Zakażenia mikrobiomem miejsca operowanego w zabiegach ortopedyczno-urazowych

(1)

FORUM ZAKAŻEŃ 2020;111:1114 © Evereth Publishing, 2020

JAKUB NOWAKOWSKI13_{| MONIKA LISIECKA}4_{| AGNIESZKA ŁAWNICKA}3_{| KRZYSZTOF PIETRZAK}5_{| ANNA BUDZYŃSKA}2,6_| KAROL SZYMAŃSKI1,2_{| JERZY SIKORSKI}1, 2_{| KRZYSZTOF SŁOWIŃSKI}1,2

ZAKAŻENIA MIKROBIOMEM MIEJSCA OPEROWANEGO W ZABIEGACH

ORTOPEDYCZNOURAZOWYCH

SURGICAL SITE INFECTIONS CAUSED BY OPPORTUNISTIC MICROORGANISMS IN ORTHOPEDIC

AND TRAUMATIC PROCEDURES

PRACA ORYGINALNA

ORCID*: 0000-0002-3486-4435 | 0000-0002-5448-1263 | 0000-0001-9406-7473 | 0000-0003-4442-5679 | 0000-0003-3037-6239 | 0000-0002-6738-2213 | 0000-0002-5285-0678 | 0000-0001-6957-8271

1 Klinika Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chirurgii Plastycznej Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu

2 Oddział Chirurgii Ogólnej i Obrażeń Wielonarządowych z Pododdziałem Leczenia Oparzeń Wielospecjalistycznego Szpitala Miejskiego im. J. Strusia w Poznaniu 3 Oddział Chirurgii Ogólnej, Laparoskopowej

i Endokrynologicznej Wielospecjalistycznego Szpitala Miejskiego im. J. Strusia w Poznaniu 4 Zakład Diagnostyki Laboratoryjnej

Wielospecjalistycznego Szpitala Miejskiego im. J. Strusia w Poznaniu

5 Zakład Spondyloortopedii i Biomechaniki Kręgosłupa Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu 6 Zakład Praktyki Pielęgniarskiej Katedry

Pielęgniarstwa Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu

} AGNIESZKA ŁAWNICKA

Oddział Chirurgii Ogólnej, Laparoskopowej i Endokrynologicznej,

Wielospecjalistyczny Szpital Miejski im. J. Strusia w Poznaniu,

ul. Szwajcarska 3, 61-285 Poznań, e-mail: agnese2@vp.pl

Wpłynęło: 23.08.2019 Zaakceptowano: 13.09.2019 DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2019039 *według kolejności na liście Autorów

STRESZCZENIE: Zakażenie miejsca operowanego (ZMO) to problem przyczyniający się do zwiększenia kosztów terapii i mający negatywny wpływ na ostateczny wynik leczenia chirur-gicznego. Często w ranach operacyjnych stwierdza się obecność mikrobiomu – mikroorga-nizmów potencjalnie chorobotwórczych. W niniejszej pracy przedstawiono częstość klinicz-nie jawnych ZMO spowodowanych wymienionym czynnikiem u 121 pacjentów hospitali-zowanych z powodu obrażeń w Klinice Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chirurgii Pla-stycznej Wielospecjalistycznego Szpitala Miejskiego w Poznaniu w okresie od 1 stycznia 2018 roku do 27 czerwca 2019 roku. Analizie poddano 352 wymazy z ran operacyjnych, uzyskując 65% posiewów dodatnich oraz 35% posiewów ujemnych. Stwierdzono, że zastosowanie im-plantu podczas operacji złamania kości znamiennie zwiększa ryzyko wystąpienia zakażenia miejsca operowanego, w tym infekcji wywołanych przez patogeny oportunistyczne, a obni-żenie odporności organizmu w chorobie urazowej sprzyja kolonizacji mikrobiomem. Ponadto, aby zwiększyć szansę wyhodowania patogenu w przypadku zakażenia miejsca operowanego z użyciem implantu, wskazane jest pobranie próbek z różnych miejsc.

