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Nuevas tecnologías y su utilidad en IAAS
Dra. María Victoria Moreno López
Médico Microbiólogo
REDSALUD Providencia
Hospital del Salvador
Octubre 2019
•MALDI TOF
•GENEXPERT
•FILMARRAY
Nuevas tecnologías
Informe de Infecciones asociadas a la atención en salud • ITU/CUP • ITS/CVC • NAVM • Infecciones Gastrointestinales • Sensibilidad Antimicrobianos (Staphylococcus
aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa, A. baumannii) , Vigilancia ARAISP
• Brotes
MALDI TOF Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization- Time of Flight
Las moléculas se cargan positivamente y viajan a lo largo del tubo de tiempo de vuelo (TOF)
El tiempo de vuelo de un ion está relacionado a su masa/carga (m/z) Espectro de iones presentes: • Peak (m/z) • Intensidad del peak
Espectro de masas
• Identificación bacterias, hongos, micobacterias
• Identificación directa de muestras de hemocultivos y urocultivos
• Susceptibilidad a carbapenémicos y cefalosporinas
• Susceptibilidad a colistin
• Tipificación bacteriana (estudio de brotes)
Uso de MALDI TOF
Importancia en la identificación de Candida auris (recomendación CDC)
Capacidad de identificar especies emergentes o de reciente aparición
https://www.cdc.gov/fungal/candida-auris/index.html
J Antimicrob Chemother. 2018 Dec 1;73(12):3359-3367
Microorganismo Utilidad
Streptococcus agalactiae ST-17 clon relacionado a enfermedad neonatal
Streptococcus pyogenes Diferencia cepas no invasoras de las que producen Fasceitis necrotizante
Staphylococcus aureus Diferencia MRSA de los 5 complejos clonales más importantes definidos por MLST
Escherichia coli Diferencia O157:H7
Salmonella spp. Diferencia Salmonella enterica sv Typhi de las no Typhi
Acinetobacter baumannii y Legionella pneumophila
Diferenciación de cepas clonales en brotes
La tipificación bacteriana es clave para la comprensión de la epidemiología de IAAS. Desarrollo en MALDITOF requiere aún estandarización, validación e interpretación de los resultados
MALDI TOF: uso en tipificación bacteriana
Diferenciación de linajes clonales de MRSA
Wolters 2011, International Journal of Medical Microbiology 301 (2011) 64–68
*Peaks discriminatorios (m/z): 4641,5002,5032,5419,5437,5508,5524
spa typing
60 aislados15 MALDI tipos Clustering reveló alta concordancia entre los grupos de maldi tipos y los CC (spa typing)
Wang 2018, PLoS ONE 13(3): e0194289
MACHINE LEARNING METHODS Algoritmos multivariados (modelos) Pueden predecir patrones MLST (ST)plantilla tipo según valores m/z Análisis de los peaks Radar de intensidades entre varios ST tipos 125 aislados: ST5 (89 peaks), ST 59 (108 peaks) ST 239 (101) 9 peaks característicos de los distintos ST: 1695, 2066, 2451, 2978, 3176, 3891, 4074, 4813, 6550.
Wang 2018, PLoS ONE 13(3): e0194289
MACHINE LEARNING METHODS Algoritmos multivariados (modelos) Pueden predecir patrones 125 aislados: ST5 (89 peaks), ST 59 (108 peaks) ST 239 (101) 9 peaks característicos de los distintos ST: 1695, 2066, 2451, 2978, 3176, 3891, 4074, 4813, 6550. Scatter plot 3D o gráfico de dispersión: revela que ST5, ST59 y ST239 pueden ser discriminados con una alta exactitud usando la intensidad de 3 peaks
Xpert® Carba-R is a qualitative, on-demand real-time PCR
test for the detection and differentiation of KPC, NDM,
VIM, OXA-48 and IMP in 48 minutes
Genexpert: Healthcare Associated Infections
FILMARRAY
• PCR múltiplex
• Diagnóstico sindrómico: identificación mediante un solo test de múltiples agentes infecciosos asociados a un síndrome (respiratorio, meníngeo, sepsis, GI).
