Comparison of endotracheal aspiration and mini-BAL culture results in the diagnosis of ventilator-associated pneumonia

Ventilatörle ilişkili pnömoni tanısında kullanılan endotrakeal aspirat kültürü ile mini-BAL kültürünün karşılaştırılması

CUMHUR ARTUK,Hanefi Cem GÜL,Gürkan MERT,Ahmet KARAKAŞ,ORHAN BEDİR,Can Polat EYİGÜN

Abstract

The objective of this study was to compare the results of cultures obtained by mini-bronchoalveolar lavage (BAL) and endotracheal aspiration (ETA) techniques, used for rapid and accurate determination of pathogens causing ventilator-associated pneumonia (VAP) in intensive care units. Of the 92 patients on mechanical ventilation followed at the emergency intensive care unit of our hospital between June 2010 and June 2011, 30 (32.2%) patients were diagnosed as VAP and they were included in this study. VAP diagnosis were based on the clinical and radiological findings. Clinical pulmonary infection score (CPIS) of > 6 was accepted as the clinical criteria of VAP. Initially ETA samples were collected from the patients followed by mini-BAL sampling 15 minutes later, together with urine and two blood cultures. Microbiological evaluation and identification were performed by conventional methods and Phoenix 100 (BD Diagnostic Systems, ABD) automated system. In quantitative culture analysis, > 10.000 cfu/ml for BAL and > 100.000 cfu/ml for ETA were accepted as the positive result. The mean ages of VAP-developed (n= 30; 18 were male) and nondeveloped (n= 62; 39 were male) patients were 68.23 ± 16.19 and 52.16 ± 10.41 years, respectively, and the mean durations of mechanical ventilation were 29.57 ± 15.78 and 12.11 ± 6.01 days, respectively. Multivariate logistic regression analysis showed that older age (p< 0.001) and duration of mechanical ventilation (p< 0.001) were independent risk factors for VAP development. There was also a statistically significant difference in CPIS values between patients who developed VAP and not (6.8 ± 1.15 and 2.71 ± 1.06, respectively; p< 0.001). The use of CPIS for VAP diagnosis was found to be useful in patients on mechanical ventilation. In our study, a total of 16 strains (six A.baumannii, three P.aeruginosa, one K.pneumoniae, six S.aureus) were isolated from ETA cultures, while 34 strains (16 A.baumannii, six P.aeruginosa, four K.pneumoniae, two E.coli, six S.aureus) were isolated from mini-BAL cultures of 30 VAP patients. The contamination rate for ETA cultures was found as 27% (8/30), however there was no contamination in mini-BAL samples. The rates of negative cultures for ETA and mini-BAL were 20% (6/30) and 7% (2/30), respectively. Seven (87.5%) of the eight contaminated ETA samples, yielded pathogenic bacterial growth (six A.baumannii, one K.pneumoniae) in mini-BAL samples. Similarly, of the six negative ETA samples, 5 (83%) yielded bacterial growth (two E.coli, two K.pneumoniae, one P.aeruginosa) in mini-BAL samples. Statistical analysis with Spearman test indicated no positive correlation between the culture results of mini-BAL and ETA (p= 0.464), and the concordance between the culture results of those methods was found as 50%. It was concluded that the use of mini-BAL instead of ETA samples for the isolation of causative microorganisms of VAP seemed to be more useful due to the high contamination risk in ETA culturing techniques and higher bacterial isolation rates in mini-BAL sampling.