SŁOWA KLUCZOWE: mikrobiologia, mikrobiota ﬁzjologiczna, zabiegi z użyciem implantu, za-każenia miejsca operowanego, zaza-każenia w ortopedii

ABSTRACT: Surgical site infections caused by opportunistic microorganisms increase costs of therapy and have a negative impact on the final result of surgical treatment. Skin microbio-ta conmicrobio-tains potentially pathogenic bacteria which can be found in surgical wounds. This work presents the frequency of overt surgical site infections caused by the above-mentioned pa-thogens in 121 patients hospitalized due to traumatic injuries in a surgical center in Poland for a period of one and a half years. 352 swabs from wounds were collected, 65% of which had positive cultures and 35% negative. The use of an implant during surgical treatment of fractu-res significantly increased the risk of SSI including infections caused by opportunistic patho-gens and a general weakening of the immune system in traumatic injuries promotes coloniza-tion with opportunistic bacteria. In addicoloniza-tion, collecting samples from different locacoloniza-tions is re-commended in order to increase the chance of a positive culture.

KEY WORDS: implant procedures, microbiology, opportunistic ﬂora, orthopedic infections, surgical site infections

Artykuł jest dostępny na zasadzie dozwolonego użytku osobistego. Dalsze rozpowszechnianie (w tym druk i umieszczanie w sieci) jest zabronione i stanowi poważne naruszenie przepisów prawa autorskiego oraz grozi sankcjami prawnymi.

(2)

FORUM ZAKAŻEŃ 2020;111

12 © Evereth Publishing, 2020

WSTĘP

Zakażenie miejsca operowanego (ZMO) stanowi istotny problem dla zespołów terapeutycznych. Pomimo stosowania coraz lepszych metod profilaktyki, należy ono nadal do naj-częstszych powikłań leczenia operacyjnego. Częstość wystę-powania ZMO w różnych ośrodkach plasuje się w granicach 2–7%, przyczyniając się do znacznego wzrostu kosztów lecze-nia oraz pogorszelecze-nia wyników prowadzonej terapii [15].

ZMO – jako typowy przykład zakażeń szpitalnych (ang. hospital-acquired infection – HAI) – rozwija się w ciągu 30 dni od interwencji chirurgicznej, jeżeli nie użyto podczas zabiegu implantów [14]. W przypadku operacji z zastoso-waniem implantów okres ten wydłuża się do ponad jedne-go roku [14]. Ze względu na miejsce występowania ZMO dzieli się na: zakażenia powierzchowne (skóra i tkanka podskórna), zakażenia głębokie (powięź, mięśnie, kości) oraz zakażenia narządu lub jamy ciała (pozostające w kon-takcie z miejscem operowanym).

W oddziałach chirurgii urazowej zdecydowana większość operacji wiąże się z koniecznością zastosowania implantów. Znaczną liczbę urazów wymagających leczenia zabiegowego stanowią złamania kości z towarzyszącymi stłuczeniami tka-nek, obrzękami, ranami (złamania otwarte). Zakażenia ko-ści są powikłaniem złamań otwartych i występują z częstoko-ścią 7–12% [8]. Ryzyko rozwoju infekcji jest zależne od typu zła-mania. Częstość występowania zakażeń związanych z typem złamania wynika głównie z rozległości urazu. Dodatkowymi czynnikami zwiększającymi prawdopodobieństwo wystąpie-nia ZMO u chorych po urazie są: wiek, towarzyszące (czę-sto niewyrównane lub zdekompensowane) choroby przewle-kłe (częstość występowania zakażeń w zależności od liczby schorzeń towarzyszących waha się w przedziale od 4 do 30%), uzależnienia, wyjściowy zły stan ogólny, zaburzenia motory-ki, niedożywienie, stosowanie leków immunosupresyjnych, zaawansowany wiek oraz cukrzyca [8]. Nie bez znaczenia po-zostaje również wydłużający się czas oczekiwania na operację. Innymi ważnymi czynnikami wpływającymi na częstość wy-stępowania zakażeń są: stosowanie profilaktyczne antybioty-ku, pokrycie rany w trakcie chirurgicznej interwencji, miejsce złamania (większe w obrębie kończyn dolnych), liczba prze-toczeń krwi [8]. Konieczność wczesnego operowania pacjen-ta z urazami uniemożliwia optymalne przygotowanie go do zabiegu, co samo w sobie znacznie zwiększa ryzyko wystąpie-nia omawianych powikłań.

