Torstai-meeting

Oulun yliopisto/OYS

Sisätautien klinikka

22.2.2007

Lotta Simola

Bakteeriviljelyvastausten tulkinta

Johdanto

Akuuttien infektiosairauksien diagnosointi perustuu kliinisiin löydöksiin (status, laboratorio- ja kuvantamistutkimukset) ja hoito joudutaan yleensä aloittamaan empiirisesti ennen täsmällistä tietoa taudinaiheuttajasta. Käytettävän antibiootin tulisi kattaa epäillyn infektion tavalliset aiheuttajat. Lisäksi valinnassa tulee huomioida alueellinen resistenssitilanne, potilaan perussairaudet, edeltävä antibiootti- ja sairaalahoito, allergiat ja mahdolliset ulkomaanmatkat. Valitun antibiootin pitää myös penetroitua infektioalueelle.

Mikrobiologiset näytteet pyritään aina ottamaan ennen antibioottihoidon aloitusta. Otettujen näytteitten vastaukset auttavat kliinikkoa oikean hoidon valinnassa. Erityisesti veriviljelyissä nopea, alustava värjäysvastaus on usein potilaan hoidon kannalta ratkaiseva. Kaikista, myös kuumeettomista sairaalahoitoa vaativista infektiopotilaista tulisi ottaa veriviljelynäytteet ja muita bakteeriviljelynäytteitä kliinisten löydösten mukaisesti. Virtsan bakteeriviljely tulisi ottaa lähes kaikilta. Syvistä infektiofokuksista, kuten tulehtuneesta nivelestä, pleuranesteestä, askiteksesta, abskesseista ja infektoituneista vierasesineistä pitäisi ottaa viljelynäytteet ennen antibiootin aloitusta. Välittömästi henkeä uhkaavaa bakteerimeningiittiä, septistä sokkia ja neutropeenistä kuumetta lukuunottamatta antibiootin aloittamisella ei ole niin kiire, että infektionäytteitä ei ehdittäisi ottaa. Näissäkin tilanteissa veriviljelyt otetaan heti, ja sen jälkeen aloitetaan antibioottihoito.

Näytteenotto

Oikea näytteen ottotapa, laatu, säilytys, kuljetus ja riittävät lähetetiedot laboratoriolle vaikuttavat ratkaisevasti siihen, voiko viljelyvastaukseen luottaa. Näytteet punktoidaan steriilisti, eli iho tulee ennen näytteen ottoa puhdistaa ja näytteenottaja käyttää suojakäsineitä. Veriviljelynäytteet otetaan parinäytteinä aerobi- ja anaerobipulloon (OYS:ssa VerVi 1 ja 2). Ne voidaan ottaa samalla kertaa eri punktiokohdista. Vervi3-tilauksella aerobipulloa inkuboidaan automaattisesti 15 vrk. Tutkimusta käytetään epäiltäessä hidaskasvuista bakteeria, sekä endokardiitissa, hematologisilla tai tehohoitopotilailla. Anaerobi tilataan silloinkin Vervi2:na. Virtsanäytteen otosta potilaalle tulee antaa selvät ohjeet, tarvittaessa kirjallisesti. Pinnalliset märkänäytteet otetaan puhdistetusta haavasta suihkutuksen ja mekaanisen puhdistuksen jälkeen. Proteesi- ja vierasesineinfektioissa leikkausalueelta otetaan useita kudosnäytteitä leikkaussalissa. Toimipaikkakohtaisin ohjeistuksin tulisi varmistaa, että otetut näytteet lähtevät ilman viiveitä asianmukaiseen jatkokäsittelyyn.

Bakteerien luokittelu ja tunnistus

Bakteerien alustavaan tunnistukseen käytetään värjäystä ja mikroskopointia. Värjäys voidaan tehdä suoraan kuivaan putkeen tai purkkiin otetusta näytteestä ennen varsinaista viljelyä, joten alustava vastaus saadaan nopeasti ensimmäisen vrk:n kuluessa. Hiilitikkunäytteestä värjäystä ei voi tehdä.

