MS Excel files. Data from the completed questionnaires and results of specimen analysis were double checked and revised before and after entering into computer programs, then converted and analyzed with statistical data analysis packages (MS Excel and SPSS programs). After obtaining the final results, later we analyzed only those specimens where colonization in the LA and one or both specimens from the upper airways (LA + ETT, LA + OPX, or LA + ETT + OPX) was observed. For statistical analysis, all pathogenic microorganisms were divided into 5 groups (Table 1.6.1.1): 1) Acinetobacter, Pseudomonas, and Stenotrophomonas (APS); 2) Enterobacteriaceae; 3) S. aureus; 4) Candida spp.; 5) Bacteria, colonizing the UA. Table 1.6.1.1. Division of the isolated pathogens into groups Pathogen group Isolated pathogens Description APS Acinetobacter spp.: A. calcoaceticus A. lwoffii A. ursingii A. junii A. baumannii A. pittii Pseudomonas: P. aeruginosa P. alcaliphila P. stutzeri Stenotrophomonas: S. maltophilia Gram-negative bacteria Phylum: Proteobacteria Class: Gammaproteobacteria 113
Table 1.6.1.1 continued Pathogen group Isolated pathogens Description Enterobacteriaceae E. coli Klebsiella K. pneumoniae K. oxytoca Enterobacter E. cloacae E. aerogenes E. ludwigii Proteus mirabilis (P. mirabilis) Citrobacter freundii (C. freudii) Serratia marcescens (S. marcescens) Enterococcus faecalis (E. faecalis) Raoultella ornithinolytica Raoultella planticola S. aureus S. aureus Candida spp. C. albicans Genus: Candida C. glabrata UA-colonizing bacteria Group B streptococci H. influenzae Moraxella catarrhalis (M. catarrhalis) Eikenella corrodens (E. corrodens) Bacteria found in the oropharynx, nasopharynx, and oral cavity 1.6.2. Statistical analysis methods General characteristics of the study population (absolute number, distribution by gender, mean age by gender, PIM2), overall colonization rate in three different sites (OPX, ETT, and LA), colonization rates by different pathogens in three different sites (OPX, ETT, and LA), overall colonization rates in three different sites (OPX, ETT, and LA) by 8 circumstances (scheduled, CT, extubation, GE, surgery, MRI, after bronchoscopy, and other), by sample cause (scheduled and unscheduled), by place where the procedure was performed (in the PICU and outside the PICU); colonization rate with individual bacteria by specimen collection site were calculated and evaluated. Data were expressed as mean with standard deviation or median with range or interquartile range, percentage. The crosstabulation method and the chi-square test with an estimate of adjusted residual ( 2.0 ) were used to compare categorical variables among different subgroups. Differences were considered statistically significant, if P<0.05. 114
In addition, matched samples were tested using Kaplan-Meier survival analysis. 1.7. Study limitations The study was undertaken in one center, i.e. PICU of the Hospital of Lithuanian University of Health Sciences. Expansion of the study and making it multicenter would lead to a larger sample size, but in Lithuania, there are only 2 3 PICUs where patients can undergo prolonged mechanical ventilation. Moreover, organization of such research would result in increased costs and a higher probability of bias due to different microbiological methods and availability of investigations. During the study, some causes that could increase or reduce LA colonization (e.g. usage of antibacterial drugs or patient s immune status during specimen collection) were not taken into consideration. 