Stosunkowo często w ranach operacyjnych stwierdza się – na podstawie badań mikrobiologicznych – obecność bak-terii nazywanych również drobnoustrojami oportunistycz-nymi, komensalami lub potencjalnie chorobotwórczymi. W procesie ewolucji pojawiły się możliwości zasiedlenia przez drobnoustroje nowych nisz ekologicznych i pozyski-wania nowych źródeł pożywienia. Następstwem tego procesu

(jak również kontaktów pomiędzy człowiekiem, zwierzęta-mi a środowiskiem) jest obecność – zarówno na powłokach ciała, jak i w ciele – licznych, często bardzo zróżnicowanych populacji drobnoustrojów, pozostających przez całe życie lub tylko okresowo [6]. Mikroorganizmy te naturalnie bytują na skórze, w przewodzie pokarmowym, narządach rodnych itd. W prawidłowych warunkach nie powodują szkód w organi-zmie, a wręcz dzięki współzawodnictwu o miejsce oraz o po-karm stanowią naturalną barierę ochraniającą skolonizowaną okolicę przed infekcjami wywołanymi przez bakterie poten-cjalnie chorobotwórcze lub patogenne.

Mikrobiom zdrowej skóry jest bardzo zróżnicowany. Tworzą go m.in.: Propionibacterium acnes, Staphylococcus

epidermidis, Staphylococcus aureus, Corynebacterium spp., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis.

Przy-kładami innych bakterii są: Escherichia coli (w zależności od okolicy), Streptococcus salivarius, Bacteroides spp.,

Bifi-dobacterium spp., Clostridium perfringens, Enterococcus spp.

w przewodzie pokarmowym oraz Lactobacillus spp. w dro-gach moczowo-płciowych. W oddziałach ortopedycznych i chirurgii urazowej kolonizacja oraz zakażenia miejsca ope-rowanego wywołane przez mikrobiom występują stosunko-wo często, co niejednokrotnie wiąże się z transmisją mikro-organizmów do tkanek na skutek urazu.

Celem pracy było określenie częstości występowania klinicznie jawnych zakażeń miejsca operowanego wywo-łanych przez mikrobiom u pacjentów hospitalizowanych w Klinice Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chirur-gii Plastycznej Wielospecjalistycznego Szpitala Miejskiego w Poznaniu z powodu pierwotnych obrażeń.

MATERIAŁ I METODY

Analizie poddano wyniki posiewów mikrobiologicz-nych wymazów (pobieramikrobiologicz-nych metodą Levina) z ran ope-racyjnych wykazujących kliniczne cechy zakażenia (za-czerwienienie, obrzęk, ból, dysfunkcja), które wystąpiły u pacjentów operowanych z powodu pierwotnych urazów w Klinice Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chirur-gii Plastycznej w Poznaniu w okresie od 1 stycznia 2018 roku do 27 czerwca 2019 roku. Z badania wyłączono oso-by z ranami przewlekłymi oraz po oparzeniach. Szczególną uwagę zwracono na częstość występowania zakażeń miej-sca operowanego wywołanych mikrobiomem.

WYNIKI

Badaniem objęto 121 pacjentów hospitalizowanych w Klinice Chirurgii Urazowej, Leczenia Oparzeń i Chi-rurgii Plastycznej. U tych badanych stwierdzono kliniczne

(3)

cechy ZMO. Ilość pobranych i poddanych analizie wy-mazów z ran operacyjnych wyniosła 352. Spośród anali-zowanej grupy uzyskano 65% (n=229) posiewów dodat-nich oraz 35% (n=123) posiewów ujemnych. Wśród grupy z dodatnimi wynikami posiewów zakażenie miejsca ope-rowanego wywołane przez bezwzględne patogeny stwier-dzono w 76% (n=175) pobranych wymazów, co przekła-dało się na 88 pacjentów (73%). Pozostałą grupę (27%, n=33) stanowiły przypadki ZMO powodowane przez mi-krobiom (24% posiewów). Częstość występowania zaka-żenia miejsca operowanego wywołanego mikrobiomem była znacznie większa w przypadku zabiegów z użyciem implantów 64% (21/33) – w porównaniu do operacji bez użycia implantów 36% (12/33).

