MICROBIOLOGÍA

Utilidad del sistema VITEK en la identificación bacteriana y estudios de sensibilidad antimicrobiana

Liliana Jordá Vargas^1*, Andrea Vila^2**, Alejandra Lanza^1*, Pablo Bonvehi^2*, Javier Nazar^1*, Analía Mikietuk^2**, Roxana Labat^1***, Jorgelina Smayevsky^1*.

^1. Bioquímicos.
^2. Médicos infectólogos.

* Laboratorio de Microbiología.
** C.E.M.I.C. (Centro de Educación Médica e Investigaciones Clínicas "Norberto Quirno"). Sección de Infectología. Galván 4102. 1431 Ciudad de Buenos Aires, Argentina. Tel.: 54-11-45468200 int. 8377.
*** Laboratorio bioMérieux, Av. Congreso 1745, 1428 Ciudad de Buenos Aires, Argentina. Tel.: 54-11-5555-6800.

Resumen

La seguridad y rapidez en la identificación bacteriana y estudios de sensibilidad antimicrobiana son esenciales en el manejo de los pacientes con enfermedades infecciosas. En el presente estudio se evaluó la utilidad del sistema automatizado VITEK para identificación bacteriana y sensibilidad antimicrobiana de 212 aislamientos bacterianos consecutivos provenientes de pacientes hospitalizados y se compararon los resultados obtenidos por VITEK con los métodos convencionales manuales. Se estudiaron 94 aislamientos de enterobacterias, 67 bacilos gram-negativos no fermentadores, 22 Enterococcus spp. y 29 Staphylococcus spp. Los aislamientos de 21 S. aureus sólo fueron incluidos para estudio de sensibilidad antimicrobiana. De los 212 aislamientos, el 98,1% fue correctamente identificado a nivel de especie con el sistema VITEK. La concordancia en la sensibilidad fue de 99,5%. El tiempo promedio de demora en obtener resultados de sensibilidad fue de 7,8 h para VITEK y 24 h para el método convencional. En el 46% de los casos podría haberse modificado la terapia antimicrobiana con la información obtenida precozmente a partir del sistema VITEK, 16 h antes que con el método tradicional. El uso del sistema automatizado VITEK podría mejorar el manejo clínico de los pacientes infectados.

Palabras clave: VITEK; Identificación; Sensibilidad bacteriana.

Summary

UTILITY OF VITEK SYSTEM FOR BACTERIAL IDENTIFICATION AND ANTIMICROBIAL SUSCEPTIBILITY TESTING

The identification (ID) and antimicrobial susceptibility testing (AST) of clinically significant bacteria provide essential information for the effective management of patients with infectious diseases. In the present study 212 isolates from hospitalized patients were tested by VITEK and traditional overnight methods in order to determine the accuracy of automated VITEK for ID and AST. The type and number of isolates tested were: 94 Enterobacteriaceae isolates, 67 non-glucose-fermenting gram-negative-rods, 29 coagulase-negative-staphylococci, 22 Enterococcus spp. and 21 S. aureus (for AST only). The 98.1% of the isolates was correctly identified at genera and species level and the concordance in AST was 99.5%. The turnaround time (TAT) for the reporting AST results was 7.8 h using VITEK and 24 h for Kirby Bauer. Change in the antimicrobial therapy using VITEK susceptibility results could have been made 16 hs sooner than using conventional methods, in 46% of the patients evaluated. The conclusion is that the inclusion of rapid methods for bacterial identification and susceptibility tests might improve the management of infected patients.

Key words: VITEK; Identification; Antimicrobial susceptibility.

INTRODUCCIÓN

La identificación bioquímica de las bacterias clínicamente significativas aisladas de procesos infecciosos y los resultados de los estudios de sensibilidad in vitro constituyen herramientas fundamentales para un manejo eficiente del paciente infectado. La rapidez en el diagnóstico y tratamiento reduce no sólo la morbi-mortalidad sino también la propagación de la infección (1)(2).
Durante la última década se han desarrollado aparatos automatizados y semiautomatizados que permiten obtener resultados de identificación bacteriana y de sensibilidad en un período que oscila entre 2 y 7 h comparado a las 15-24 h que habitualmente demoran los métodos tradicionales (3-6).
Existen diferentes tipos de aparatos. La diferencia entre éstos, radica en varios factores: la rapidez y confiabilidad en los resultados de identificación y sensibilidad antimicrobiana, el espectro de microorganismos abarcado, los costos de mantenimiento y control de calidad y la presencia de un software anexo con capacidad de controlar los mecanismos intrínsecos y adquiridos de resistencia antimicrobiana.
El sistema VITEK (Laboratorio bioMérieux, Argentina) es un sistema automatizado de identificación bacteriana y estudio de sensibilidad antimicrobiana. La identificación de las bacterias se basa en la inoculación de una suspensión de microorganismos en tarjetas con determinados paneles de reacciones bioquímicas. La sensibilidad antimicrobiana se lleva a cabo en forma similar a través de tarjetas que contienen diluciones estandarizadas de distintos antibióticos correspondientes a los puntos de corte de sensibilidad establecidos por NCCLS (7)(8).

