Bacterial virulence, the site of infection and patient age in critical care medicine: impact on the outcomes : cluster analysis

Abstract

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2024A sépsis é uma doença complexa prevalente entre os doentes críticos, embora a sua evolução não seja necessariamente semelhante em todos os doentes. Para melhor compreender a heterogeneidade da sépsis e otimizar o tratamento e o prognóstico destes doentes, este estudo procurou identificar clusters distintos e significativos entre os doentes infetados. Realizámos uma análise retrospetiva de uma base de dados observacional prospetiva. O principal objetivo foi obter informações sobre a influência da virulência bacteriana, do local de infeção e da idade do doente nos resultados em Medicina Intensiva. Foram analisados retrospetivamente os dados dos doentes admitidos entre janeiro de 2015 e dezembro de 2019 no Serviço de Cuidados Intensivos do Hospital Vila Franca de Xira. Identificámos quatro outcomes primários: Taxa de mortalidade na UCI e no Hospital, Tempo de internamento na UCI e no Hospital (LOS). Foram incluídos no estudo 1923 doentes, dos quais 721 (37.5%) apresentaram pelo menos um isolamento microbiológico positivo durante o internamento. Os doentes infetados foram mais velhos e tinham gravidade clínica, traduzida na pontuação SAPS II mais elevada. A mortalidade e o tempo de internamento, tanto na UCI como no hospital, foram significativamente mais elevados nos doentes infetados, e estes necessitaram mais frequentemente de terapêutica de suporte de órgãos. Através da análise de clusteres, foi possível individualizar 5 grupos: doentes com Enterobacterales em amostras urinárias (1), doentes mais jovens com S. aureus isolado em hemocultura (2), doentes mais velhos com Candida spp isolada em amostras respiratórias (3), doentes com Pseudomonas aeruginosa isolada a partir de exsudados (4) e doentes com bacilos gram-negativo isolados em hemoculturas (5). Registaram-se diferenças significativas nas suas trajetórias, quer na UCI quer no hospital. Em conclusão, a análise de clusters realizada forneceu informações importantes sobre a complexa interação entre a virulência bacteriana, o local da infeção e os outcomes dos doentes em medicina intensiva, apoiando estudos futuros para o desenvolvimento de intervenções mais personalizadas e novas estratégias terapêuticas para a população de doentes sépticos.Sepsis is a complex disorder that remains prevalent among critically ill patients. Contrary to the classical “one-size-fits-all” approach, sepsis does not seem to progress and manifests similarly in all patients, due to many intrinsic and extrinsic variables. To better understand the heterogeneity of sepsis and improve treatment and prognostication, this study sought to identify meaningful distinct clusters among infected patients. We conducted a retrospective analysis of a prospective observational database. The main goal of this study was to provide information about the influence of bacterial virulence, the site of infection, and the patient’s age on the outcomes in Critical Care Medicine. Data from patients admitted between January 2015 and December 2019 in the Intensive Care Department of Hospital Vila Franca de Xira was retrospectively analyzed. We identified four primary outcomes: ICU and Hospital mortality rate, ICU and Hospital length of stay (LOS). We included 1923 patients, of whom 721 (37.5%) had at least one microbiological isolate during their ICU stay. Infected patients were older and had a higher SAPS II score. Their ICU and Hospital, both mortality and LOS, were significantly higher and they more often required organ support therapy. We identified 5 clusters: patients with Enterobacterales recovered from urinary samples (1), younger patients with S. aureus isolated in the bloodstream (2), older patients with Candida spp isolated from respiratory samples (3), patients with Pseudomonas aeruginosa isolated from purulent skin discharges (4) and patients with gram-negative organisms isolated in the bloodstream (5). Notable differences were found in their ICU and hospital trajectories. In conclusion, the cluster analysis conducted provided valuable insights into the complex interplay between bacterial virulence, infection site, and patient outcomes in critical care medicine, supporting future studies to develop tailored interventions and new clinical therapies