2. RESULTS 2.1. Airway colonization by pathogens at different time points A total of 852 samples were collected during the study. This accounted for 284 sample sets by 3 sets (LA + ETT + OPX). Overall colonization rates were high and did not differ significantly at different time points in the OPX (75%-100%, χ 2 =5.35; df= 6; P>0.05) and the LA (50% 76.5%, χ 2 =6.85; df=6; P>0.05). Meanwhile, the ETT was colonized at lower rates and the colonization rates differed significantly (22.2% 80%, χ 2 =25.02; df=6, n=284; P<0.001). The lowest colonization rate in the ETT was observed on days 1 3 (28.8%, AR= 4.2), and the highest, on days 4 6 (52.7%, AR=2.2) (Table 2.1.1). Table 2.1.1. Colonization rates by sites and time points All samples Planned Extra Days Samples samples OPX ETT LA N N N Positive, % Positive,% Positive, % 1 3 160 114 46 85.0 28.8 53.5 4 6 55 29 26 81.8 52.7 60.7 7 9 34 18 16 88.2 61.8 76.5 10 12 17 9 8 94.1 52.9 52.9 13 15 9 6 3 66.7 22.2 66.7 16 18 4 4 0 75.0 25.0 50.0 19 28 5 4 1 100 80.0 60.0 115
The results of 166 LA samples were positive, and in 94 (56.6%) of them, heavy colonization was observed (>10 5 cfu/ml). Comparisons of colonization rates in the OPX and the ETT by individual pathogens showed no significant differences at different time points (χ 2 =117.17; df=96; n=360; P=0.07 and χ 2 =89.19; df=90; n=153; P>0.05, respectively). Colonization rates with pathogens isolated from the LA significantly differed with regard to 7 different periods (χ 2 =162.81; df=102; n=270; P<0.001). During the first period (days 1 3), the colonization rate with S. aureus was highest (n=40; 31.5%), followed by H. influenza (n=16; 12.6%), Klebsiella spp. (n=11; 8.7%), and Moraxella spp. (n=9; 7.1%); the colonization rate with S. pneumoniae was lowest (n=6; 4.7%). During the second period, colonization rates were evenly distributed. The third period (days 7-9) showed the colonization rate with S. maltophilia to be highest (n=7; 13.7%); the fourth (days 10 12), S. maltophilia (n=4; 28.6%) followed by P. aeruginosa (n=2; 14.3%); the fifth period (days 13 15), P. aeruginosa (n=2; 20%) followed by E. faecalis (n=1; 10%); and the seventh period (days 19 28), Acinetobacter spp. (n=2; 28.6%). 2.2. Analysis of matched sample sets in the lower airways and other sites Of the 62 patients examined, 46 (74.2%) had pathogens colonizing several sites of the airways at the same time. In total, 191 sample sets of microorganisms colonizing the respiratory tract were collected. A triple OPX-ETT-LA sample set was documented most frequently (n=112, 58.6%). A double OPX-LA sample set was observed in 62 (32.5%) of the cases; and a double ETT-LA sample set, in 17 (8.9%). Microorganisms forming double and triple sample sets and their susceptibility to antimicrobial agents are shown in Table 2.2.1. 116
Table 2.2.1. Antimicrobial susceptibility of isolates in matched sample sets (%) Antimicrobial agent Isolate S. aureus (n=51) Klebsiella spp. (n=31) Enterobacter spp. (n=19) Acinetobacter spp. (n=18) Ampicillin Ampicillin/sulbactam Cefotaxime Ceftazidime Cefuroxime Ciprofloxacin Erythromycin Fluconazole Gentamicin 83.9 96.8 83.9 84.2 100 94.7 Imipenem/Meropenem 100 63.6 100 E. coli (n=16) 50 100 100 Candida spp. (n=13) Betahemolytic streptococci (n=10) S. maltophilia (n=10) Pseudomonas spp. (n=8) C. freundii (n=4) S. pneumoniae (n=3) Moraxella spp. (n=3) H. influenzae (n=2) P. mirabilis (n=1) R. ornithinolytic a (n=1) E. corrodens (n=1) Itraconazole 92.3 92.3 Clindamycin 100 Levofloxacin Penicillin 90 100 100 0 100 100 100 87.5 100 100 100 0 100 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Oxacillin Trimethoprim/Sulfonamide 100 100 40 117