Los objetivos del trabajo fueron:

1. Comparar los resultados obtenidos utilizando el sistema VITEK con los esquemas de identificación bioquímica según Murray y col. (9) y el método de difusión según NCCLS (8) utilizados de rutina en este laboratorio, para la identificación bacteriana y estudios de sensibilidad antimicrobiana, respectivamente.
2. Comparar los tiempos de demora en la obtención de los resultados utilizando ambas metodologías.
3. Analizar en conjunto con el Servicio de Infectología los cambios en el tratamiento antimicrobiano que podrían haberse efectuado precozmente, al recibir el informe de la sensibilidad bacteriana 16 h antes respecto del método convencional.

MATERIALES y MÉTODOS

Desde junio a diciembre del año 2000 se ensayaron retrospectivamente en forma simultánea y comparativa todos los aislamientos consecutivos de bacilos gram-negativos, estafilococos y enterococos clínicamente significativos provenientes de pacientes internados. Se compararon los resultados obtenidos utilizando el sistema VITEK con los resultados obtenidos de rutina en este laboratorio utilizando los esquemas de identificación bioquímica según Murray y cols. (9) y el método de difusión por disco según NCCLS (8) para identificación bioquímica y estudios de sensibilidad antimicrobiana, respectivamente. Las muestras pareadas fueron procesadas por ambos métodos por distintos operadores y en forma ciega.
En los estudios de identificación se incluyeron 212 aislamientos correspondientes a 94 enterobacterias (26 Escherichia coli, 28 Klebsiella pneumoniae, 6 Citrobacter grupo freundii, 1 Enterobacter aerogenes, 11 Enterobacter cloacae, 10 Serratia marcescens, 6 Proteus mirabilis, 2 Morganella morganii, 2 Shigella spp., 2 Providencia rettgeri) 67 bacilos no fermentadores (32 Acinetobacter baumanii, 35 Pseudomonas aeruginosa), 29 Staphylococcus spp (23 S. epidermidis, 2 S. warneri, 1 S. saprophyticus, 1 S. simulans, 2 S. haemolyticus) y 22 Enterococcus spp (14 E. faecalis, 5 E. faecium, 3 E. avium). Los aislamientos de Staphylococcus aureus (n = 21) sólo fueron incluidos para comparar los resultados de sensibilidad antimicrobiana.
Previo a la inoculación de las tarjetas se realizó en todos los casos la coloración de Gram, y reacción de oxidasa, catalasa y/o coagulasa según el microorganismo.
Se utilizaron en la identificación bacteriana las tarjetas GNI+ para bacilos gram-negativos y GPI para cocos gram-positivos. En los estudios de sensibilidad se usaron las tarjetas GNS 113 y GPS 102 para bacilos gram-negativos y cocos gram-positivos, respectivamente.
Los antibióticos que se compararon por ambos métodos fueron: 14 en bacilos gram-negativos (ampicilina, ampicilina/sulbactam, amikacina, gentamicina, ciprofloxacina, cefepima, cefotaxima, ceftacidima, imipenem, piperacilina, piperacilina/tazobactam, trimetoprima-sulfametoxazol, cefotetán y cefalotina), 11 en Staphylococcus spp. (ampicilina, ampicilina-sulbactam, ciprofloxacina, eritromicina, gentamicina, oxacilina, penicilina, rifampicina, trimetoprima-sulfametoxazol, vancomicina y cefalotina) y 5 en Enterococcus spp. (ampicilina, ciprofloxacina, gentamicina 64 µg/mL, estreptomicina 128 µg/mL, vancomicina)
En los Enterococcus spp, el método de rutina incluyó la detección de alto nivel de resistencia a los aminoglucósidos con placas de alta carga (128 ug/mL de estreptomicina y 64 µg/mL de gentamicina) (10).
Se determinó la concentración inhibitoria mínima (CIM) utilizando el método de dilución en agar, según las normas de NCCLS (7), a las cepas con resultados discordantes de sensibilidad entre VITEK y método de difusión, considerándose la CIM como método de referencia en estos casos.
Se compararon los tiempos de demora en la emisión de los resultados de identificación y sensibilidad obtenidos por ambos métodos. El tiempo de demora se definió como el tiempo necesario, en horas, para emitir un informe de los resultados de identificación y sensibilidad antimicrobiana.
Los 212 microorganismos estudiados fueron aislados de 115 pacientes. Sólo las historias clínicas de 72 pacientes estuvieron disponibles para su análisis retrospectivo y se determinó en qué casos se hubiera podido modificar más tempranamente el tratamiento antibiótico contando con el resultado de sensibilidad obtenido con el sistema VITEK.
Para los cálculos estadísticos se utilizó el test de Gamma (G) para evaluar la concordancia entre los dos métodos, y el test de Wilcoxon para comparar los tiempos de demora de ambas metodologías (11).

