MEDIOS DE CULTIVO PARA ANAEROBIOS EN EL DIAGNOSTICO DE BACTERIEMIAS

Artículo completo
Introducción

En la actualidad existen discrepancias sobre la necesidad de realizar sistemáticamente hemocultivos para gérmenes anaerobios en casos de bacteriemia, dada la baja prevalencia de estos microorganismos como agentes causales de estas infecciones^1-4 (entre 1.8% y 25%)^1,5-7 y dada la sospecha de dicha complicación en traumatismos o enfermedades intraabdominales o pelvianas. Sin embargo, existen trabajos que demuestran que la no realización de cultivos para anaerobios conlleva una disminución en la rentabilidad diagnóstica de las bacteriemias.⁸

Objetivo

El objetivo del trabajo es analizar la utilidad del cultivo para anaerobios en el diagnóstico general de bacteriemia y su relación con el propio medio de crecimiento (aerobio o anaerobio) o con el volumen de sangre extraída.

Material y métodos

Se presentan dos estudios, el primero retrospectivo, no publicado, en el que se analizan los medios de crecimiento de todas las bacteriemias diagnosticadas en 1997 en un hospital de alta complejidad.

Luego se presentan los resultados de un segundo estudio realizado con posterioridad y recientemente publicado (Emergencias 2006; 18:2) en el que se analizan los medios de crecimiento de todas las bacteriemias diagnosticadas durante un mes en el Servicio de Urgencias de un hospital de alta tecnología.

Primer estudio

Análisis retrospectivo de los medios de crecimiento de todas las bacteriemias diagnosticadas en el Hospital Universitario de la Princesa, de Madrid, España, en 1997. La motivación para realizar dicho análisis restropectivo se basó en un trabajo publicado por los autores en 2003 en la revista Anales de Medicina Interna⁸ en el que se demostraba que la supresión del cultivo para anaerobios conllevaba una disminución en la rentabilidad diagnóstica de las bacteriemias extrahospitalarias.

El Hospital consta de aproximadamente 400 camas, dispone de todos los servicios médicos y quirúrgicos, excepto ginecología, obstetricia y pediatría.

Se analizaron todos los hemocultivos positivos a lo largo de un año. La información de hemocultivo positivo era adquirida diariamente a través del Servicio de Microbiología. Tras la discusión en grupo, los hemocultivos eran clasificados como verdaderos positivos o como contaminantes. En este estudio se analizó si el crecimiento del microorganismo se produjo sólo en frasco de aerobios o sólo en el frasco de anaerobios, o si bien creció en los dos (aerobios y anaerobios, simultáneamente). El sistema de hemocultivos empleado fue el sistema automatizado Bactec NR 730.

Para el estudio de la diferencia entre las distintas propociones se aplicó la prueba Z, comprobando previamente que se cumplían las condiciones para su aplicación. Los datos fueron procesados con el paquete estadístico SPSS-PC-V 11.0.

Segundo estudio

Se analizaron de forma prospectiva todos los hemocultivos extraídos en el servicio de urgencias del Hospital Universitario de la Princesa, de Madrid, durante un mes. A cada paciente se le realizaron tres extracciones en sitios de venopunción diferentes con un total de 50 ml de sangre extraída por paciente.⁹

En este estudio se compara si la extracción de 20 ml adicionales de sangre para aerobios (añadidos a los 15 ml habituales para aerobios), total 35 ml, aporta beneficios diagnósticos sobre los 15 ml para anaerobios (añadidos a los 15 ml habituales para aerobios), total 30 ml.

Se calculó un índice kappa, y se llevó a cabo el estudio de proporciones con intervalos de confianza del 95%. La significación estadística de la diferencia entre las proporciones aerobios-anaerobios/aerobios-aerobios, se calculó con las pruebas de chi cuadrado y exacta de Fisher, considerándose estadísticamente significativo un valor de p < 0.05.

Definiciones

Bacteriemia y fungemia verdaderas: Se consideró bacteriemia y fungemia verdaderas, de acuerdo con el número de hemocultivos positivos, los datos clínicos acompañantes y las propias características de los microorganismos, y si estos aparecían en otros focos. Cuando no se cumplieron estos requisitos se las consideró contaminantes.