Bakteerisolua ympäröi sisempi plasmamembraani ja ulompi verkkomainen soluseinä eli peptidoglykaani. Gram-negatiivisilla bakteereilla on ohut peptidoglykaanikerros ja sitä ympäröi ulkomembraani. Gram-positiivisilla bakteereilla peptidoglykaanikerros on hyvin paksu, mutta ulkomembraani puuttuu. Gram-värjäyksellä tunnistetaan näitä erilaisia seinämärakenteita. Grampositiiviset bakteerit värjäytyvät violeteiksi ja gramnegatiiviset vaaleanpunaisiksi.

Mikroskoopin avulla voidaan tunnistaa eri bakteerimuotoja (kokki, sauva) ja lajityypillistä ryhmittymistä (diplokokki, ketjukokki, ryhmäkokki). Värjäyksen ja bakteerimuodon tunnistus edellyttää laboratoriohenkilökunnalta hyvää ammattitaitoa. Myös kliinikon on oltava riittävän perehtynyt asiaan voidakseen tulkita saamiaan vastauksia.

Varsinaisessa bakteeriviljelyssä mikrobeja kasvatetaan erilaisilla elatusainemaljoilla ja niitä tunnistetaan tarkemmin erilaisilla biokemiallisilla reaktioilla, jotka ovat ryhmä- ja lajityypillisiä. Näistä tunnistusmenetelmistä on kehitetty myös erilaisia kaupallisia kittejä.

Gramvärjäyksen tulkinta veriviljelyissä

Veriviljelyn alustava bakteerivärjäys auttaa antibioottihoidon valinnassa. Toisinaan siitä on apua myös infektiofokuksen etsinnässä, kun fokus on epäselvä ja paikallisoireet puuttuvat.

1. Gramnegatiiviset sauvat

Gramnegatiiviset sauvat ovat yleisiä virtsatie- ja abdominaali-infektioitten aiheuttajia. Ne ovat aina merkittävä löydös veriviljelyssä. Värjäyksellä eri sauvoja ei pysty erottamaan toisistaan. Kotialkuisista infektioista suurin osa on E. colin aiheuttamia. Sairaala-alkuisissa ja hematologisilla potilailla E. colin osuus on pienempi ja Klebsiella pneumoniaen, Enterobacter cloacaen ja Pseudomonas aeruginosan osuus kasvaa. Muita mahdolllisia ovat mm. Proteus mirabilis, salmonellat tai anaerobi Bacteroides fragilis (usein sekainfektiona).

E. coli on yleinen virtsatieinfektioitten aiheuttaja. Kannat ovat pääasiassa kefuroksiimi-herkkiä. Klebsiellat aiheuttavat pneumoniaa, virtsatie-, sappitie- ja suolistoinfektioita. Valtaosa kannoista on kefuroksiimi-herkkiä. Kolmannen polven kefalosporiineja (keftriaksoni, keftatsidiimi) tulee välttää klebsiellojen hoidossa epäsuotuisan resistenssikehityksen ehkäisemiseksi (ESBL-kannat).

Pseudomonas kasvaa viljelyssä hitaasti, ja vastaus voi sen takia viipyä muutamia päiviä. Se on harvinainen löydös aiemmin terveillä. Monisairailla se voi aiheuttaa mm. virtsatie-, abdominaali- ja haavainfektioita. Edeltävien antibioottihoitojen myötä kehittyy usein resistenttejä kantoja ja hoito valitaan herkkyysmäärityksen perusteella. Ainoa suun kautta annosteltava pseudomonas-antibiootti on siprofloksasiini. Suonensisäisiä pseudomonaslääkkeitä ovat mm. piperasilliini-tatsobaktaami ja keftatsidiimi, joita käytetään empiirisessä hoidossa, ja karbapeneemeistä imipeneemi ja meropeneemi. Ertapeneemiä ei voi käyttää pseudomonaksen hoitoon.