Özet

Bu çalışmada, özellikle yoğun bakım ünitelerinde ventilatörle ilişkili pnömoni (VİP)’ye neden olan olası etkeni hızlı ve doğru tanımlamak için kullanılan endotrakeal aspirat (ETA) ve mini-bronkoalveoler lavaj (BAL) yöntemleriyle alınan kültür sonuçlarının kıyaslanması amaçlanmıştır. Hastanemiz yoğun bakım ünitesinde Haziran 2010-Haziran 2011 tarihleri arasında mekanik ventilatörde takip edilen 92 hastadan VİP gelişen 30 (%32.2) hasta çalışmaya dahil edilmiştir. VİP tanısı klinik ve radyolojik olarak konulmuş; hastalar klinik pulmoner enfeksiyon skoru (CPIS) skorlama sistemiyle değerlendirilmiş ve tanıda CPIS değerinin > 6 olması dikkate alınmıştır. VİP gelişen hastalardan önce ETA ve 15 dakika sonra mini-BAL örnekleri toplanmış; hastalardan ayrıca iki adet kan kültürü ve idrar kültürleri de alınmıştır. Mikrobiyolojik değerlendirme ve tanımlama, klasik yöntemlerle ve Phoenix 100 otomatize sistemi (BD Diagnostic Systems, ABD) ile yapılmıştır. Kantitatif kültürlerin değerlendirmesinde, BAL örneği için > 10.000 kob/ml, ETA için > 100.000 kob/ml bakteri üremesi anlamlı olarak kabul edilmiştir. Mekanik ventilasyon uygulaması sırasında VİP gelişen (n= 30; 18’i erkek) ve gelişmeyen (n= 62; 39’u erkek) hastaların yaş ortalaması sırasıyla; 68.23 ± 16.19 ve 52.16 ± 10.41 yıl; mekanik ventilasyon uygulama süresi ise sırasıyla; 29.57 ± 15.78 ve 12.11 ± 6.01 gün olarak bulunmuştur. Çok değişkenli lojistik regresyon analizi ile incelendiğinde; ileri yaş (p< 0.001) ve mekanik ventilasyon uygulama süresinin (p< 0.001), VİP gelişimi açısından bağımsız birer risk faktörü olduğu saptanmıştır. VİP gelişen ve gelişmeyen hastaların CPIS değerleri arasında da istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulunmuştur (sırasıyla; 6.8 ± 1.15 ve 2.71 ± 1.06 puan; p< 0.001). Buna göre, mekanik ventilatörde olan hastalarda VİP tanısında CPIS skoru kullanımının faydalı olacağı düşünülmüştür. Çalışmamızda, VİP’li 30 hastaya ait ETA kültürlerinden 16 suş (altı Acinetobacter baumannii, üç Pseudomonas aeruginosa, bir Klebsiella pneumoniae, altı Staphylococcus aureus), mini-BAL kültürlerinden ise 34 suş (16 A.baumannii, altı P.aeruginosa, dört Klebsiella pneumoniae, iki, Escherichia coli, altı S.aureus) izole edilmiştir. ETA kültürlerinde kontaminasyon oranı %27 (8/30) olarak bulunurken, mini-BAL kültürlerinde kontaminasyon izlenmemiştir. ETA kültürlerinin %20 (6/30)’sinde, mini-BAL kültürlerinin ise %7 (2/30)’sinde üreme olmadığı tespit edilmiştir. ETA kültüründe kontaminasyon olan sekiz hastadan alınan mini-BAL kültürlerinden 7 (%87.5)’sinde patojen bakteri üremesi (altı A.baumannii, bir K.pneumoniae) tespit edilmiştir. Benzer olarak ETA kültüründe üreme olmayan altı hastadan 5 (%83)’inin mini-BAL kültürlerinden patojen bakteri (iki E.coli, iki K.pneumoniae, bir P.aeruginosa) izolasyonu yapılmıştır. Spearman testi ile yapılan istatistiksel analizde, ETA ve mini-BAL yöntemleriyle alınan örneklerin kültür sonuçları arasında anlamlı bir korelasyon tespit edilmemiş (p= 0.464); ETA ve mini-BAL yöntemleriyle alınan örneklerin kültür sonuçları arasındaki uyum %50 olarak saptanmıştır. Sonuç olarak, ETA kültür yöntemlerinde artan kontaminasyon riski ve mini-BAL örneklerinden izolasyon oranının daha yüksek olması gibi nedenlerle, VİP etkeni mikroorganizmaların araştırılmasında ETA yerine mini-BAL örneklemesinin daha uygun olacağı kanısına varılmıştır.