Sovrainfezioni nei pazienti critici affetti da COVID-19 in Terapia Intensiva: studio osservazionale prospettico su 21 mesi di pandemia (marzo 2020 - dicembre 2021)

BACKGROUND: Bacterial and fungal superinfections represent an important complication of viral diseases, able to adversely affect the outcome of patients. Among critically ill patients with acute respiratory syndrome Coronavirus–2 (SARS-CoV-2), the risk of superinfection is increased due to virus-induced immunosuppression and immunomodulatory therapies, as well as recovery in Intensive Care Unit (ICU) and invasive procedures; these are additional risk factors for multi-drug resistant (MDR) microorganism infections. OBJECTIVES: to describe incidence, clinical and microbiological characteristics, risk factors and outcomes of superinfections in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) in intensive care unit. METHODS: It is an observational, prospective, single-centre study conducted between March and December 2021 at the “Città della Salute e della Scienza” University Hospital (Turin, Northern Italy). All consecutive adult patients requiring ICU admission expected to last longer than 48 hours and suffering from pneumonia by Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) were enrolled. To describe the incidence of the most common superinfections (ventilator-associated pneumonia - VAP, bloodstream infections - BSI, fungal infections and viral pneumonia), data were collected from bronchoalveolar lavage, tracheal aspirate, blood and urinary cultures and rectal swab which were routinely performed at ICU admission or in presence of a clinical suspicion of infection. RESULTS: 241 patients were enrolled. ICU and overall mortality were 55% (n=133) and 60% (n=145), respectively. 66% of patients demonstrated at least one infection during ICU stay (61% multidrug-resistant [MDR] bacteria), and the prevalence of infections developing <48 hours was 13.7% (co-infection); 46% (n=73) of patients were complicated by septic shock. In patients with superinfections ICU mortality was 68% (n=108). VAP (n=104 [65%]) was the most frequent superinfection, followed by BSI (n=51 [32%]), and other abdominal infections (n=4 [3%]). 80% of superinfections and 85% of VAP were sustained by gram-negative bacteria. Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii (n=64/263 isolates, 24%) and Klebsiella pneumoniae (n=36/263, 14%), followed by methicillin-sensible Staphylococcus aureus (MSSA) [n=25/263, 10%] and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) [n=13/263, 5%] were the most frequently isolated bacteria. Fungal isolates were 5% (n=15/263). Diagnosis of COVID-19 Associated Pulmonary Aspergillosis (CAPA) occurs in 12% (n=30) of patients. Viral infections were found in 10% (n=24) of patients. Superinfections prolonged mechanical ventilation (median, 16 days [interquartile range (IQR), 11-24 days] vs 7 days [IQR, 4-9 days]; p<.001), ICU stay (18 days [IQR, 12-27 days] vs 8 days [IQR, 5-11 days]; P<0.0001), and hospital stay (25 days [IQR, 18-34 days] vs 19 days [IQR, 13-31 days]; P=0.0027). Multi-variate logistic regressions for superinfections highlighted that prone position (OR 2.255 [IC 95%: 1.110-4.578], p-value 0.0245), lung severity from MuLBSTA score (OR 1.161 [IC 95%: 1.048-1.287], p-value 0.0043) and life support technique vv-ExtraCorporeal Membrane Oxygenation – ECMO (OR 3.446 [IC 95%: 1.157-10.266], p-value 0.0263) were risk factors for superinfections. CONCLUSIONS: Critically ill patients with COVID-19 are at high risk for bacterial superinfections, especially resulting from MDR microorganisms. Life support technique vv-ECMO, prone position and lung severity from MuLBSTA score were identified as specific risk factors for bacterial superinfections. The increase of MDR microorganism and their impact on mortality represent a critical issue among COVID-19 population. Our results underline the need to follow infection control measures and antimicrobial stewardship principles in this setting.