Enterobacter cloacaen herkkyys vaihtelee ja merkittävä osa on resistenttejä kefuroksiimille ja osa myös piperasilliini-tatsobaktaamille. Useimmat kannat ovat siprofloksasiiniherkkiä. Herkkyysmääritystä tulkitessa täytyy muistaa, että enterobakteerien resistenssi voi indusoitua betalaktaamihoidon aikana.

2. Grampositiiviset sauvat

Grampositiiviset sauvat ovat kotialkuisissa infektioissa usein löydöksenä kontaminaatioita iholta, mutta immuunipuutteisilla löydöksellä voi olla kliinistä merkitystä.

3. Grampositiiviset ryhmäkokit

Grampositiivinen ryhmäkokki on kotialkuisessa sepsiksessä yleensä Staphylococcus aureus, ja se on veriviljelyssä aina merkittävä löydös. Aureussepsiksessä infektiofokusta ja mahdollisia septisiä metastaaseja tulee etsiä aktiivisesti (keuhkokuva, vatsan ultraääni, sydämen ultraääni). Hoitona on kloksasilliini tai kefuroksiimi. Sairaalapotilailla aiheuttaja voi olla myös koagulaasinegatiivinen stafylokokki, tavallisesti Staphylococcus epidermidis. Kyseessä on usein kanyyli-infektio. Yhdestä pullosta löytynyt S. epidermidis on yleensä pelkkä kontaminaatio potilaan iholta. Koagulaasinegatiiviset stafylokokit voivat olla primääristi varsin herkkiä, mutta niillä on luontainen taipumus kehittää nopeasti resistenssi eri antibiooteille jo hoidon aikana. Varmuudella tehoava hoito on iv-vankomysiini ja sitä käytetään epidermidissepsiksen hoitoon.

4. Grampositiiviset ketjukokit

Grampositiivinen ketjukokki on kotialkuisissa sepsiksissä useimmiten betahemolyyttinen streptokokki ja sairaala-alkuisissa tai immuunipuutteisilla jokin enterokokkilaji.

Betahemolyyttisistä streptokokeista A-ryhmän streptokokki (Streptococcus pyogenes) on yleinen tonsilliitin aiheuttaja, mutta voi aiheuttaa myös iho- ja pehmytkudosinfektioita (märkärupi, ruusu), ja septisiä yleisinfektioita. B-ryhmän betahemolyyttinen streptokokki (Streptococcus agalactiae) kuuluu emättimen ja suoliston normaaliflooraan ja voi aiheuttaa vakavia infektioita erityisesti vastasyntyneille ja potilaille, joitten immuunipuolustus on heikentynyt jonkin perussairauden takia. A- ja B-ryhmän streptokokit ovat herkkiä penisilliineille ja kefalosporiineille.

Viridans-ryhmän streptokokkeihin kuuluu erilaisia streptokokkilajeja, yhtenä kliinisesti merkittävänä alaryhmänä Streptococcus anginosus –ryhmä, joka aiheuttaa märkäpesäkkeitä eri puolilla elimistöä. Bakteeriviljely saatetaan vastata Streptococcus viridans – lajina ja ryhmä on merkittävä endokardiittien aiheuttaja. Muista streptokokeista poiketen viridans-streptokokit voivat joskus olla penisilliiniresistenttejä ja silloin tämän bakteerin herkkyys muillekin betalaktaamiantibiooteille on heikentynyt. Vaikka streptokokit ovatkin resistenttejä aminoglykosideille, käytetään viridans-endokardiitin hoitoon G-penisilliinin ja aminoglykosidin yhdistelmää synergistisen vaikutuksen takia.

Enterokokkisepsis saa useinmiten alkunsa virtsateistä, haavainfektiosta tai sappiteistä. Kaikki enterokokit ovat resistenttejä kefalosporiineille, klindamysiinille ja siprofloksasiinille. Yleisesti herkemmän Enterococcus faecaliksen ensisijainen hoito on ampisilliini tai vaihtoehtoisesti herkkyysmäärityksen mukaan piperasilliini/tatsobaktaami, karbapeneemi tai vankomysiini. E. faecium on luonnostaan ampisilliiniresistentti ja sepsiksen hoitoon käytetään vankomysiiniä.