• Tiempo de respuesta: 1 hora aprox.
• Facilita y optimiza la decisión clínica y genera un impacto significativo: Disminución estadía hospitalaria
Disminución mortalidad
Disminución gasto y gestión ATB
Impacto resistencia
Infecciones respiratorias
• Infecciones respiratorias agudas son un problema prioritario de salud
• IRA baja se concentra la mayor mortalidad
• IRA en adulto hospitalizado: • Técnicas diagnósticas moleculares: 40-50% detección de virus
• UK 2014-2016: Influenza (FLU) AB, Rinovirus, HCoV, hMPV, Parainfluenza (PI), VRS, ADV.
• Chile 2005-2007: VRS, Rinovirus, Influenza, hMPV, HCoV, ADV
• Chile 2013…2018-2019: Vigilancia Centinela detección de Flu, PI, VRS, ADV, hMPv
• PCR principal método diagnóstico para Rinovirus, Coronavirus Metapneumovirus, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydophila pneumoniae
• Rendimiento Inmunofluorescencia (IFA) e Inmunocromatografía (ICr) (vs PCR): • VRS: 2/48 casos • FLU: 6/27 casos
Brendish. Lancet Respir Med. 2017 May;5(5):401-411 Luchsinger. Thorax 2013. 68 (11): 1000-6
Situación actual HDS Diagnóstico IRA actual
Técnicas diagnósticas para estudio
Tratamiento empírico
Estadía hospitalaria
Hemocultivos Antígeno urinario para Legionella y S. pneumoniae Panel viral Icr CCAET ( UCI ) Cultivo de expectoración (UTIM, UTIQ o sala) Aislamiento : con sospecha de etiología viral según historia y/o según resultado del panel si (+)
HDS: Sólo diagnóstico por cultivo (bacteria) baja S Sin diagnóstico viral 2019: ICr Flu Inst. Nacional Tórax: (Inmunocromatografía: Flu A, B, ADV, VRS, PI, hMPV (bajo rendimiento) Ag urinario
Ceftriaxona + Levofloxacino por 7 días Oseltamivir por 5 días.
DATOS DEIS MINSAL 2017 Estadía promedio para Influenza y Neumonia HDS:
11.1 días Estadía promedio nacional:
7.9 días
263/290 Neumonías sin etiología especificada
Año 2018: 290 egresos hospitalarios • 26 prolongaron su estadia: 786
días/cama (UCI,UTI, Medicina) • $184.049.449 Datos estadística GRD Hospital del Salvador 2018
Necesidad uso Panel respiratorio
PANEL RESPIRATORIO
VIRUS Adenovirus Coronavirus HKU1 Coronavirus NL63 Coronavirus 229E Coronavirus OC43 Metapneumovirus humano Rhinovirus/Enterovirus humano Influenza A Influenza A/H1
Influenza A/H3 Influenza A/H1-2009 (A/H1N1) Influenza B Virus Parainfluenza 1 Virus Parainfluenza 2 Virus Parainfluenza 3 Virus Parainfluenza 4 Virus respiratorio sincicial (VRS)
BACTERIAS Bordetella pertussis Chlamydophila pneumoniae Mycoplasma pneumoniae
S 97.1% E 99.3% Muestra nasofaríngea
• NAC tenemos todo el año • Mayor concentración en invierno • Síntomas o signos clínicos no se
asocian con un agente etiológico específico.
• Rx de tórax no define la etiología. • ID patógeno por Hemocultivo y
cultivo expectoración es infrecuente.
• Causas de NAC (Luchsinger): • Bacterias 26% • Virus 22% • Mixtas 17% • 35% No ID
• Estacionalidad de los virus
(reportes)
Luchsinger. Thorax 2013. 68 (11): 1000-6
Ventajas uso Panel Respiratorio
• Disminución estadía hospitalaria: 1.1 días (Brendish).
