Valor del genotipado en el diagnóstico microbiológico de la infección por estafilococos plasmacoagulasa negativos en cirugia ortopédica

Abstract

Decidir si el aislamiento de Estafilococos coagulasa negativos en los cultivos de las muestras obtenidas de cirugía ortopédica corresponde a una infección o a una contaminación es un reto altamente complicado para el clínico, puesto que se trata de un microorganismo que pertenece a la flora habitual del individuo sin provocar enfermedad. Un diagnóstico erróneo de infección o de contaminación puede suponer la realización (o no) de múltiples reintervenciones, uso prolongado de antibióticos orales e intravenosos, largas estancias hospitalarias, rehabilitación ambulatoria, aumento de visitas de seguimiento y bajas laborales. Las técnicas microbiológicas utilizadas en la actualidad y consideradas el gold estándar para infección osteoarticular tienen una sensibilidad y una especificidad bajas. Repetitive Extragenic Palindrome PCR (rep-PCR) es una técnica basada en la amplificación y detección de secuencias repetitivas de DNA, que se encuentran en los microorganismos de forma característica. Es capaz de identificar 2 cepas como iguales con un 97% de fiabilidad y por este motivo es el método de referencia actualmente en la identificación de cepas virulentas en brotes hospitalarios y en la comunidad pero no se ha utilizado en el diagnóstico de infección osteoarticular. OBJETIVO: 1)Determinar la concordancia de la técnica de genotipado por rep-PCR respecto a la técnica de fenotipado convencional en el diagnóstico de infección osteoarticular. 2) Analizar el subgrupo de pacientes portadores de material protésico 3) valorar el impacto del genotipado en el tratamiento de pacientes con infección por S. epidermidis 4) determinar si es posible predecir un mismo patrón genotípico entre cepas a partir del antibiotipo en los casos discordantes. MÉTODO: Se incluyeron todos aquellos pacientes sometidos a cirugía osteoarticular con sospecha clínica de infección que presentaron ≥2 aislamientos de CoNS en los cultivos obtenidos de las muestras quirúrgicas desde enero 2011 a marzo 2015. Se recogieron datos epidemiológicos y clínicos, quirúrgicos y microbiológicos. Cada cepa de CoNS se analizó por ambos métodos (fenotipado – VITEK y API- y genotipado –Rep-PCR-). De acuerdo con las guías de práctica clínica actuales, se consideraron como patógenas, aquellas cepas de CoNS que se habían identificado como idénticas en ≥2 muestras dentro del mismo episodio. Los resultados obtenidos por ambas técnicas se analizaron estadísticamente y se compararon entre sí. RESULTADOS: Se analizaron un total de 255 cepas de Staphylococci Plasmocoagulasa negativos de un total de 52 procedimientos quirúrgicos con sospecha de infección, en 42 pacientes. Cada procedimiento quirúrgico se consideró como un episodio independiente. El 55% fueron varones, edad de 61.5 ± 20.6 años. El índice de comorbilidad de Charlson fue de 0.7 ± 1.1. En el 79% de los episodios había material protésico y el 93% había sufrido una cirugía previa en el sitio quirúrgico actual. El diagnóstico de infección por CoNS en la muestra del estudio según las técnicas convencionales fue del 73% vs 77% con rep-PCR. El índice kappa de concordancia fue de 0.59 ± 0.1 (p<0.01). En el subgrupo de pacientes portadores de material ortopédico, el índice kappa fue de 0.68 ± 0.1 (p<0.01). La sensibilidad del fenotipado vs el genotipado, calculada sobre la prevalencia de la muestra, fue del 93%, especificidad del 72%, Valor Predictivo Positivo del 90% y Valor Predictivo Negativo del 75% con IC 95%. En cuanto al análisis de las cepas discordantes, se encontraron 62 diferencias entre antibiotipos. CONCLUSIONES: Rep-PCR detecta un mayor número de casos de infección. La concordancia entre las dos técnicas es discretamente mejor en el subgrupo de portadores de material protésico. La técnica por rep-PCR presenta además un mayor valor predictivo negativo respecto al método estandard. Según nuestros datos, no es posible predecir un mismo genotipo a partir de antibiotipos distintos.

Coagulase-negative staphylococci (CoNS) form part of the resident microflora in the skin of humans and are common culture contaminants. CoNS can also be the cause of severe infection in certain clinical situations. Hence, when CoNS are isolated in cultures of orthopedic surgery specimens, it is a challenge for clinicians to determine whether this finding should be considered an infection or a contaminant. Current clinical practice guidelines (IDSA, 2013) state that the diagnosis of prosthetic joint infection requires at least 2 cultures positive for the same microorganism, determined according to standard microbiological procedures for identifying the genus, species, and antibiogram. The phenotypic correlation between isolates from the two samples is considered to exclude a simple contamination. Nonetheless, phenotyping methods are known to have limitations for accurate identification of CoNS strains. Microbial identification based on genotyping has proven to be more precise than phenotyping in other clinical scenarios but the usefulness of these techniques has not been investigated in bone and joint infection. Repetitive extragenic palindromic PCR (rep-PCR) is a technique based on amplification and detection of the repetitive DNA characteristically found in microorganisms. With the use of rep-PCR, two strains can be identified as being identical with 97% certainty, and for this reason it is the current reference method for identifying virulent strains in hospital and community outbreaks. The aim of this study was 1) to determine the concordance between rep-PCR and standard techniques based on phenotypic identification in the diagnosis of CoNS bone and joint infection; 2) to determine the concordance in the patients with orthopaedic material; 3) to assess the impact of rep-PCR in the treatment of the patients with infection due to CoNS; 4) to determine if it is possible to predict a same genotypic pattern from discordant antibiotypes. Method: Observational study comparing diagnostic tests (January 2011-March 2015),including all orthopaedic surgery patients with clinically suspected infection and ≥2 surgical specimens culture-positive for CoNS. Data collection included epidemiologic and clinical information,current clinical signs of suspected infection,and microbiological information.Each CoNS strain was analyzed by both methods (phenotyping, VITEK and API;and genotyping, rep-PCR). In accordance with current IDSA guidelines,CoNS strains identified as identical in ≥2 samples within the same surgical episode were considered pathogenic. The results of the two techniques were compared and statistically analyzed. Results:255 CoNS isolates from 52 surgical episodes with suspected infection in 42 patients (55% male, mean age 61.5±20.6 years) were included. The patients' Charlson comorbidity index was 0.7±1.1. Implanted material was present in 79% of episodes and the surgical site had undergone previous surgery in 93%.CoNS infection was diagnosed by phenotyping in 73% of patients (mean,2.2±1.3 different strains identified per episode)and 77% by rep-PCR analysis(mean,1.8±0.6 different strains per episode).The kappa index of concordance was 0.59±0.1(p<0.01); 0.69 ±0.1(p<0.01) in the patients with orthopaedic materials; the sensitivity of the phenotyping vs genotyping, calculated on the prevalence of the sample, was 93%, specificity of 72%, 90% positive predictive value and negative predictive value of 75% with 95% CI. In terms of the analysis of the discordant strains, 62 difference between antibiotypes were found. Conclusions: The two diagnostic methods showed moderate discrepancy in the diagnosis of postoperative bone and joint infection. Rep-PCR detected more cases of infection. The concordance index was discreetly better in the subgroup with prosthetic material. Rep-PCR technique showed higher negative predictive value with respect to the standard method. According to our data, it is not possible to predict a same genotype from different antibiotypes.