S. aureus (26.7%), Klebsiella spp. (16.2%), Enterobacter spp. (10.0%), Acinetobacter spp. (9.4%), E. coli (8.4%), and Candida spp. (6.8%) prevailed in matched sample sets. The majority of the isolated microorganisms were susceptible to antimicrobial agents with antimicrobial susceptibility ranging from 83.9% to 100%. The following microorganisms were less susceptible to antimicrobial agents: Acinetobacter spp. with the antimicrobial susceptibility of 63.6% to ceftazidime, S. maltophilia with the antimicrobial susceptibility of 0% and 40% to ceftazidime and trimethoprim/ sulfonamide, respectively, and H. influenzae with the antimicrobial susceptibility of 50% to ampicillin. Colonization rates by different pathogens and matched sample sets were as follows: Candida spp. (76.9%) prevailed in the OPX-LA group; S. aureus (15.7%), in the ETT-LA group; and Klebsiella spp. (77.4%), in the OPX- ETT-LA group (χ 2 =59.01, df=30, P<0.001). Colonization rates by pathogen groups and matched sample sets were differently distributed (χ 2 =42.22, df=8, P<0.001). In the OPX-LA group, Candida spp. (76.9%) and UA-colonizing bacteria (63.2%) were most prevalent. S. aureus (15.7%) and UA-colonizing bacteria (21.1%) were most common in the ETT-LA group. In the OPX-ETT-LA group, microorganisms of the Enterobacteriaceae family were isolated most frequently (70.8%) (Table 2.2.2). Table 2.2.2. Colonization rates by pathogen groups and matched sample groups Pathogen groups n, %, AR OPX-LA ETT-LA OPX-ETT-LA Total APS N 9 2 25 36 % 25.0 5.6 69.4 100 AR 1.1 0.8 1.5 Candida spp. N 10 2 1 13 % 76.9 15.4 7.7 100 AR 3.5 0.9 3.9 Enterobacteriaceae N 20 1 51 72 % 27.8 1.4 70.8 100 AR 1.1 2.8 2.7 S. aureus N 11 8 32 51 % 21.6 15.7 62.7 100 AR 1.9 2.0 0.7 N 12 4 3 19 UA bacteria % 63.2 21.1 15.8 100 AR 3.0 2.0 4.0 Total N 62 17 112 191 % 32.5 8.9 58.6 100 AR, adjusted residual. 118
Of the 191 matched sample sets, 106 (55.5%) cases were heavily colonized (>10 5 cfu/ml). In two-thirds (n=123, 64.4%) of the matched sample sets, only one microorganism was isolated (monomicrobial growth); in other cases (n=68, 35.6%), growth of 2 to 5 different pathogens was observed (polymicrobial growth). Monomicrobial and polymicrobial growth was steady over time (χ 2 =3.39, df=5, P>0.05). Colonization rates by matched sample groups at different time points significantly differed (χ 2 =35.20, df=10, P<0.001). The emergence of OPX- LA matched sample sets (48.2%) was significant on days 1 3. Meanwhile, the emergence of a triple OPX-ETT-LA sample set was observed almost at all time points ( 25%), and on days 1-3 (40.2%) and 7-9 (91.4%) it was significant. There were no double and triple matched samples on days 16-18 (Table 2.2.3). Table 2.2.3. Colonization rates by time points and matched sample groups Days n, %, AR OPX-LA ETT-LA OPX-ETT-LA Total 1 3 N 42 10 35 87 % 48.3 11.5 40.2 100 AR 4.3 1.2 4.7 4 6 N 11 3 31 45 % 24.4 6.7 68.9 100 AR 1.3 0.6 1.6 7 9 N 1 2 32 35 % 2.9 5.7 91.4 100 AR 4.1 0.7 4.4 10 12 N 2 1 8 11 % 18.2 9.1 72.7 100 AR 1.0 0.02 1.0 13 15 N 4 0 5 9 % 44.4 0 55.6 100 AR 0.8 1.0 0.2 16 18 N 0 0 0 0 % 0 0 0 0 19 28 n 2 1 1 4 % 50 25 25 100 AR 0.8 1.1 1.4 Total n 62 17 112 191 % 32.5 8.9 58.6 100 AR, adjusted residual. 119
2.3. Evaluation of mean survival time by pathogen groups Survival analysis of matched samples revealed that the mean survival time was the longest for the APS group (8.28 days, 95% CI 6.69 9.86) in pairwise comparisons between 5 pathogen groups. The mean survival time was shorter for Enterobacteriaceae (5.63 days, 95% CI 4.82 6.43) followed by S. aureus (4.31 days, 95% CI 3.08 5.55), and the shortest mean survival time was observed for UA-colonizing bacteria (3.42 days, 95% CI 2.00 4.85) and Candida spp. (3.00 days, 95% CI 1.38 4.62) (P=0.001 0.005) (Fig. 2.3.1). Pathogen groups All matches (n=191) OPX-LA (n=62) ETT-LA (n=17) OPX-ETT-LA (n=112) Mean SE Mean SE Mean SE Mean SE Enterobacteriaceae 5.63 0.41 3.50 0.64 3.00 0 6.51 0.47 S. aureus 4.31 0.63 1.64 0.39 6.25 2.01 4.75 0.81 APS 8.28 0.81 10.44 2.65 8.00 1.00 7.52 0.66 UA-colonizing bacteria 3.42 0.73 3.75 1.12 3.00 0.82 2.67 0.88 Candida spp. 3.00 0.82 2.90 1.06 2.50 0.50 5.00 0 Overall 5.38 0.31 4.13 0.61 5.06 1.05 6.12 0.36 Fig. 2.3.1 Survival analysis of matched samples by pathogen groups Subgroup analysis also showed that the mean survival time in the OPX- LA subgroup was longest for APS (10.44 days, 95% CI 5.28 15.64) when 5 pathogen groups were compared (P=0.01 0.029). The mean survival time was shorter for Enterobacteriaceae (3.50 days, 95% CI 2.25 4.75) and Candida spp. 120
