Diagnosi di Sepsi: Analisi di Fattori Predittivi in Area Critica

The following thesis presents a retrospective, single-center observational study conducted between November 2021 and December 2023, focusing on episodes of potential sepsis and blood cultures positive for Gram-negative bacteria. The study was conducted in two sequential phases. In the first phase, a retrospective analysis was performed on 1,616 hospitalized patients who underwent rectal surveillance screening for multidrug-resistant organisms; among these, 455 patients also underwent blood cultures for suspected sepsis. This phase aimed to evaluate the microbiological concordance between rectal swabs and bloodstream infections. Based on these results, the second phase focused on 163 episodes of sepsis with blood cultures positive for Gram-negative bacteria. The main pathogens analyzed were Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, and Acinetobacter baumannii. Clinical variables (length of hospital stay), laboratory parameters (C-reactive protein [CRP], leukocyte subpopulations), and microbiological data, including time to detection (TTD) of blood cultures, were collected. Nonparametric statistical tests were applied. Receiver operating characteristic (ROC) curve analyses were performed for selected parameters to evaluate their discriminatory performance and identify potential optimal cut-off values. In the first phase, microbiological concordance between rectal swabs and blood cultures was observed in 134/455 episodes (29.5%), predominantly involving Gram-negative bacteria, with the highest rates detected in intensive care and cardiac surgery wards. These results supported the selection of intensive care settings for the second phase. Significant differences were observed between bacterial species in terms of length of hospital stay, white blood cell count, CRP levels, and TTD. A. baumannii was associated with prolonged hospital stay (median length of stay 34 days, IQR 24.8–49.5) and lower CRP values (median 7.05 mg/L, IQR 3.4–9.21), while P. aeruginosa showed a longer detection time than other pathogens (median TTD 18 hours, IQR 11–21). ROC analysis demonstrated good discriminatory ability of CRP for A. baumannii (AUC 0.832; 95% CI 0.763–0.888; p <0.0001), with a threshold value ≤10.22 mg/L yielding 100% sensitivity and 69.2% specificity. For P. aeruginosa, TTD showed good predictive performance (AUC 0.734; 95% CI 0.656–0.802; p < 0.0001), with a cut-off <16 hours associated with high specificity (91.8%). CRP showed moderate discriminatory ability for P. aeruginosa (AUC 0.647; p = 0.005). No statistically significant difference was observed between TTD and CRP in the comparison of ROC curves. Our results suggest that selected clinical and laboratory parameters may provide pathogen-specific predictive value in the diagnosis of sepsis in the intensive care unit. In our setting, TTD may be useful for the identification of P. aeruginosa-related sepsis, while CRP shows strong predictive performance for A. baumannii. These findings support the potential role of integrated clinical, laboratory, and microbiological data to improve the early recognition of sepsis.

Nel seguente lavoro di tesi è stato condotto uno studio osservazionale retrospettivo monocentrico tra novembre 2021 e dicembre 2023 incentrato su episodi di potenziale sepsi ed emocolture positive per batteri Gram-negativi. Lo studio è stato condotto in due fasi sequenziali. Nella prima fase è stata eseguita un'analisi retrospettiva su 1.616 pazienti ospedalizzati sottoposti a screening di sorveglianza rettale per organismi multiresistenti; tra questi, 455 pazienti sono stati sottoposti anche a emocolture per sospetta sepsi. Questa fase mirava a valutare la concordanza microbiologica tra tamponi rettali e infezioni del flusso sanguigno. Sulla base di questi risultati, la seconda fase si è concentrata su 163 episodi di sepsi con emocolture positive per batteri Gram-negativi. I principali patogeni analizzati sono stati Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterobacter aerogenes e Acinetobacter baumannii. Sono state raccolte variabili cliniche (durata della degenza ospedaliera), parametri di laboratorio (proteina C-reattiva [CRP], sottopopolazioni leucocitarie) e dati microbiologici, compreso il tempo di rilevamento (TTD) delle emocolture. Sono stati applicati test statistici non parametrici. Sono state eseguite analisi della curva ROC (Receiver Operating Characteristic) per parametri selezionati al fine di valutarne le prestazioni discriminatorie e identificare potenziali valori di cut-off ottimali. Nella prima fase, è stata osservata una concordanza microbiologica tra tamponi rettali ed emocolture in 134/455 episodi (29,5%), che coinvolgevano prevalentemente batteri Gram-negativi, con i tassi più elevati rilevati nei reparti di terapia intensiva e cardiochirurgia. Questi risultati hanno supportato la selezione di contesti di terapia intensiva per la seconda fase. Sono state osservate differenze significative tra le specie batteriche per quanto riguarda la durata della degenza ospedaliera, la conta leucocitaria, i livelli di CRP e il TTD. A. baumannii è stato associato a una degenza ospedaliera prolungata (durata mediana della degenza 34 giorni, IQR 24,8-49,5) e a valori di CRP più bassi (mediana 7,05 mg/L, IQR 3,4–9,21), mentre P. aeruginosa ha mostrato un tempo di rilevamento più lungo rispetto ad altri patogeni (TTD mediano 18 ore, IQR 11–21). L'analisi ROC ha dimostrato una buona capacità discriminatoria della CRP per A. baumannii (AUC 0,832; IC al 95% 0,763-0,888; p <0,0001), con un valore soglia ≤10,22 mg/L che ha prodotto una sensibilità del 100% e una specificità del 69,2%. Per P. aeruginosa, il TTD ha mostrato una buona performance predittiva (AUC 0,734; 95% CI 0,656–0,802; p < 0,0001), con un cut-off <16 ore associato ad un'elevata specificità (91,8%). La CRP ha mostrato una capacità discriminatoria moderata per P. aeruginosa (AUC 0,647; p = 0,005). Non è stata osservata alcuna differenza statisticamente significativa tra il TTD e la CRP nel confronto delle curve ROC. I nostri risultati suggeriscono che alcuni parametri clinici e di laboratorio selezionati possono fornire un valore predittivo specifico per il patogeno nella diagnosi della sepsi in terapia intensiva. Nel nostro contesto, il TTD potrebbe essere utile per l'identificazione della sepsi correlata a P. aeruginosa, mentre la CRP mostra una forte performance predittiva per A. baumannii. Questi risultati supportano il ruolo potenziale dei dati clinici, di laboratorio e microbiologici integrati per migliorare il riconoscimento precoce della sepsi.