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