Se define como bacteriemia extrahospitalaria a aquella que se produce al menos tras 48 horas del alta hospitalaria y que además no esté relacionada con algún procedimiento diagnóstico o terapeútico que se practicara durante la internación, si es que la hubo.

Resultados

Primer estudio

Bacteriemias diagnosticadas en 1996-97 y medios de crecimiento.

El número total de tandas de extracciones fue de 4 958, el porcentaje de hemocultivos positivos fue del 22.1% (1 100 casos).

El número de hemocultivos con significación clínica fue 472 (42.9% del total de positivos) y el número de hemocultivos contaminantes fue 628 (57.1% del total de positivos).

El porcentaje de grampositivos verdaderos valorados fue del 44.2% (209 casos), siendo los Estafilococos coagulasa negativos el 20.6% (97 casos).

El porcentaje de gramnegativos verdaderos valorados fue 53.6% (253 casos), Escherichia coli fue el más frecuente, con el 22.7% (107 casos).

Anaerobios estrictos, el 5.1% (24 casos, 18 monomicrobianas y 6 polimicrobianas) y fungemias, el 2.1% (10 casos).

En cuanto a los crecimientos según medio de cultivo aerobio o anaerobio, los datos se exponen en la tabla 1.

- Los microorganismos que de forma significativa presentaron mayor número de crecimientos en frascos de anaerobios que de aerobios fueron: Bacteroides spp., 14 casos (100% de Bacteroides spp.) en anaerobiosis frente a 3 (21.4%) en aerobiosis, con p < 0.05; Citrobacter spp., 3 casos (100% de Citrobacter spp.) frente a 1 (33.3%) p < 0.05; Clostridium spp., 2 casos (100%) sólo en anaerobiosis, y de forma aislada con un único caso con crecimiento en anaerobiosis: Lactobacillus spp., Leuconostoc spp., Fusobacterium spp., y Haemophillus influenzae.

- Los microorganismos que de forma significativa presentaron mayor número de crecimientos en frascos de aerobios que de anaerobios fueron: Candida spp., 8 casos (100%) con crecimiento en aerobiosis frente a 1 (12.5%) con crecimiento en anaerobiosis (p < 0.05); Acinetobacter spp., 6 casos (100%) en aerobiosis frente a 1 (16.7%) en anaerobiosis (p < 0.05); Pseudomonas spp., 12 casos (100%) en aerobiosis frente a 1 (8.3%) en anaerobiosis (p < 0.05); Staphylococcus coagulasa negativos, 93 casos (95.9%) en aerobiosis frente a 79 (81.4%) en anaerobiosis (p < 0.05), y de forma aislada con crecimiento sólo en frasco de aerobios, Neisseria meningitidis, Nocardia spp., T. beigelli, Alcaligenes faecalis, Flavobacterium meningosepticum, Mycobacterium spp., Neisseria gonorrhoeae y Cryptococcus neoformans.

Con el resto de los microorganismos no hubo diferencias significativas, aunque hay que mencionar que Salmonella spp., Enterobacter spp. y Enterococcus spp. presentaron mayor número de crecimientos en anaerobiosis que en aerobiosis, y que Streptococcus viridans, Klebsiella spp., Streptococcus pneumoniae y Staphylococcus aureus presentaron mayor número de crecimientos en aerobiosis que en anaerobiosis aunque las diferencias no fueron significativas.

Consideradas en conjunto todas las bacteriemias y fungemias, un 82.4% (389 casos) crecieron en frascos de aerobios frente a un 75.8% (358 casos) que lo hicieron en frasco de anaerobios.

Si no se hubiesen extraído de forma sistemática hemocultivos en frasco de anaerobios se habrían dejado de diagnosticar 67 bacteriemias (14.2%) (41 por bacilos gramnegativos, 16 por cocos grampostivos, 3 por bacilos grampositivos y 7 polimicrobianas). Las bacteriemias por gramnegativos sin diagnosticar habrían sido 41 casos, distribuidos de la siguiente forma: E. coli, 18 casos; Salmonella spp., 3 casos; Bacteroides spp., 11 casos; Enterobacter spp., 3 casos; Citrobacter spp., 2 casos; Klebsiella spp., 2 casos; Haemophilus influenzae, 1 caso, y Fusobacterium, 1 caso.