(2.90 days, 95% CI 0.83 4.98), and it was the shortest for S. aureus (1.64 days, 95% CI 0.88 2.40) (P=0.001 0.01). In the ETT-LA subgroup, the mean survival time for S. aureus was longer (6.25 days, 95% CI 2.32-10.18) than the mean survival time for Candida spp. (2.50 days, 95% CI 1.52 3.48) (P=0.046). Comparison of other pathogens showed no significant differences in the mean survival time. Meanwhile, in the OPX-ETT-LA subgroup, the mean survival time for APS was longest (7.52 days, 95% CI 6.23 8.81), for Enterobacteriaceae (6.51 days, 95% CI 5.59 7.43) and S. aureus, shorter (4.75 days, 95% CI 3.16 6.34), and for UA-colonizing bacteria, shortest (2.67 days, 95% CI 0.94 4.40) (P=0.001 0.009). 2.4. Risk factors for airway colonization and nosocomial infections In the OPX, there were no significant differences in colonization rates with pathogens by the cause (scheduled and unscheduled) (χ 2 =0.003; df=1, n=284; P>0.05): bacterial growth was documented in 84.7% and 85% of the scheduled and unscheduled samples, respectively. Colonization rates in the ETT were also homogenous (χ 2 =0.03; df=1, n=284; P>0.05): a colonization rate of 39.1% was documented in the scheduled samples and 40%, in the unscheduled samples. Equal colonization rates with pathogens were also observed in the LA (χ 2 =1.37; df=1, n=284; P>0.05): 55.3% in the scheduled samples and 62.3% in the unscheduled samples. In the OPX, colonization rates also did not differ by the place where a procedure was performed (in the PICU and outside the PICU) (χ 2 =0.16; df=1, n=284; P>0.05): bacterial growth was observed in 84.4% of the cases after a procedure carried out in the PICU and in 86.3% of the cases after procedure carried out outside the PICU. Colonization rates were homogenous in the ETT as well (χ 2 =0.11; df=1, n=284; P>0.05): colonization rates of 38.9% and 41.1% were documented after a procedure carried out in the PICU and outside the PICU, respectively. The similar situation was observed in the LA (χ 2 =2.04; df=1, n=284; P>0.05): colonization rates were 55.7% and 65.3% after a procedure carried out in the PICU and outside the PICU, respectively. The growth of pathogens, divided in 5 groups, was homogenous with respect to the time when samples were collected (scheduled and unscheduled) (χ 2 =22.11, df=14, P>0.05), and emergence of double and triple sample sets was not associated with scheduled and unscheduled procedures performed in the PICU as well as outside the PICU (χ 2 =20.77, df=12, P=0.05), Colonization rates while forming double and triple sample sets were not associated with 8 selected procedures (scheduled sample collection and sample 121