• Para pacientes con resultado negativo (Martínez): • Disminución en 3.3 días/cama UCI • Disminución días ventilación mecánica • Disminución estadía en Urgencia: 1.38 horas • Disminución uso de antivirales: 1 día • Disminución uso de antibióticos: 1.9 días
• Para pacientes con resultado positivo: • Disminución mortalidad ~6% 50% en Flu-A (+)(entrega de resultados antes de 7 horas)
• Disminución en tiempo y costos de aislamiento: 181 aislamientos ($116.568.918 pesos) (Poelman)
**Trabajos comparan con PCR convencional
Brendish. Lancet Respir Med. 2017 May;5(5):401-411 Poelman. ESCV september 2015, Poster#1126 Martinez. Geisinger Health System (CVS poster, may 2016)
Infecciones SNC: Meningitis/Encefalitis
• Meningitis y encefalitis son emergencias médicas
• Alta Mortalidad
• El perfil de LCR en infecciones virales y bacterianas pueden ser similares.
• Paciente inmunosuprimido: síntomas no específicos y perfiles LCR atípicos.
• Los pacientes con sospecha de meningitis viral deben tratarse como si estuviesen infectados por patógenos bacterianos hasta que la etiología bacteriana se descarte.
• Diagnóstico rápido facilita una intervención terapéutica temprana y apropiada, minimizando el riesgo de eventos adversos, mortalidad y secuelas (50% casos).
Perfect. Clin Infect Dis 2010;50:291-322 Opota. New Microbe and New Infect 2015;4:1-4
Situación actual HDS Diagnóstico Meningitis/Encefalitis
Datos AT Microbiología cultivos 2018
Tratamiento empírico
Estadía hospitalaria
Pacientes con diagnóstico de meningitis aguda (clínica + citoquímico de LCR) CULTIVO negativo
Sólo diagnóstico por cultivo (bacteria) Cultivos totales 194 Cultivos negativos: 186 Cultivos positivos: 8
CEFTRIAXONA ACICLOVIR AMPICILINA (al menos 7 días)
DATOS DEIS MINSAL HDS 2017 Meningitis bacteriana: 10 días Encefalitis : 22.8 días Datos enero-junio 2019: Meningitis aguda: 7 días
Prevalencia infecciones SNC por Filmarray, Clínica Alemana. 446 muestras Muestras positivas: 16,8% (75/446) 89,3% (67/75): virus
Enterovirus y parechovirus: 71% (53/75) 10,7% (8/75): bacteria
Panel meningitis/encefalitis
Detecciones FA ME según
grupo etario
18-34
años
35-64
años
> 65
años
Bacteria
E. coli 2
H. influenzae 1
L. monocytogenes
N. meningitidis
S. agalactiae 1
S. pneumoniae 3 4 3
Virus
CMV 1
EV 4
HSV-1 2
HSV-2 1 8 3
HHV-6 3 1
HPeV
VZV 3 3 1
Levaduras
C. neoformans/C. gatti 1 2 1
Bowen. Nat Rev Neurol. 2016 Oct 27;12(11):662-674 Leber. J Clin Microbiol. 2016 Sep;54(9):2251-61 Schmidt-Hieber. Annals of Oncology 2016;27:1207-1225 Salavert. Med Intensiva 2011;35 (2):117-125
Población inmunocompetente Población inmunosuprimida
Infecciones del SNC en pacientes con desordenes hematológicos, TOS, TPH: • Cryptococcus • HSV • CMV • HHV-6 • VZV Infecciones del SNC en pacientes VIH:
S: 94.2%, E: 99.8%
Manejo de pacientes con meningitis aguda HDS 2019
• Enero-junio: 33 Filmarray extrasistema (23 sospecha meningitis, encefalitis)
• Pacientes con meningitis aguda y Filmarray con resultado negativo y cultivo negativo (casos=20). • Promedio hospitalización fue de 5.1 días
• 83.3% recibió tratamiento empírico (ceftriaxona+ ampicilina+ aciclovir) menos de 72 horas* • * Tiempo: solicitud y aprobación de examen para realizar en el extrasistema.
• Paciente con meningitis aguda y Filmarray con resultado positivo (casos=3) • Completaron tratamiento según patógeno encontrado (VVZ, VHS-2, S. pneumoniae).