Las bacteriemias por grampositivos sin diagnosticar habrían sido 19 casos, distribuidos de la siguiente forma: Staphylococcus coagulasa negativos, 4 casos; Enterococcus spp., 2 casos; Streptococcus viridans, 4 casos, Streptococcus pneumoniae, 1 caso; Staphylococcus aureus, 3 casos; Streptococcus spp., 1 caso; Leuconostoc, 1 caso; Clostridium spp., 2 casos; Lactobacillus spp., 1 caso. Los siete casos restantes corresponderían a bacteriemias polimicrobianas.

La diferencia entre hacer hemocultivos sólo para aerobios o hacer hemocultivos sólo para anaerobios (con el mismo volumen de extracción) supone aumentar el número de diagnósticos de bacteriemias en un 6.5% en el primer caso (medio de cultivo para aerobios), con un intervalo de confianza entre 1.3% y 11%. Esta diferencia es estadísticamente significativa con un valor de p < 0.05.

La diferencia entre hacer hemocultivos sólo para aerobios o hemocultivos para aerobios y anaerobios simultáneamente supone aumentar el número de diagnósticos de bacteriemias en 17.5% en el segundo caso (cultivo simultáneo en medio de aerobios y anaerobios), con un intervalo de confianza entre 14% y 20%. Esta diferencia es estadísticamente significativa con un valor de p < 0.05.

Segundo estudio (publicado en 2006)⁹

Se analizaron 152 grupos de muestras (3 extracciones para aerobios-anaerobios-aerobios) extraídas durante 1 mes en el Servicio de Urgencias. Al analizar globalmente todos los grupos de hemocultivos se diagnosticaron 31 bacteriemias verdaderas, de las cuales 17 (54.83%) crecieron simultáneamente en frasco de aerobios y anaerobios, 8 (25.80%) sólo en frasco de aerobios y 6 (19.35%) sólo en frasco de anaerobios.

Primer grupo: En el grupo de medio de crecimiento para aerobios (total 35 ml), se recogieron 27 bacteriemias verdaderas positivas (25 en el grupo de 15 ml y 20 en el grupo de 20 ml). El añadir 20 ml de sangre en medio de cultivo para aerobios, aporta 2 bacteriemias (por Klebsyella pneumoniae y por Escherichia coli) que no habrían sido diagnosticadas con el extracción habitual de 15 ml para aerobios.

Segundo grupo: En el grupo de medio de crecimiento para aerobios 15 ml con anaerobios 15 ml (total 30 ml) se recogieron 31 bacteriemias verdaderas positivas. El añadir 15 ml en medio de cultivo para anaerobios aportó 6 bacteriemias (3 por Escherichia coli, 1 por Klebsyella spp., 1 por Bacteroides spp. y 1 por Peptoestreptococcus spp.) que no habrían sido diagnosticadas si sólo se hubiera realizado el cultivo de 15 ml en medio para aerobios.

Todas las bacteriemias verdaderas positivas en el grupo de aerobios (35 ml) lo fueron también en el grupo aerobios-anaerobios (30 ml). La clasificación por gérmenes se encuentra en la tabla 2.

La medida de acuerdo entre el medio de crecimiento de aerobios (35 ml) y aerobios/anaerobios (30 ml), índice kappa, es de 0.88 p = 0.057. La proporción de hemocultivos verdaderos positivos en medio aerobio (35 ml) dentro del global de los verdaderos positivos es del 87% con un intervalo de confianza del 95% de 75%-98%, siendo en frascos de aerobios/anaerobios del 100%. La diferencia entre las proporciones aerobios-anaerobios (30 ml), y aerobios-aerobios (35 ml) (de los hemocultivos verdaderos positivos), está determinada por la diferencia de los crecimientos en 20 ml de sangre para aerobios, en comparación con los 15 ml en medio de anaerobios. La diferencia entre estas dos últimas proporciones tiene una significación de p = 0.11 (prueba exacta de Fisher).

En cuanto al porcentaje de contaminantes, con el cultivo de 35 ml en medio de crecimiento sólo para aerobios es del 52.89% con un intervalo de confianza del 95% de 43.6%-62%.