OMÓWIENIE

Czynniki ryzyka zakażenia rany operacyjnej w trauma-tologii są typowe, podobnie jak dla całej chirurgii [12]. Implanty stosuje się również w innych dziedzinach me-dycyny, np. w kardiochirurgii. Istotną odmiennością jest jednak duża trudność w leczeniu zakażeń kości, które przebiegają czasem pod postacią infekcji przewlekłych, z którymi pacjent boryka się do końca życia [1, 4]. WHO (ang. World Health Organization) zwraca uwagę, iż w Pol-sce nie ma zbiorczych wyników dotyczących zakażeń ran po operacjach chirurgicznych [21].

Sułko i wsp. częstość posiewów jałowych po zabiegach ortopedycznych u dzieci oceniali na jeden przypadek na 33 posiewy [18]. W badaniu tych autorów S. aureus stano-wił 69%, a S. epidermidis 12% zakażeń. Również inni auto-rzy podkreślali dominującą rolę infekcji o etiologii

Staphy-lococcus aureus po leczeniu operacyjnym [7, 9, 10, 13, 16,

19]. Podobnie w opracowywanym przez Autorów materia-le dominowały infekcje wywoływane przez S. aureus.

W zaprezentowanym w niniejszej pracy badaniu zwra-ca uwagę duża liczba (35%) posiewów ujemnych. W li-teraturze podkreśla się jednak, iż w ortopedii, zwłaszcza w przypadku wykorzystania implantów, infekcje często są skąpobakteryjne, co utrudnia wyhodowanie patogenu [3, 17]. Berberi i wsp. liczbę zakażeń okołoprotezowych, od-nośnie których nie udało się wyhodować patogenu, okre-ślili na 7% [3]. Gitain i wsp. w chirurgii urazowej na 9% ocenili liczbę infekcji, w których nie udało się uzyskać pa-togenu [5]. Wielu autorów proponuje, aby w przypadku podejrzenia infekcji miejsca operowanego z użyciem im-plantu pobierano próbki aż z 5 różnych miejsc, co zwięk-szyłoby szanse na wyhodowanie patogenu [2, 7].

Wielospecjalistyczny Szpital Miejski im. J. Strusia w Po-znaniu jest przystosowany do zaopatrywania dużej liczby chorych z urazami złożonymi, w ciężkim stanie ogólnym,

z etapem leczenia w oddziale intensywnej terapii. Oddział ten prowadzi działania ratunkowe w przypadku zagroże-nia życia u pacjentów z obrażezagroże-niami wielonarządowymi, mnogimi i wielomiejscowymi, w tym w obrębie: głowy, kręgosłupa piersiowego i lędźwiowego, układu narządu ruchu, narządów jamy brzusznej i klatki piersiowej, ob-wodowego układu nerwowego, ze złożonymi złamaniami miednicy. Przyczynia się to do pojawienia się wymienio-nych już we wstępie czynników ryzyka, sprzyjających za-każeniu miejsca operowanego, bowiem obniżenie odpor-ności w przebiegu choroby urazowej, gdy operacje orto-pedyczne są jednym z elementów wieloetapowego lecze-nia, sprzyja kolonizacji mikrobiomem, który może przy-czynić się do rozwoju ZMO. Wyniki uzyskane w badaniu są zgodne z doniesieniami literatury światowej [11, 20].

WNIOSKI

1. Częstość występowania ZMO wywołanych przez patogeny oportunistyczne jest znamiennie częst-sza w grupie pacjentów operowanych z użyciem im-plantów.

2. W przypadku zakażenia miejsca operowanego z uży-ciem implantu wskazane jest pobranie próbek z kil-ku miejsc (nawet 5 różnych), co zwiększa szansę na wyhodowanie patogenu.

3. Obrażenia ciała w wyniku obniżenia odporności or-ganizmu w chorobie urazowej sprzyjają ZMO i kolo-nizacji mikrobiomem.

KONFLIKT INTERESÓW: nie zgłoszono.

PIŚMIENNICTWO

1. Al-Mulhim FA, Baragbah MA, Sadat-Ali M, Alomran AS, Azam M. Prevalen-ce of surgical site infection in orthopedic surgery: a 5-year analysis. Int Surg 2014;99(3):264–268.

2. Atkins B, Athanasou N, Deeks JJ et al. Prospective evaluation of criteria for mi-crobiological diagnosis of prosthetic-join infection at revision arthroplasty. The OSIRIS Collaborative Study Group. J Clin Microbiol 1998;36(10):2932–2939. 3. Berberi EF, Marculescu C, Sia I et al. Culture-negative prosthetic joint infection.

