Καλλιέργειες Αίματος: Αποτελέσματα και Ερμηνεία

Γεώργιος Ν. Καραχάλιος

Blood Cultures: Results and Interpretation

Η βακτηριαιμία αποτελεί μια σημαντική αιτία νοσηρότητας και θνησιμότητας στον άνθρωπο. Στην εκτίμηση των ασθενών με υποψία ότι έχουν βακτηριαιμία εν είδη ρουτίνας συμπεριλαμβάνονται οι καλλιέργειες αίματος οι οποίες κατοχυρώνουν την αιτιολογική διάγνωση και παρέχουν την ευκαιρία για την εκτέλεση της αντιμικροβιακής ευαισθησίας ως οδηγό της θεραπευτικής παρεμβάσεως όταν είναι απαραίτητο. Η κλινική σημασία των θετικών καλλιεργειών αίματος έχει εκτεταμένα μελετηθεί τα τελευταία είκοσι χρόνια. Αυτές οι μελέτες έχουν χρησιμεύσει για τον καθορισμό των πλέον συχνών αιτιολογικών παραγόντων που ευθύνονται για τη βακτηριαιμία, το εύρος των παραγόντων και έχει βελτιωθεί η κατανόηση των κινδύνων και εκβάσεων που συνδυάζονται με αυτές τις λοιμώξεις. Επειδή το οριακά χαρακτηριστικά των ασθενών έχουν μελετηθεί με τις προόδους της ιατρικής (π.χ. περισσότεροι ενσωματωμένοι καθετήρες και άλλες ενδοαγγειακές συσκευές και μεταβολές στη θεραπεία του HIV), η επιδημιολογία της βακτηριαιμίας έχει επίσης αυξηθεί με περισσότερες λοιμώξεις να παρατηρούνται σε ασθενείς με ενδοαγγειακές συσκευές και επί εξωτερικής βάσεως. Επιπροσθέτως, φαίνεται ότι υπάρχει βελτίωση της εκβάσεως των ασθενών με βακτηριαιμία, πιθανόν ως συνέπεια της πρωίμου θεραπευτικής παρεμβάσεως, επειδή ο αριθμός των βακτηριαιμιών φαίνεται ότι αυξήθηκε, ειδικότερα αυτών που παρατηρούνται με άτομα που είχαν προηγουμένως προσβληθεί.^1,2

Γενικά, η βακτηριαιμία έχει ταξινομηθεί ως παροδική, διαλείπουσα και συνεχής.^3,4 Η παροδική βακτηριαιμία συνήθως ακολουθεί μηχανικό ή χειρουργικό χειρισμό του μολυσθέντος ιστού.⁴ Αυτή επίσης μπορεί να παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια των εν είδει ρουτίνας ημερήσιων δραστηριοτήτων, όπως το βούρτσισμα των οδόντων ή εντερικών κινήσεων.⁵ Διαλείπουσα βακτηριαιμία τυπικά παρατηρείται σε ασθενείς με μη παροχετευόμενα αποστήματα ή σε συνδυασμό με εντοπισμένη λοίμωξη (π.χ. πνευμονία, ουρολοίμωξη και λοίμωξη του κεντρικού νευρικού συστήματος). Η συνεχής βακτηριαιμία παρατηρείται σε ασθενείς με ενδοαγγειακές λοιμώξεις (π.χ. λοιμώδης ενδοκαρδίτιδα, σηπτική θρομβοφλεβίτιδα).⁴