Con el cultivo aerobios/anaerobios (total 30 ml), el porcentaje de contaminantes es de 31.40%, con un intervalo de confianza del 95% de 23.3%-40.5%, siendo pues la diferencia estadísticamente significativa en cuanto al crecimiento de contaminantes entre uno y otro tipo de cultivo, con un valor de p < 0.05 (tabla 2 bis) (el añadir 15 ml en anaerobiosis supone obtener tan sólo dos contaminantes, la mayoría Staphylococcus coagulasa negativos, frente a los 28 obtenidos si se añaden 20 ml de sangre procesados en aerobiosis).

Discusión

Algunos autores defienden la posibilidad de suspender los medios de cultivos para anaerobios por la predictibilidad de dichas bacteriemias (trauma o enfermedad intraabdominal o pelviana) y mantener de forma sistemática sólo los medios de cultivo para aerobios,^2,10,11 pues afirman que las causas de bacteriemia por anaerobios son predecibles y no cambian.¹²

En el estudio realizado por Morris y col.¹³ se sugiere un incremento del 6% en los aislamientos clínicamente significativos si un frasco de anaerobios se incluye con dos frascos de aerobios en casos clínicamente sugestivos de bacteriemias por anaerobios, lo que apoya la idea de incluir los frascos de anaerobios sólo en casos clínicamente sugestivos. Este dato estaría además apoyado por el hecho de que las bacteriemias por anaerobios representan una minoría dentro del conjunto de las bacteriemias (3%).^14-16 Sin embargo, existen trabajos en los que hasta en el 16% de los casos la bacteriemia por anaerobios presentaba un foco de infección desconocido.¹³

Otros autores encuentran una pérdida de hasta el 15% de aislamientos significativos si no se incluyen frascos para anaerobios en la extracción sistemática para hemocultivos¹⁷(en nuestro estudio, 17.5%).

Por otro lado, algunos trabajos apoyan la idea de suspender los medios de cultivo para anaerobios sobre la base del mayor rendimiento de los cultivos en medio para aerobios que en medio de anaerobios. Dichos estudios refieren mayor número de crecimientos en medios de cultivo para aerobios que en medios de cultivo para anaerobios de forma global (exceptuando microorganismos anaerobios estrictos). En el trabajo de Blazevic y col.¹⁸ se aislaron más Candida, Cryptococcus, Pseudomonas y Staphylococcus epidermidis en medios para aerobios que en anaerobiosis, con diferencias estadísticamente significativas. En los estudios de Tenney,¹⁹ se recuperaron más hongos, gonococos y Eubacterium en medios para aerobios suplementados con peptona que en medio para anaerobios, aunque las diferencias no fueron estadísticamente significativas.

En nuestro estudio, en el caso de sospecha de bacteriemia se observa que la extracción simultánea para hemocultivos en medio de aerobios y de anaerobios aumenta de forma significativa la rentabilidad diagnóstica de los hemocultivos y no sólo a expensas del diagnóstico de bacteriemias producidas por microorganismos anaerobios, como ya afirmaron otros autores.²⁰

También en otro estudio las bacterias anaerobias facultativas, especies de estafilococos y de estreptococos, se aislan con más frecuencia en frascos para anaerobios.²¹

El análisis de los dos medios de cultivo, medio de aerobios y medio para anaerobios, muestra que en los medios de cultivo para anaerobios se aislan más bacterias anaerobias facultativas (que incluyen por ejemplo enterococos, y variantes nutricionales de estreptococos), así como en general todos los microorganismos anaerobios estrictos.

La superioridad de recuperación de variantes nutricionales de estreptococos por los medios de cultivo para anaerobios, aunque raras, son importantes, sobre todo para el diagnóstico de endocarditis causada por este tipo de microorganismo.²²

De mayor importancia es la capacidad de los medios de cultivo para anaerobios de posibilitar el diagnóstico de mayor número de bacteriemias por enterococos, dado el creciente interés por este microorganismo en las bacteriemias nosocomiales y su frecuente asociación con la multirresistencia.²³ En nuestro trabajo no enontramos tales diferencias significativas.