Pneumokokki esiintyy diplokokkina tai joskus lyhyinä ketjuina. Se kuolee ja autolysoituu herkästi epäedullisissa oloissa, jonka vuoksi viljely laboratorio-oloissa ei aina onnistu. Diagnoosin tukena voi käyttää virtsan pneumokokki-antigeenitestiä. Ensisijainen hoito on penisilliini.

Viljelyvastausten tulkinta eri infektioissa

Iho- ja pehmytkudosinfektiot

Akuutit, märkivät ihoinfektiot ovat yleensä A-ryhmän betahemolyyttisen streptokokin tai S. aureuksen aiheuttamia. Kroonisen haavan, kuten diabeetikon jalkahaavauman tai pitkäaikaisen makuuhaavan infektoituessa bakteeriviljelylöydös on usein sekaflooraa ja mukana voi olla myös gramnegatiivisia sauvabakteereita, kuten pseudomonasta. Toisaalta myös kuivassa haavaumassa, joka ei kliinisesti ole tulehtunut, kasvaa aina ihon normaaliflooraa, kuten S. epidermidistä, jolloin löydös ei vaadi hoitoa. Antibiootilla hoidetaan kliinistä infektiota, ei pelkkää bakteeriviljelylöydöstä. Joskus kroonisista, kuivista haavoista otetaan seulontaviljelyitä MRSA-kantajuutta selvitettäessä. Positiivinen viljelylöydös ei ilman kliinistä infektiota ole hoidon aihe, vaan kertoo siis bakteerin kantajuudesta ja kolonisaatiosta haavassa.

Diabeetikkojen komplisoituneet jalkainfektiot ovat yleensä sekainfektioita ja vaativat laajakirjoisen antibioottihoidon. Kefalosporiiniryhmän lääkkeet eivät yksinään riitä. Sekainfektioissa yksittäisten bakteerien kliininen merkitys joudutaan miettimään tapauskohtaisesti.

Postoperatiivisissa haavainfektioissa tavallisimpia aiheuttajia ovat ihon stafylokokit (aureus ja koagulaasi-negatiiviset) tai haavan sijainnista riippuen leikkausalueen tyypilliset bakteerit. Näillä potilailla siis myös S. epidermidis voi olla merkittävä löydös, ja se kannattaa hoitaa herkkyyysmäärityksen mukaan, tarvittaessa vankomysiinillä.

Osteomyeliitti

Syvissä pehmytkudosinfektiossa luusta löytyvä bakteerikasvu on yleensä merkki osteomyeliitistä ja hoidon aihe. Bakteeriviljelyn lisäksi luusta kannattaa lähettää näyte myös patologille epäiltäessä akuuttia tai kroonista osteomyeliittiä. PAD:ssa näkyvät histologiset infektiomuutokset (>5leukosyyttiä/näkökenttä 40x valomikroskooppisuurennoksella) tukevat osteomyeliitin diagnoosia silloin, kun viljelyt esimerkiksi edeltävän antibioottihoidon vuoksi jäävät negatiivisiksi.

Vierasesineinfektiot

Kanyyli-infektio on yleisin vierasesineinfektio. Sitä epäiltäessä kanyyli on syytä poistaa, ottaa veriviljelyitä ja lähettää poistetun kanyylin kärki bakteeriviljelyyn. Aiheuttaja on usein stafylokokki. Kanyylin kärjen >15 pesäkkeen bakteerikasvu vastataan merkittäväksi. Saman bakteerin löytyminen veriviljelyssä varmistaa kanyylisepsiksen diagnoosin. Muutaman koagulaasinegatiivisen stafylokokkipesäkkeen löytyminen pelkästään poistetun kanyylin kärjestä ilman kliinistä infektiota ei vaadi hoitoa.