Ενδείξεις για Καλλιέργειες αίματος: Οι καλλιέργειες αίματος θα πρέπει να λαμβάνονται μόνον όταν υπάρχει κλινικός λόγος για υποψία της βακτηριαιμίας. Οι καλλιέργειες αίματος δεν θα πρέπει να λαμβάνονται για την εν είδη ρουτίνας αξιολόγηση ή για την έρευνα εντοπισμένης λοιμώξεις. Γενικότερα, οι ενδείξεις για καλλιέργειες αίματος ποικίλουν και δεν είναι τυποποιημένες. Σε ασθενείς που εισάγονται στο νοσοκομείο με υποψία ή αποδεδειγμένη λοίμωξη σε οποιαδήποτε περιοχή συνήθως λαμβάνεται καλλιέργεια αίματος ως μέρος της αρχικής μελέτης. Ορισμένα σημεία ή συμπτώματα είναι πολύ πιθανόν να επιβάλουν την άμεση λήψη καλλιεργειών αίματος. Ο πυρετός, ένα συχνό σημείο της βακτηριαιμίας, είναι ο πλέον συνήθης λόγος και ένδειξη για καλλιέργεια αίματος.⁶ Ωστόσο, ο πυρετός μπορεί να μην είναι παρών σε όλους τους ασθενείς με βακτηριαιμία. Οι υπερήλικες ασθενείς μπορεί να είναι απύρετοι ή να παρουσιάζονται με χαμηλό πυρετό κατά τη διάρκεια του βακτηριαιμικού επεισόδίου.⁷ Η μεταβολή της διανοητικής κατάστασης ή λειτουργικής κατάστασης μπορεί να είναι το μόνο σημείο της βακτηριαιμίας στους υπερήλικες ασθενής ή αυτούς με νεφρική νόσο τελικού σταδίου.⁷ Οι ενδείξεις για καλλιέργεια αίματος αναφέρονται στον Πίνακα 1. 

Πίνακας 1. Ενδείξεις για Καλλιέργεια Αίματος

1. Κλινικά χαρακτηριστικά της σήψεως: Θερμοκρασία >38°C ή <36°C, Ταχυκαρδία, επίμονη υπόταση, Ταχύπνοια, Ρίγος, Λευκοκυττάρωση ή Λευκοπενία, Νέα σημεία συγχύσεως ή επιδείνωση των σημείων συγχύσεως, Ανεξήγητη αύξηση της CRP στον ανοσοκατασταλμένο ασθενή μπορεί να συνοδεύεται με σηψαιμία ακόμη και χωρίς πυρετό. 2. Υποψία λοιμώδους ενδοκαρδίτιδας.  3. Πυρετός άγνωστου αιτιολογίας.  4. Ανεξήγητη λευκοκυττάρωση ή λευκοπενία.  5 Συστηματικές και εντοπισμένες λοιμώξεις συμπεριλαμβανομένων υποψίας μηνιγγίτιδας, οστεομυελίτιδας, σηπτικής αρθρίτιδας, οξείας μη θεραπευθείσης βακτηριακής πνευμονίας ή άλλων πιθανών βακτηριακών λοιμώξεων.

Χρόνος Συλλογής της Καλλιέργειας Αίματος: Ο ιδεώδης χρόνος για τη συλλογή αίματος είναι το χρονικό διάστημα που κυμαίνεται από μία έως αρκετές ώρες από της παρουσιάσεως του ασθενούς.⁸ Ωστόσο, είναι επαρκής και κατάλληλη η λήψη αίματος από δύο διαφορετικές περιοχές εντός λεπτών η μια από την άλλη από ασθενείς που είναι οξέος πάσχοντες ή σε αυτούς που έχουν υψηλή πιθανότητα υψηλής, συνεχούς βακτηριαιμίας.⁸ Αντιθέτως, σε ασθενείς με υποψία διαλείπουσας βακτηριαιμίας πρέπει να λαμβάνονται καλλιέργειες με μεσοδιάστημα 6-36 ώρες.⁹

Συστάσεις για την Συλλογή Καλλιέργειας Αίματος: Οι ακόλουθες συστάσεις θα πρέπει να λαμβάνονται κατά την συλλογή αίματος για καλλιέργεια:^9-16