Datos Dr. Cristian Romero, Hospital del Salvador
Ventajas uso Panel Meningitis/Encefalitis
• Paciente con FA (-): Disminución estadía hospitalaria HDS: 2 días • Impacto económico días/cama medicina 20 casos: $3.162.560 .
• Uso de Aciclovir por 2 - 3 días en pacientes con HSV (-). • Impacto económico días sin Aciclovir: $ 3.750.000.
• Detección rápida Enterovirus, disminuye el uso de antibióticos parenterales de 48 a 36 horas, y la mediana de estadía hospitalaria de 44 a 28 horas.
• Incremento en detección de patógenos bacterianos que no fueron posibles de identificar por cultivo tradicional. (bacterias que causan meningitis son fastidiosas o lábiles al ambiente)
Messacar. Diagn Microbiol Infect Dis. 2016 sept.86(1):118-120 Naccache. J Clin Microbiol. 2018;56:e01940-17 Lyons. Journal of Hospital Medicine 2012;000:000-000
SEPSIS
• Sepsis: problema de salud global
• 1/3 de ingresos a UCI
• Mortalidad elevada 35-40%
• Esfuerzo mundial de mejorar reconocimiento precoz y enfrentamiento:
• Administración temprana fluídos y vasopresores
• TAM empírico amplio espectro adecuado
• Impacto del tratamiento antimicrobiano (TAM) adecuado: • Mortalidad • Estadía hospitalaria • Costo de atención en salud • Resistencia antimicrobiana
• Estrategias para TAM adecuado:
• Adecuación mediante ATBgrama + Optimizaciones PK/PD
• Diagnóstico microbiológico temprano
Napolitano L. Sepsis 2018: definitions and guideline changes. Surgical infections. Vol 19, number 2, 2018.
Situación actual HDS vs FILMARRAY
Leggieri. N. Current Opinion in Infectious Diseases 2010, 23: 311-319.
Tiempo es vital para un paciente en condiciones severas 7.6% EXCESO DE MORTALIDAD POR HORA EN PACIENTES CON SEPSIS
Toma de muestra Transporte
? 24 horas 1-5 DIAS 48 horas
Filmarray: Diagnóstico microbiológico temprano apenas el hemocultivo se positiviza
Significancia clínica terapia antimicrobiana
TAM Empírica Después HC (+): tinción Gram
Después estudio Susceptibilidad (48 h)
Mortalidad asociada (%)
Riesgo relativo
A A A 10.5 (65/620) 1.0
I A A 13.3 (6/45) 1.27
I I A 25.8 (8/31) 2.46
A I I 28.6 (4/14) 2.73
I I I 33.3 (3/9) 3.18
Mortalidad asociada en episodios de bacteremia y fungemia en relación a lo apropiado de la terapia AAM en diferentes momentos de la bacteremia
A: Terapia apropiada I: Terapia inapropiada
Weinstein. Clinical Infectious Diseases 1997, 24: 584-602.
Filmarray: Diagnóstico microbiológico temprano apenas el hemocultivo se positiviza Terapia apropiada precoz
*Tinción Gram informa formas bacterianas: cocaceas, bacilos (Gram positivos o negativos) o levaduras
Panel Sepsis PANEL SEPSIS/HEMOCULTIVO
BACTERIAS GRAM-POSITIVAS Enterococcus Listeria monocytogenes Staphylococcus - Staphylococcus aureus
Streptococcus - Streptococcus agalactiae - Streptococcus pneumoniae - Streptococcus pyogenes
BACTERIAS GRAM-NEGATIVAS Acinetobacter baumannii Haemophilus influenzae Neisseria meningitidis Pseudomonas aeruginosa
Enterobacteriaceae - Enterobacter cloacae - Escherichia coli - Klebsiella oxytoca - Klebsiella pneumoniae - Proteus - Serratia marcescens
LEVADURAS Candida albicans Candida glabrata Candida krusei Candida parapsilosis Candida tropicalis
GENES DE RESISTENCIA ANTIMICROBIANA mecA – resistencia a la meticilina van A/B – resistencia a vancomicina KPC- resistencia a carbapenémicos
S: 98%, E: 99.9% Detección por FA: 235/244= 96% ID
Microorganismos hemocultivos HDS 2018
Ventajas uso Panel sepsis
• Disminución en el tiempo de identificación del microorganismo (1.7 días)
• Disminución tiempo para escalamiento/descalamiento de la terapia apropiada: • Disminución uso de vancomicina: 66 h 14 h en pacientes con bacteriemia
por S. aureus meticilino sensible (sensible a cloxacilina) • Inicio de terapia activa 16 h antes (linezolid o daptomicina) (25.7 h 9.4 h)
en pacientes con bacteriemia por Enterococo resistente a vancomicina (ERV) suspensión vancomicina 16 horas antes.