collection after CT, extubation, GE, surgery, MRI, bronchoscopy and other) (χ 2 =22.11, df=14, P>0.05). There were no significant differences in colonization 3. DISCUSSION The study was conducted in the PICU and enrolled only those patients who were intubated in the PICU. LA colorization rates ranged from 50% to 76.6%, and more than 50% of the cases were heavily colonized with pathogens. In the majority (74.2%) of the participants, matching microorganisms detected in the LA were observed in the OPX or/and the ETT. Interestingly, Enterobacteriaceae were most frequently observed in the OPX-ETT-LA group. It can be assumed that colonization with Enterobacteriaceae in the OPX leads to LA colonization and secondary contamination of the ETT. A proximal tip of the ETT was least frequently colonized, and there were no nonfermenting gram-negative bacteria (Pseudomonas spp., Acinetobacter spp., S. maltophilia, and other) in the ETT-LA matching pathogen group. The presence of S. aureus and UA-colonizing bacteria in the tube most likely shows its secondary contamination from the LA, because UA-colonizing bacteria and Candida spp. at high rates and S. aureus at lower rates were most frequently seen in the OPX-LA group. Associations between a high colonization rate in the OPX and its significance in matching group formation suggest that the OPX was the most important initial site before LA colonization. LA colonization can start from the time of intubation and continue at any time later. This study showed that the LA were colonized in >50% of the cases even during the first period (days 1 3) and further LA colonization was steady ever time. In two-thirds of the double and triple matched sample sets (OPX-LA, ETT-LA, and OPX-ETT-LA), monomicrobial growth was observed and it remained stable during all periods. These findings partially agree with those by Berdal et al. [63], who proposed to use oropharyngeal swab surveillance data to guide empirical antimicrobial therapy for VAP cases in the ICU. However, in one-third of the cases, there was a polymicrobial growth with different combinations of pathogens. Therefore, guidance of empirical antimicrobial therapy based on the pathogens isolated from the OPX can be misleading. Survival analysis revealed that Candida spp. reached the LA from the OPX within 1.64 4.75 days on average; APS, within 5.25-15.64 days, and pathogens of the Enterobacteriaceae family, within 2.25 4.75 days. Most likely in absolute majority of the cases, insertion of the ETT allowed Candida spp. direct access to the LA from the OPX. This is confirmed by a rather short 122
survival time for Candida spp., i.e., 1.52 3.48 days, in the ETT-LA group as well. In the OPX-LA group, the survival time for S. aureus was also very short (0.88-2.40 days). Thus, most probably that Candida spp. and S. aureus start colonizing the LA since the very beginning of endotracheal intubation. Later, colonization with pathogens of the Enterobacteriaceae family (2.25 4.75 days) or UA-colonizing bacteria (1.56 5.94 days) follows. It is worth noting that in this study, the group of UA-colonizing bacteria included different β-hemolytic streptococci (not only of group A) and E. corrodens, which are found in the oral cavity. In the literature, there is an ongoing debate about the importance of LA colonization while mechanically ventilated patient stays in the ICU. Colonization, VAT, and VAP seems to be integral parts of one process. In our study, only 5 cases of VAT and 1 case of VAP were diagnosed. A single case of VAP met all diagnostic criteria; however, of the 5 diagnosed VAT cases, only one met the criteria described by Craven et al. This disagreement can be caused by the fact that in our surveillance system, we did not use the quantitative diagnostic criteria in diagnosing VAT. Not always positive culture from the LA is associated with the development of VAP. Hamid et al. pointed out that only 60% of the patients having positive cultures from the endotracheal tip developed VAP. Kusahara et al. reported that LA colonization rates were 56.2% and 62%. According to the findings from the study by Srinivasan et al., the LA colonization rate with pathogens, collected by the BAL technique was 59%. Our study showed the similar LA colonization rate of 58.2%. Most commonly, the