Existen numerosos estudios que también demuestran la utilidad de los medios de cultivo para anaerobios para el diagnóstico de bacteriemias por microorganismos aerobios anaerobios facultativos (como las enterobacterias),^13,14,19,24 dato ignorado en algunos estudios como el de Sharp, quien recomendaba el uso rutinario de dos frascos en medio de cultivo para aerobios para el óptimo diagnóstico de bacterias y hongos y el uso selectivo de medios de cultivo para anaerobios,¹⁷ sin tener en cuenta que algunos estreptococos y miembros de las familia de las enterobacterias crecen mejor en medio de cultivo para anaerobios que para aerobios.

Este aumento de la rentabilidad diagnóstica podría ser más dependiente del volumen de sangre que del medio de crecimiento,⁴ aunque existen estudios en los que se demuestra que en los sistemas automatizados Bact Alert (Organon Tecnica, Dirham, NC), distribuciones similares de 10 ml de sangre en frasco de aerobios y en frasco de anaerobios suponen un crecimiento significativamente superior de microorganismos que si los 10 ml se inoculan únicamente en aerobiosis.

En resumen: los hemocultivos para anaerobios aumentan de forma significativa la rentabilidad diagnóstica de bacteriemia y no sólo a expensas de microorganismos anaerobios, sino de otros aerobios anaerobios facultativos (enterococos, estreptococos y enterobacterias). Por el contrario, los medios de crecimiento en medio aerobio son más rentables desde el punto de vista diagnóstico en las bacteriemias por micobacterias, en las fungemias, bacteriemias por estafilococos coagulasa negativos, Staphylococcus aureus,¹⁴ Neisseria spp. y bacteriemias por Pseudomonas spp. y Acinetobacter spp. Estos resultados también fueron comunicados por otros autores.²⁵

En el segundo estudio presentado se analiza la rentabilidad de los medios de cultivo para anaerobios frente a los medios de cultivo para aerobios en las bacteriemias extrahospitalarias diagnosticadas en el Servicio de Urgencias de un hospital de alta complejidad, valorando si la posible diferencia existente entre ambos se debe al propio medio de cultivo o bien al volumen de sangre extraída.

En virtud de los datos obtenidos se observa que el número de diagnósticos de bacteriemias verdaderas es superior, con un volumen total de 30 ml (15 ml aerobios/15 ml anaerobios), que con 35 ml en frasco sólo de aerobios, aunque dicha diferencia no es estadísticamente significativa. Por otro lado, y como ya fue descrito en diversos artículos, el aumento de volumen de extracción, tanto en medio de aerobios como en medio de anaerobios, aumenta la rentabilidad diagnóstica global del hemocultivo.^26-29 El uso rutinario de volúmenes de al menos 30 ml de sangre está basado en estudios previos en los que los autores demuestran que el volumen óptimo de sangre para el diagnóstico de bacteriemia es de 20-30 ml por extracción.^30,31 El uso de un solo frasco para aerobios resultaría en una disminución de al menos un 27% en el diagnóstico de bacteriemia. Estos datos son consistentes con el hecho de que, en adultos, por cada 1 ml de sangre extraído se incrementan las tasas de diagnósticos en un 3%. Las mayores tasas de aislamiento en frascos pediátricos se deben probablemente a la mayor concentración de bacterias por ml de sangre en niños que en adultos (hasta 1 000 veces más).³²

En función de los intervalos de confianza obtenidos con nuestro estudio, la diferencia de bacteriemias diagnosticadas con uno y otro medio de cultivo es al menos de un 2% (rango de 2% a 25%) a favor de medio aerobio-anaerobio que frente a un volumen similar de extracción procesado en medio de crecimiento sólo para aerobios, rango quizás excesivamente amplio debido al número de casos. Este hecho no se debe sólo al crecimiento de microorganismos anaerobios estrictos en los frascos para anaerobios sino, como ya se mencionó, también a los aerobios-anaerobios facultativos como enterobacterias.