1. Καλλιέργειες αίματος θα πρέπει να λαμβάνονται όταν υπάρχει κλινική υποψία για βακτηριαιμία.
2. Καλλιέργειες λαμβάνονται προ της εισαγωγής της αντιμικροβιακής θεραπείας εάν αυτό είναι δυνατόν.
3. Αίμα δεν θα πρέπει να λαμβάνεται από ενσωματωμένες αρτηριακές ή φλεβικές γραμμές εκτός εάν υπάρχει υποψία ότι η ενδοφλέβιος γραμμή είναι μολυσμένη. Θα πρέπει να λαμβάνεται αίμα για καλλιέργεια από ενσωματωμένη γραμμή, με άλλο δεύτερο δείγμα που θα πρέπει να λαμβάνεται από κάποια περιφερική περιοχή.
4. Για βακτηριακή ή μυκητιασική σήψη λαμβάνονται δύο καλλιέργειες για κάθε ασθενή από διαφορετική φλέβα για όλους τους ενηλίκους και παιδιατρικούς ασθενείς, εξαιρέση σε ασυνήθεις περιπτώσεις (π.χ. νεογνά). Για την μυκοβακτηριακή σήψη συνίσταται η λήψη τριών καλλιεργειών σε ξεχωριστές ημέρες.
5. Δύο ή περισσότερα δείγματα αίματος θα πρέπει να συλλέγονται με τη χρήση αποστειρωμένης τεχνικής από διαφορετικές περιοχές. Εξαιρέση σε πολύ ασυνήθεις περιπτώσεις, όχι περισσότερα των τριών δειγμάτων αίματος για καλλιέργεια θα πρέπει να συλλέγονται σε χρονική περίοδο 24ωρών. Εάν όλα τα τέσσερα δείγματα είναι αρνητικά μετά 24ώρες και υφίσταται ακόμη υποψία της σήψεως, μπορεί να συλλέγονται περισσότερες καλλιέργειες. Ένας μεγάλος αριθμός καλλιεργειών μπορεί να έχει συλλέγει από ασθενείς που ήδη λαμβάνουν αντιμικροβιακά φάρμακα και εάν η κλινική κατάσταση το επιτρέπει, διακόπτονται τα αντιβιοτικά και είναι προτιμότερο να επαναλαμβάνεται η καλλιέργεια μετά 48ώρες.
6. Επί υποψίας βακτηριακής ενδοκαρδίτιδας ή χαμηλού βαθμού ενδοαγγειακής λοιμώξεως θα πρέπει να συλλέγονται τέσσερις καλλιέργειες εντός των πρώτων 24ωρών με μεσοδιαστήματα. Ο χρόνος δεν είναι κριτικής σημασίας. Σε άλλες καταστάσεις, ο χρόνος είναι δύσκολος επειδή η βακτηριαιμία μπορεί να προηγείται της εμφανίσεως του πυρετού ή του ρίγους.
7. Ένας μεγάλος αριθμός καλλιεργειών μπορεί να έχει συλλεγεί από ασθενείς που ήδη λαμβάνουν αντιμικροβιακά φάρμακα. Καλλιέργειες θα πρέπει να συλλέγονται αμέσως προ της επόμενης δόσης του παρεντερικώς χορηγούμενου αντιμικροβιακού παράγοντα.
8. Η καλλιέργεια αρτηριακού αίματος δεν παρέχει πλεονέκτημα έναντι των φλεβικών δειγμάτων.
9. Ιδεωδώς η απαιτούμενη ποσότητα αίματος για καλλιέργεια είναι 10ml. Οι επαρκείς όγκοι αίματος βελτιώνουν την διαπίστωση των παθογόνων μικροοργανισμών και ελαττώνουν τον απαιτούμενο χρόνο για την διαπίστωση αυτών.

 
Ερμηνεία των Θετικών Καλλιεργειών Αίματος: Αν και η παρουσία της βακτηριαιμίας είναι σημαντική για αμφότερες τη διάγνωση και πρόγνωση, η ορθή ερμηνεία του θετικού αποτελέσματος της καλλιέργειας είναι κρίσιμη. Η παρερμηνεία των θετικών αποτελεσμάτων μπορεί να συνεπάγεται την αύξηση του κόστους νοσηλείας. Η εξήγηση των αποτελεσμάτων των θετικών καλλιεργειών αίματος είναι συχνά ορθή, αλλά ενίοτε παρουσιάζονται σημαντικά διλήμματα για τους κλινικούς ιατρούς και κλινικούς μικροβιολόγους. Παράμετροι που μπορεί να είναι ωφέλιμοι στην ερμηνεία συμπεριλαμβάνουν την ταυτοποίηση του μικροοργανισμού, την παρουσία περισσότερων της μίας θετικής καλλιέργειας αίματος για τον ίδιο μικροοργανισμό και την παρουσία του ίδιου μικροοργανισμού που ανευρίσκεται στο αίμα από άλλη φυσιολογικώς στείρα περιοχή.