Clin Infect Dis 2007;45(9):1113–1119.

4. Drago L, Clerici P, Morelli I et al. The World Association against Infection in Or-thopaedics and Trauma (WAIOT) procedures for microbiological sampling and processing for periprosthetic joint infections (PJIs) and other implant-related infections. J Clin Med 2019;8(7).

5. Gitajn IL, Heng M, Weaver MJ, Ehrlichman LK, Harris MB. Culture-negative infec-tion after operative ﬁxainfec-tion of fractures. J Orthop Trauma 2016;30(10):538–544. 6. Gliński Z, Kostro K. Mikrobiom – charakterystyka i znaczenie. Życie Weterynaryjne

2015;90(7):446–450

7. Grajek A, Białecki J, Marczyński W, Walczak P, Macias J. A retrospective analysis of bacteriological studies of surgical site infections in a monoprofile, multide-partmental orthopedic Hospital. Ortop Traumatol Rehabil 2015;17(3):275–288. 8. Hryniewicz W, Małdyk P, Ozorowski T, Babiak I, Krogulec Z. Profilaktyka, diagno-styka i terapia zakażeń w ortopedii. Narodowy Program Ochrony Antybioty-ków (online) 2013; http://antybiotyki.edu.pl/wp-content/uploads/Rekomen-dacje/profilaktykadiagnostykaterapia25_11.indd_.pdf

(4)

9. Jones S, Shepherd J, Robinson K, Khandekar SA et al. Surgical site infection fol-lowing elective nonspinal paediatric orthopaedic surgery: a prospective re-view. J Pediatr Orthop B 2019;28(1):89–93.

10. Khan MS, ur Rehman S, Ali MA, Sultan B, Sultan S. Infection in orthopedic implant surgery, its risk factors and outcome. J Ayub Med Coll Abdottabad 2008;20(1):23–25.

11. Montalvo RN, Natoli RM, O’Hara NN et al. Variations in the organisms cau-sing deep surgical site infections in fracture patients at a level I Trauma Center (2006–2015). J Orthop Trauma 2018;32(12):e475–e481.

12. Montewka M, Skrzek A, Plewik D, Rudzki S, Wysokiński A, Kozioł-Montewka M. Zakażenia miejsca operowanego – charakterystyka czynników ryzyka, en-dogennych źródeł zakażenia i metody zapobiegania. Tekst wykładu przedsta-wionego na XXVII Zjeździe Polskiego Towarzystwa Mikrobiologów w Lublinie w dniach 5–8 września 2012 r. Post Mikrobiol 2012;51(3):227–231.

13. Ortega GR, Ortega AA. Posttraumatic orthopaedic wound infections: a current review of the literature. Current Orthopaedic Practice 2014;25(3):217–220. 14. Owens CD, Stoessel K. Surgical site infections: epidemiology, microbiology

and prevention. J Hosp Infect 2008;70(Suppl. 2):S3–S10.

15. Pupka D, Sawicki T, Sikora J, Pupka A. Zakażenie miejsca operowanego – po-stępowanie. Chir Dypl 2019;2.

16. Sewonou A, Rioux C, Golliot F et al. Incidence of surgical site infection in am-bulatory surgery: results of the INCISCO surveillance network in 1999–2000. Ann Chir 2002;127(4):262–267.

17. Sia IG, Berbari EF, Karchmer AW. Prosthetic joint infections. Infect Dis Clin North Am 2005;19(4):885–914.

18. Sułko J, Oberc A. Zakażenia ran operacyjnych w oddziale ortopedii dziecię-cej – obserwacje własne. Ostry Dyżur 2012;5(3–4):48–50.

19. Wang H, Pei H, Chen M, Wang H. Incidence and predictors of surgical site in-fection after ORIF in calcaneus fractures, a retrospective cohort study. J Orthop Surg Res 2018;13:293.

20. Wise BT, Connelly D, Rocca M et al. A predictive score for determining risk of surgical site infection after orthopaedic trauma surgery. J Orthop Trauma 2019;33(10):506–513.

21. World Health Organization. Surgical wound infection rate (%), all operations. WHO (online); https://gateway.euro.who.int/en/indicators/hfa_546-6420-surgical-wound-infection-rate-all-operations/