Un dato de interés es el número de contaminantes en los dos grupos (tabla 2 bis). Obsérvese que el número de contaminantes en los frascos de cultivo aerobios/anaerobios (30 ml) es significativamente inferior al grupo aerobios/aerobios (35 ml) diferencia que es estadísticamente significativa con un valor de p < 0.05, lo cual hace pensar que, suponiendo que la rentabilidad diagnóstica del hemocultivo aerobios/anaerobios fuese similar al aumento de volumen de los hemocultivos procesado sólo en aerobiosis, la realización de hemocultivos para anaerobios permite disminuir el número de contaminantes sin disminuir la rentabilidad diagnóstica, hecho que se acompaña de disminución de costos y tiempos en los diagnósticos de bacteriemia de origen extrahospitalario. Este dato se debe al hecho de que el microorganismo más frecuentemente contaminante en las bacteriemias de origen extrahospitalario es Staphylococcus coagulasa negativos, que por la propia epidemiología de dichas bacteriemias, rara vez son patógenos causantes de bacteriemias verdaderas en el ámbito extrahospitalario, hecho probablemente no extrapolable a las bacteriemias de origen intrahospitalario (en nuestro primer estudio se diagnosticaron de forma global 173 bacteriemias verdaderas por estafilococos coagulasa negativos, de los que 139 (80.3%) fueron de origen intrahospitalario y 34 (19.7%) de origen extrahospitalario, con diferencia estadísticamente significativa (p < 0.05). De estas 173 bacteriemias por estafilococos coagulasa negativos, 148 (85%) fueron de origen endovascular y asociadas a catéter. Por otro lado, del total de las bacteriemias estudiadas en el primer estudio, 243 (24.8%) tuvieron como origen el catéter o infección endovascular, los microorganismos responsables fueron: estafilococos coagulasa negativos, 148; Candida spp., 14; Acinetobacter spp., 3; Pseudomonas spp., 1 y 22 por Staphylococcus aureus, todos ellos microorganismos con mejores crecimientos en medio de aerobios que en anaerobiosis, y que juntos suponen el 77% de los microorganismos causantes de bacteriemia de origen vascular y catéter (datos no publicados sobre 984 bacteriemias seguidas hasta su curación o el óbito en 1985-86 (512 bacteriemias) y 1996-97 (472 bacteriemias) en el Hospital Universitario de la Princesa de Madrid.

Como crítica, hacemos notar el altísimo porcentaje de contaminantes en los hemocultivos extraídos en Urgencias, lugar del segundo estudio, debido probablemente a que los hemocultivos de las bacteriemias de origen extrahospitalario se extraen mayoritariamente en dicha área, y probablemente las medidas de asepsia están influidas por la sobrecarga laboral. Se debe recordar que si los hemocultivos son realizados correctamente no deberían estar contaminados más del 2% al 3%.³³

Sinopsis

Las muestras procesadas en medio para anaerobios aumentan la rentabilidad de los hemocultivos, y no sólo por crecimiento de microorganismos anaerobios, sino también por el crecimiento de aerobios anaerobios facultativos como enterobacterias, estreptococos y enterococos. Esta diferencia es dependiente del medio y del volumen, y permite además disminuir el número de contaminantes en las bacteriemias de origen extrahospitalario mayoritariamente diagnosticadas en los Servicios de Urgencias. Por otro lado, en las bacteriemias de origen intrahospitalario, con sospecha de posible origen endovascular o por catéter, podría plantearse la sustitución de los medios de cultivo para anaerobios, por un volumen similar de sangre procesado en medio para aerobios, porque en este caso sí aumentaría el diagnóstico de bacteriemia por Staphylococcus coagulasa negativos, Candida spp., Acinetobacter, Pseudomonas y Staphylococcus aureus, microorganismos más frecuentes en este tipo de infecciones y con mejor crecimiento en medio para aerobios.

Así, en vista de los datos obtenidos, la recomendación general es mantener los frascos de hemocultivos para anaerobios de forma sistemática en las sospechas de bacteriemia de origen extrahospitalario, en lugar de aumentar el volumen de extracción en medio de aerobios ya que el número de diagnósticos es al menos similar, disminuyendo el número de contaminantes, con lo que supone en cuanto a ahorro de tiempo y costos de procesamiento e identificación. Probablemente en las bacteriemias de origen intrahospitalario con sospecha de foco endovascular o asociado a catéter podrían sustituirse los medios de cultivo para anaerobios por un volumen de extracción igual procesado sólo en aerobiosis.

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