Μικροοργανισμοί που σχεδόν πάντοτε (>90% απομονονωθέντων μικροοργανισμών) αντιπροσωπεύουν αληθή λοίμωξη όταν απομονώνονται από το αίμα συμπεριλαμβάνουν τον Staphylococcus aureus, Esherichia coli και άλλαEnterobacteriaceae, P. aeruginosa, Streptococcus pneumoniae και Candida albicans. Η απομόνωση από το αίμα μικροοργανισμών που σπανίως (<5% των απομονωθέντων) αντιπροσωπεύουν αληθή λοίμωξη συμπεριλαμβάνουνCorynobacterium species,Baccilus species και Propionibacterium acnes. Η ανακάλυψη του Viridans group Streptococci, κοαγκουλάση-αρνητικός σταφυλόκοκκος και Enterococci είναι δυσκολότερο να εξηγηθεί, ενώ ορισμένες μελέτες έχουν προσδιορίσει ότι αυτά αντιπροσωπεύουν αληθή βακτηριαιμία στο 38%, 15% και 78%, αντιστοίχως. Ειδικά, ο κοαγκουλάση-αρνητικός σταφυλόκοκκος αντιπροσωπεύει ένα από τα πλέον συχνά μικρόβια που παρατηρούνται στις επιμολύνσεις των καλλιεργειών αίματος, αλλά επίσης αποτελούν σημαντική αιτία της βακτηριαιμίας σε σημαντικό ποσοστό ασθενών με εμφυτευμένες συσκευές και ενσωματωμένους καθετήρες. Η ερμηνεία για αυτές τις περιπτώσεις μπορεί να βοηθηθεί δια της ταυτοποιήσεως του κοαγκουλάση-αρνητικού σταφυλόκοκκου στο επίπεδο στελέχους όταν περισσότερα του ενός δείγματος των καλλιεργειών αίματος καθίστανται θετικά. Εάν τα ίδια στελέχη του κοαγκουλάση-αρνητικού σταφυλόκοκκου απομονώνονται από δείγματα πολλαπλών καλλιεργειών αίματος, οι πιθανότητες είναι ότι αντιπροσωπεύουν αληθή βακτηριαιμία σε αντίθεση προς την αυξημένη επιμόλυνση.⁹

Όταν εκτιμώνται οι καλλιέργειες αίματος, είναι σημαντικό να αναγνωρίζεται η διαφορά μεταξύ βακτηριαιμίας και μόλυνσης. Η μόλυνση παρατηρείται όταν βακτήρια από εξωτερική πηγή εισάγονται εντός του συλλεγέντος δείγματος. Για παράδειγμα, φυσιολογικό βακτήριο του δέρματος μπορεί να εισαχθεί όταν γίνεται απλή δια βελόνης  φλεβοκέντηση. Βακτήρια μπορεί επίσης να είναι παρόντα στις ιατρικές συσκευές, όπως οι κεντρικοί φλεβικοί καθετήρες. Οι κεντρικοί φλεβικοί καθετήρες συνοδεύονται με υψηλότερες συχνότητες μολύνσεως έναντι της φλεβοκεντήσεως. Οι συχνότητες της μόλυνσης ταυτοποιούνται με αύξουσα συχνότητα, καθόσον οι νεότερες μέθοδοι εξετάσεως έχουν βελτιώσει την ταυτοποίηση του βακτηρίου, ακόμη και σε μικρές ποσότητες.¹⁷
Όταν εκτιμάται η πιθανή μόλυνση, ο κλινικός θα πρέπει να αξιολογήσει την κλινική εικόνα του ασθενούς και να καθορίσει κατά πόσον ο ασθενής εμφανίζει σημεία και συμπτώματα της βακτηριαιμίας. Για παράδειγμα, εάν ασθενής είναι υποτασικός, ταχυκαρδιακός και εμπύρετος, αυτά μπορεί να υποδεικνύουν την παρουσία βακτηριαιμίας. Επιπλέον, είναι ζωτικό να συλλέξει δύο δείγματα από διαφορετικές περιοχές του σώματος. Η δεύτερη περιοχή είναι συχνά κάποιος κεντρικός φλεβικός καθετήρας, εάν είναι παρών. Εάν σε μία από τις δύο καλλιέργειες αναπτυχθεί κάποιος μικροοργανισμός αυτό πρέπει να θεωρηθεί ως πιθανή μόλυνση, οπότε είναι απαραίτητη η επανάληψη των καλλιεργειών. Αντιστρόφως, εάν σε πολλαπλά δείγματα αναπτυχθεί ο ίδιος μικροοργανισμός η αληθής βακτηριαιμία είναι συνήθως το αποτέλεσμα.¹⁸ Μία μόνο θετική καλλιέργεια είναι αναγκαία για να υποδείξει την ύπαρξη αληθούς λοιμώξεως σε ασθενείς με gram-αρνητικό βακτήριο. Gram-θετικά βακτήρια, ειδικότερα Staphylococcus epidermidis καιCorynobacterium species, είναι τα πλέον πιθανά μολύνοντα μικρόβια.¹⁸ Ωστόσο, σε ανοσοκατασταλμένα άτομα αυτά τα δύο βακτήρια μπορεί να αντιπροσωπεύουν αληθή λοίμωξη.