following risk factors for pediatric VAP are reported and analyzed: duration of mechanical ventilation, emergency or repeated endotracheal intubation, enteral feeding, and respiration-inhibiting drugs. According to the data by other, surgical interventions, age of less than 1 year, treatment with glucocorticoids, total parenteral nutrition, prolonged cardiac and respiratory deficiency and unintentional ET removal might have a significant impact on the development of VAP. In our study, we search for other LA colonization-causing factors such as additional patient s investigations, place where the procedure or investigation was performed, scheduled or emergency procedure); however, univariate analysis showed that none of these factors was significant. However, the emergence of the first matched OPX-LA sample set was significantly associated with CT that was performed outside the PICU area (n=6, 100%, SL=2.1). This could be explained by transportation-related microaspiration to the LA (patient s transferring on transportation vehicle, search for a comfortable position, slight movements of the ETT, changes in cuff pressure, etc.). Duration of intubation had a significantly impact on both overall colonization rates and colonization rates with individual pathogens. Despite mechanical 123
ventilation and duration of endotracheal intubation are well-known risk factors for the development of VAP, our study showed that time did not have any significant impact on LA colonization. Only the colonization rate at the lumen of the proximal tip of the ET endotracheal tube increased over time, with the highest colonization rate being on days 4 9. Therefore, it remains unclear why the duration of intubation increases the risk of VAP, if colonization rates in the lower airways are steady during mechanical ventilation. Importance of the entry of only individual bacteria to the lower airways should not be excluded, as they become responsible for the infectious process. P. aeruginosa, S. aureus, Acinetobacter spp., K. pneumoniae and E. coli were among the most common pathogens colonizing the LA and did not differ from those reported in the literature. According to literature data, during the early period (<5 days from the beginning of intubation), S. pneumoniae and H. influenzae can be considered as VAP-causing pathogens, and during the late period (>5 days from the beginning of intubation), S. aureus, P. aeruginosa, Acinetobacter spp. and K. pneumoniae. According to the data of our study, even in the early period, considerable growth of Candida spp. and S. aureus along with the above-mentioned upper airway flora was observed. Colonization rates with these pathogens and K. pneumoniae were statistically significant in the late period as well, when additionally Acinetobacter spp., P. aeruginosa, S. maltophilia, and E. faecalis were isolated. The study conducted in the adult ICU showed that colonization occurs both during the aspiration of pathogens from the stomach, when the same pathogen was isolated from gastric and lower airway specimens, and during direct entry of pathogens to the airways. CONCLUSIONS 1. The overall colonization rate with pathogens in the OPX and LA was high (75% 100% and 50% 76.5%, respectively) and was steady during all periods after insertion of an endotracheal tube. Colonization rates in the ETT were heterogeneous with the lowest colonization rate being on days 1 3 and the highest colonization rate being on days 4 6 and 10 12 (28.8% and 52.7%, respectively) after insertion of an endotracheal tube. 2. Colonization rates by individual pathogens in the OPX and the ETT were homogenous during all periods, while in the LA, colonization rates significantly differed: during the first period (days 1 3), the colonization rate with S. aureus was highest (n=40; 31.5%), followed by H. influenza (n=16; 12.6%), Klebsiella spp. (n=11; 8.7%), and Moraxella spp. (n=9; 7.1%); the colonization rate with S. pneumoniae was lowest (n=6; 4.7%). During the second period, colonization rates were evenly distributed. The third period 124