Proteesi-infektioissa (tekonivelet, verisuoniproteesit) aiheuttajan selvittäminen viljelynäyttein on erityisen tärkeää oikean hoidon löytämiseksi. Veriviljelyitten lisäksi otetaan punktionäyte tai kudosnäytteet revisiossa ennen antibiootin aloitusta aina kun se on mahdollista. Sama koskee kaikkia vierasesineitä (sydämentahdistin, neurostimulaattori, suntti).

Bakteereilla on kyky kolonisoitua vierasesineitten pinnalle ja muodostaa biofilmi, jolloin ne ovat hyvässä suojassa elimistön puolustusreaktioilta ja antibiooteilta. On tärkeää muistaa, että negatiivinen viljelylöydös ei välttämättä poissulje vierasesineen bakteeritulehdusta, ja vahvassa tulehdusepäilyssä infektoitunut esine on aina turvallisinta poistaa.

Hengitystieinfektiot

Yskösnäytteitten luotettavuutta häiritsee niiden kontaminoituminen suun ja nielun normaaliflooralla, jolloin löydöksen diagnostinen arvo on vähäinen, eikä niitä kerätä rutiinisti komplisoitumattomissa hengitystieinfektioissa. Intuboidun potilaan imulimanäytteet ja bronkoskopian yhteydessä otetut näytteet ovat yleensä diagnostisempia. Vaikeasti sairailta, tehohoitoa tarvitsevilta potilailta tulee aina ottaa veriviljelyt, imulimanäyte mahdollisimman syvältä, virtsan pneumokokki-antigeeni ja ulkomailta palanneelta legionella-ag. Hengitysteitten candidalöydös muitten patogeenien joukossa ei-neutropeenisellä potilaalla on yleensä normaaliflooraa, eikä vaadi hoitoa. Immuunipuutteisilla löydös voi olla merkittävä.

Virtsatieinfektiot

Oireeton bakteruria hoidetaan vain raskaana olevilta. Erityisesti laitoshoidossa olevilla vanhuksilla, varsinkin niillä, joilla on kestokatetri, virtsatiet kolonisoituvat pysyvästi esimerkiksi pseudomonaksella, eikä löydös vaadi hoitoa. Näillä potilailla vain oireiset, kuumeiset tai selvästi crp:tä nostavat infektiot hoidetaan. Infektion yhteydessä katetrin poisto tai ainakin vaihto on osa hoitoa. Virtsatiepatogeenien resistenssi vaihtelee ja siksi herkkyysmääritys on tärkeää.

Tavallisin aiheuttaja on E coli, joka on yleensä herkkä mm. mesillinaamille, nitrofurantoiinille ja kefalosporiineille, ja pyelonefriitti hoituu yleensä kefuroksiimilla. Alueellamme n. 20% E coli-kannoista on resistenttejä trimetopriimille. Siprofloksasiiniresistenssiä esiintyy jonkin verran. Muita tavallisia aiheuttajia ovat mm. S. saprophyticus, Proteus mirabilis ja sairaalainfektoissa myös enterokokit ja klebsiellat. Enterokokit ovat luonnostaan resistenttejä kefalosporiineille. Vaikka enterokokit ovat in vitro herkkiä sulfa-trimetopriimille, ne ovat kliinisesti tälle resistenttejä. VTI hoidetaan nitrofurantoiinilla. Pyelonefriitissä hoitona voi käyttää ampisilliiniä, piperasilliini-tatsobaktaamia tai karbapeneemejä.

Clostridium difficile

C. difficile on itiöllinen sauvabakteeri, joka voi aiheuttaa ripulia ja pseudomembranoottista koliittia. Oireilua on yleensä edeltänyt antibioottihoito. C. difficileä etsitään ulosteesta (F-vilj2). Pelkkä viljelypositiivisuus ei ole aina merkki infektiosta, vaan bakteerin kolonisaatiosta suolessa. Toksiinia tuottavat, eli toksiinipositiiviset löydökset ovat merkittäviä ja ne hoidetaan. Toksiinitestin ja viljelyn herkkyys ei kuitenkaan ole 100%, joten vahvassa kliinisessä epäilyssä oireiset toksiininegatiivisetkin on syytä hoitaa peroraalisella metronidatsolilla. Iv-muoto ei penetroidu kunnolla suolen alueelle. Joskus käytetään myös po-vankomysiiniä. Vankomysiinin iv-muodon kumuloituminen suoliston alueelle riittäviksi pitoisuuksiksi vie vuorokausia. Potilaat pyritään hoitamaan kosketuseristyksessä tai ainakin käytetään suojakäsineitä.