• Modelos estiman una reducción del 5% en el uso de ATB amplio-espectro disminución 26% en infecciones por Clostridium difficile (tratamiento y aislamientos)
Pardo.Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 84 (2016) 159–164
Banerjee. Clin Infect Dis. 2015 Oct 1;61(7):1071-80
MacVane. J Clin Microbiol 2016: 54:2455–2463 ATB: antibiótico
Sindrome diarreico agudo
• Causa común de morbi-mortalidad en la población general.
• Diarrea infecciosa o no-infecciosa es un problema común en pacientes hospitalizados.
• Sin métodos de biología molecular no hay una manera confiable de determinar qué individuos deben quedar con precauciones de contacto
• Pacientes inmunosuprimidos tienen un alto riesgo de padecer infecciones GI graves y el espectro etiológico difiere significativamente de los pacientes con sistema inmune normal.
• Pacientes inmunosuprimidos son más susceptibles a las infecciones por C. difficile y tienen un mayor riesgo de manifestaciones graves de esta infección.
Krones, E. 2012. Diarrhea in the Immunocompromised
Patient. Gastroenterology Clinics of North America, 41(3),
677–701.
Diagnóstico situación actual HDS
• Sólo coprocultivo, incluye TCBS (HDS) • detección de Salmonella, Shigella, Yersinia, Vibrio sp. • 2018: 8 coprocultivos (+), Coprocultivos (-): 247
• Tinción Campylobacter: bajo rendimiento • 27 (+) FA Tinción Hucker (+) : 0/27
• Parasitológico seriado (HLCM): bajo rendimiento, resultado 3-5 días. • Cryptosporidium 12(+) FA PS 10/12 (+) • Giardia: 7 (+) FA PS 1/7 (+)
• No se realiza diagnóstico viral ni detección de E. coli diarreogénica • Diagnóstico diarrea por C. difficile
• Sólo GDH y toxina • Casos GDH (+)/Toxina (-) no hay posibilidad de confirmación con PCR
Experiencia Panel GI Red Salud UC enero 2015-marzo 2016
8,1
4,1 4,1
2,7
0,9
15,4
12,7
11,8
7,7
6,3 5,9
4,1
5,4
1,4 0,5 0,5
5,4
3,2
0,0 0,0
Porcentaje patógenos identificados FA GI (% positivos) Población inmunocompetente
> 18 años Total: 199 pacientes 67% positivos 33% negativos 75% bacterias 32% virus 15% parásitos
Ventajas uso Panel GI
• Alto rendimiento en relación al coprocultivo. Algunos estudios muestran una positividad del 52% (15% del total con más de 1 patógeno).
• Incremento significativo en la detección de patógenos, pasando de 18.1% a 54.4% en identificaciones exitosas del agente causal.
• Disminución uso Ciprofloxacino empírico y dirigir terapia.
• Amplia cobertura de agentes infecciosos asociados a brotes nosocomiales: Norovirus, Rotavirus, Astrovirus, Sapovirus, EPEC, ETEC, EAEC.
• PUC: 66 muestras (-) FA y copro: 50% se identificó causa no infecciosa
• Clostridium difficile: 60% de los casos no se aisló de manera efectiva a los pacientes (GDH (+)/ Toxina (-)).
Diagn Microbiol Infect Dis. 2015 Jun;82(2):154-7