 
Συμπέρασμα

Οι καλλιέργειες αίματος είναι σημαντικές στην αντιμετώπιση ασθενών με λοίμωξη. Αυτές μπορεί να παράσχουν σημαντικές διαγνωστικές και προγνωστικές ενδείξεις, όπως επίσης να κατοχυρώσουν την μικροβιακή αιτιολογία σε περιπτώσεις υποψίας λοιμώξεως. Οι καλλιέργειες αίματος θα πρέπει να λαμβάνονται μόνον όταν υπάρχει κλινικός λόγος σε ασθενή με υποψία βακτηριαιμίας. Οι καλλιέργειες αίματος δεν θα πρέπει να λαμβάνονται για την εν είδη ρουτίνας αξιολόγηση ή για την έρευνα της εντοπισμένης λοιμώξεως. Οι καλλιέργειες αίματος θα πρέπει να λαμβάνονται προ της ενάρξεως της αντιβιοτικής θεραπείας προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η πιθανότητα όπως αυτές καταστούν χρήσιμες κλινικώς. Τα θετικά αποτελέσματα των καλλιεργειών αίματος χρειάζονται ώρες έως ημέρες επωάσεως.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Weinstein MP. Clinical importance of blood cultures. Clin Lab Med 1994; 14: 9-16.
2. Pien BC, Sundaram P, Raoof N, et al. The clinical and prognostic importance of positive blood cultures in adults. Am J Med 2010; 123: 819-828.
3. Kirn TJ, Weinstein MP. Update on blood cultures: how to obtain, process, report, and interpret. Clin Microbiol Infect 2013; 19: 513-520.
4. Bennett NJ. Bacteremia. UpToDate. Dec 12, 2018.
5. Haber MA, Terezhalmy GT. The patient with transient bacteremia. General Dentistry 2005: 53: 130-143.
6. Coburn B, Morris AM, Tomlinson G, Detsky AS. Does this adult patient with suspected bacteremia require blood cultures? JAMA 2012; 308: 502-506.
7. Ntusi N, Aubiu L, Oliver S, et al. Guideline for the optimal use of blood cultures. SAMJ 2010; 100: 839-843.
8. Strand CL. Blood cultures consensus recommendations in 1988. Microbiology no. MB 88.1 American Society for Clinical Pathologists Check Sample Continuing Education Program. Chicago American Society for Clinical Pathologists, 1988.
9. Weinstein MP. Current blood cultures methods and systems: Clinical concepts, technology and interpretation. Clin Infect Dis 1996; 23: 40-46.
10. Mylotte JM, Tayara A. Blood cultures. Clinical aspects and controversies. Eur J Clin Microbiol Infect 2000; 19: 157-163.
11. Howeie N, Gerstenmaier JF, Munro PT. Do peripheral blood cultures taken in the emergency department influence clinical management? Eur Med J 2007; 24: 213-214.
12. Shapiro NI, Wolfe PE, Wright SB, et al. Who needs a blood cultures? A prospectively derived and validated prediction role. J Emerg Med 2008; 35: 255-264.
13. Roque PJ, Oliver B, Anderson L, et al. Blood prediction role in an urban emergency department. Ann Emerg Med 2011; 58: S290.
14. Makam AN, Auerbach L, Steinman MA. Blood culture use in the emergency department in patients hospitalized for community-acquired pneumonia. JAMA Intern Med 2014; 174: 803-806.
15. Doern GV. Blood cultures for detection of bacteremia. UpToDate. April, 2016
16. Doern GV. Bacteremia: Blood cultures and other diagnostic tools. UpToDate May, 2019.
17. Weinstein MP. Blood culture contamination: persisting problems and partial progress. J Clin Microbiol 2003; 41: 2275-2278.
18. Hall KK, Lyman J. Updated review of blood culture contamination. Clin Microbiol Rev 2006; 19: 788-902.