Moniresistentit bakteerit

MRSA (metisilliini-resistentti staphylococcus aureus) –kannat ovat kaikille betalaktaamiantibiooteille (penisilliinit, kefalosporiinit, piperasilliini/tatsobaktaami, karbapeneemit) resistenttejä bakteereja. Syynä on bakteerin geneettinen muuntuminen. Kannat tunnistetaan laboratoriossa oksasilliini-resistenssistä ja varmistetaan MecA-geenin tunnistuksella. MRSA-infektioitten hoitoon käytetään vankomysiiniä, linetsolidia tai tigesykliiniä.

ESBL (extended spectrum beta-lactamace) –kannat ovat erittäin laajakirjoista plasmidiperäistä betalaktaamia tuottavia gramnegatiivisia sauvabateereja (esim E. coli, klebsiella, proteus). Ne ovat resistenttejä kaikille betalaktaamiantibiooteille karbapeneemejä lukuunottamatta. ESBL löytyy yleensä virtsasta. Kolmannen polven kefalosporiineja ei pidä käyttää näitten patogeenien hoitoon, koska käyttö lisää ESBL-kantojen syntymisen riskiä. ESBL-infektioitten hoitoon käytetään karbapeneemejä tai tigesykliiniä.

AMP C – kannat ovat laajakirjoista, kromosomiperäistä beta-laktamaasia tuottavia bakteereja (enterobakteerit, serratiat). Kannat indusoituvat betalaktaamihoidon aikana. AMP C -löydökseen suhtaudutaan kuten ESBL:n.

Enterococcus faecium voi olla luonnostaan varsin resistentti, mutta yleensä herkkä vankomysiinille. VRE (vankomysiini-resistentti enterokokki) –kanta on kehittänyt resistenssin myös vankomysiinille. Hoitoon käytetään linetsolidia.

Stenotrophomonas maltophila on yleisesti ympäristössä esiintyvä opportunistinen, gramnegatiivinen sauvabakteeri, joka on luonnostaan erittäin moniresistentti, mm. kaikille betalaktaameille ja aminoglykosideille. Sen luontainen herkkyys sulfa-trimetopriimille ja uudemmille fluorokinoloneille voidaan menettää hoidon aikana bakteerin muuntuessa näillekin resistentiksi. Stenotrophomonas maltophilan selekoituminen infektion aiheuttajaksi liittyy yleensä pitkään ja komplisoituneeseen infektioon, tehohoitoon ja edeltävään laajakirjoisten antibioottien käyttöön.

Potilas, jolta on viljelyssä löytynyt jokin moniresistentti bakteeri, kuuluu kosketuseristykseen laitosepidemioitten ehkäisemiseksi. Moni potilaista jää bakteerin kantajaksi, mutta tämä ei tarkoita, että kaikki potilaalle jatkossa ilmaantuvat infektiot olisivat tämän bakteerin aiheuttamia. MRSA- ja ESBL-kantajuus pitää kuitenkin huomioida vakavan, mahdollisesti septisen infektion empiirisessä alkuhoidossa ja myöhemmin kaventaa kirjoa, jos taudin aiheuttajaksi varmistuu muu patogeeni. Aiemmin MRSA-positiiviseksi todetun potilaan myöhempi negatiivinen seulontanäyte ei poista kantajuutta eikä eristyksen tarvetta.

Taulukko1. Bakteeriryhmiä gramvärjäyksen mukaan

Taulukko 2. Joidenkin antibioottien kirjon ja bakteerien luontaisen herkkyyden vertailua (Huom! suuntaa-antava)