(days 7 9) showed the colonization rate with S. maltophilia to be highest (n=7; 13.7%); During the remaining periods colonization rates were evenly distributed. 3. In the majority (74.2%) of the participants, matching pathogens in the LA and other sites were detected. Most commonly, S. aureus, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Acinetobacter spp., E. coli, and Candida spp. were involved in the formation of double and triple sample sets, and these pathogens in majority of cases were susceptible to antimicrobial agents (83.9% to 100%). A triple OPX-ETT-LA sample set was documented most frequently (58.6%), and pathogens of the Enterobacteriaceae family were most common. A double OPX-LA sample set was observed less frequently (32.5%) and there Candida spp. and UAcolonizing bacteria were most common. Double ETT-LA sample sets were rare (8.9%), and S. aureus and UA-colonizing bacteria were involved more frequently. 4. The overall mean survival time was shortest for Candida spp. (3.0 days, 95% CI 1.38 4.62); the mean survival time for UA-colonizing bacteria (3.42 days, 95% CI 2.00 4.85) and S. aureus (4.31 days, 95% CI 3.08 5.55) was longer followed by the mean survival time for Enterobacteriaceae (5.63 days, 95% CI 4.82 6.43), and the mean survival time for APS was longest (8.28 days, 95% CI 6.69 9.86). 5. Colonization rates with pathogens in the OPX, ETT, and LA were not associated with 8 circumstances analyzed (scheduled specimen collection, specimen collection after patient s transportation for a CT scan, after extubation, GE, surgery, MRI, bronchoscopy, or other reasons). The emergence of the first OPX-LA case was significantly associated with transportation for a CT scan outside the PICU area. PRACTICAL RECOMMENDATIONS It is recommended to supplement earlier approved and implemented VAP prevention measures in the PICU: 1. During emergency or scheduled intubation, before inserting an ETT to the trachea, it is recommended to suction carefully accumulated secretions from the nasopharynx and the oropharynx as well as to maintain oral care with 0.05% 0.1% chlorhexidine water solution for 3 min. If needed, to apply mechanical ventilation by using a face mask and an Ambu self-inflating bag. 2. When long-term mechanical ventilation is needed (more than 72 h), in order to prevent biofilm formation it is recommended to use ETTs coated 125
with antibacterial agents (e.g. silver) or to apply mechanical ETT cleaning (special brushes or other measures for mechanical cleaning). 3. When long-term mechanical ventilation is needed (more than 72 h), in order to reduce secretion leakage near the ETT to the LA, it is recommended to use ETTs with a polyurethane cuff and to apply continuous or intermittent subglottic secretion drainage. 4 When long-term mechanical ventilation is needed (more than 72 h), in order to reduce ETT biofilms, use Trendelenburg position, with the feet higher than the head by 5-10 degrees. 5. It is advised to minimize movement of the patient with an ETT (bed CT scanner table bed) by refusing transferring the patient on transportation vehicle. 6. While performing any procedure during which the patient is moved or his/her position is changed, it is recommended to apply a short-term increase (up to 3 min) in ETT cuff pressure (up to 60 mmh 2 O). 126
PRIEDAI 1 priedas 127
128
129
130 2 priedas
131 3 priedas
132
133 4 priedas
134 5 priedas
135 6 priedas
136 7 priedas