Le sovrainfezioni batteriche e fungine rappresentano un’importante complicanza delle malattie virali, tali da influenzare negativamente l’outcome dei pazienti.Nei pazienti critici con sindrome respiratoria acuta da Coronavirus-2(SARS-CoV-2), il rischio di sovrainfezioni è aumentato a causa dell’immunosoppressione indotta dal virus e delle terapie immunomodulanti, dalla permanenza in terapia intensiva (TI) e dall’invasività di cura, che rappresentano ulteriori fattori di rischio per infezioni da microrganismi multiresistenti (multi drug resistant,MDR). Obiettivo descrivere incidenza, caratteristiche cliniche e microbiologiche, fattori di rischio e outcomes delle sovrainfezioni nei pazienti critici affetti da COVID-19 ricoverati in TI.Studio monocentrico, osservazionale, prospettico, condotto tra marzo 2020 e dicembre 2021, consecutivamente arruolati tutti i pazienti adulti ricoverati per polmonite da SARS-CoV-2 nelle TI del Presidio Molinette – AOU “Città della Salute e della Scienza”, Torino.Al fine di valutare l’incidenza delle principali sovrainfezioni (ventilator-associated pneumonia-VAP, bloodstream infections-BSI, infezioni fungine e virali polmonari),sono stati ottenuti campioni microbiologici tramite lavaggio broncoalveolare, aspirato tracheale, emocolture, urocolture, e tampone rettale effettuati di routine o in caso di sospetto clinico. È stata condotta un’analisi univariata ed un modello di regressione logistica per mortalità e sovrainfezione al fine di valutare potenziali fattori di rischio predisponenti. Sono stati arruolati 241 pazienti.La mortalità in TI e in ospedale sono risultate rispettivamente del 55% e 60%. Il 66% dei pazienti ha contratto almeno una sovrainfezione durante la degenza (61% da MDR), di cui 33 nelle prime 48 ore (co-infezione);il 46% (n=73) dei pazienti ha manifestato shock settico.Nei pazienti con sovrainfezione la mortalità in TI è pari al 68% (n=108). La VAP è risultata essere la sovrainfezione più frequente (n=104), seguita da BSI (n=51) ed infezioni addominali (n=4).I batteri gram-negativi hanno causato l’80% delle sovrainfezioni e l’85% delle VAP. I batteri più frequentemente isolati sono stati Acinetobacter baumannii (n=64/263 isolati) e Klebsiella pneumoniae (n=36/263) resistenti ai carbapenemi, seguiti da Staphylococcus aureus sensibile alla meticillina (MSSA) [n=25/263] e S. aureus resistente alla meticillina (MRSA) [n=13/263].Gli isolati fungini sono stati il 5%(n=15/263).L’aspergillosi polmonare associata a COVID-19 è stata diagnosticata nel 12% dei pazienti. Le infezioni virali sono state riscontrate nel 10% dei pazienti. Dall’analisi univariata è emerso che le sovrainfezioni prolungano la ventilazione meccanica invasiva (mediana, 16 giorni vs 7 giorni),la durata della degenza in ICU (18 giorni vs 8 giorni) e in ospedale (25 giorni vs 19 giorni).All’analisi di regressione multivariata per sovrainfezione sono risultati essere fattori di rischio associati ad un maggior rischio di sovrainfezioni: la pronazione (OR 2.3), la gravità polmonare valutata con score MuLBSTA (OR 1.2) e la presenza del supporto vv-ExtraCorporeal Membrane Oxygenation – ECMO (OR 3.5). I pazienti critici affetti da COVID-19 ricoverati in TI presentano un elevato rischio di sovrainfezioni batteriche, in particolare da patogeni MDR.I fattori di rischio per sovrainfezioni batteriche sono risultati essere il supporto vv-ECMO, la pronazione e una gravità polmonare importante al MuLBSTA. L’emergere di patogeni MDR e il loro impatto sulla mortalità dei pazienti rappresentano una criticità nella popolazione COVID-19.Misure di infection control e antimicrobial stewardship si confermano essenziali in questo setting.