RESULTADOS

La concordancia en la identificación bacteriana por VITEK y el método tradicional fue 98,1% en género y especie y 99,5% en género (Tabla I).
En los estudios de sensibilidad antimicrobiana, la concordancia fue de 99,5% entre VITEK y el método de Kirby Bauer. Utilizando el test de Gamma para la evaluación de la concordancia, se obtuvo un valor de G = 1 para ampicilina, ampicilina/sulbactam, ciprofloxacina, cefotaxima, imipenem, piperacilina/tazobactam, trimetoprima-sulfametoxazol, cefotetán, cefalotina, eritromicina, amikacina, oxacilina, penicilina, rifampicina, vancomicina, gentamicina 64 µg/ml, y estreptomicina 128 µg/mL. Para gentamicina y piperacilina el valor de G fue 0,98 y 0,99, respectivamente y un valor de G de 0,99 se obtuvo para ceftacidima y cefepima.
Se encontraron 10 resultados discordantes de sensibilidad entre el método de difusión por discos y el VITEK en los siguientes antibióticos: ceftacidima, cefepima, amikacina, gentamicina, y piperacilina (Tabla II).
La mediana del tiempo de demora por el sistema VITEK y el método convencional fue 5 h y 48 h para la identificación bacteriana y 8 h y 24 h para los estudios de sensibilidad, respectivamente (Tabla III).
El 80% de las enterobacterias se identificó por el sistema VITEK a las 4 h, mientras que el 80% de los bacilos gram-negativos no fermentadores, a las 7 h (Fig. 1). El estudio de sensibilidad del 80% de las enterobacterias se obtuvo a las 7 h, mientras que el 80% de los bacilos gram-negativos no fermentadores, a las 9 h (Fig. 1).
El análisis retrospectivo de las historias clínicas determinó que si se hubiera contado con los resultados de sensibilidad del sistema VITEK se podría haber modificado la conducta terapéutica 16 h antes que con el método convencional en el 46% de los pacientes analizados (Tabla IV).

Figura 1. Tiempos de demora de identificación bacteriana (1A) y estudios de sensibilidad antimicrobiana (1B) por el sistema Vitek BNNF: Bacilos gram-negativos no fermentadores de la glucosa.

Tabla I. Comparación entre los resultados de identificación obtenidos por el sistema VITEK y la identificación bioquímica manual.

Tabla II. Resultados de sensibilidad antimicrobiana por Vitek, método Kirby Bauer, dilución en agar(CIM).

Tabla III. Tiempos de demora en identificación bacteriana y estudios de sensibilidad por sistema Vitek y método manual y de difusión por discos respectivamente.

Tabla IV. Potenciales cambios en la terapia antimicrobiana en 72 pacientes utilizando VITEK.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Distintos estudios han evaluado el rendimiento del sistema VITEK en la identificación bacteriana y sensibilidad antimicrobiana de los aislamientos clínicos.
Robinson y cols. (6) obtuvieron una concordancia del 95,5% en la identificación a nivel de especie bacteriana en bacilos gram-negativos. La utilización de las tarjetas GNI+ amplía el espectro de microorganismos a 18 especies con respecto a las tarjetas GNI (12)(13). Ling-Ling-Sung (4) evaluó la tarjeta GNI+ en 216 aislamientos clínicos poco frecuentes de bacilos gram-negativos no fermentadores con una correlación final a nivel de género y especie de 92,3%. En contraste, O'Hara y cols. obtuvieron una concordancia de 87,6% en la identificación de 619 bacilos gram- negativos (5).
En el presente estudio, la concordancia final entre VITEK y el método convencional fue de 98,1% a nivel de especie y de 99,5% a nivel de género en 212 aislamientos clínicos.
Con respecto al análisis de sensibilidad antimicrobiana, el sistema VITEK demostró tener una buena confiabilidad en la detección de distintos mecanismos de resistencia antimicrobiana, como la resistencia a b lactámicos y fluorquinolonas en enterobacterias y P. aeruginosa (14-16) la meticilino-resistencia en Staphylococcus spp, (17-19) y la vancomicino-resistencia en Enterococcus spp. (20-22).
En este estudio la concordancia global de sensibilidad antimicrobiana entre VITEK y método de difusión por disco fue del 99,5%.
Las tarjetas de sensibilidad del sistema VITEK poseen paneles fijos de antibióticos. Esto constituye una desventaja, debido a que no es posible seleccionar los antibióticos a ensayar. La combinación de varias tarjetas podría obviar este inconveniente aunque aumentaría notablemente los costos del análisis. Por esta razón, se desarrollan tarjetas de sensibilidad antimicrobiana en base a la epidemiología local y surgimiento de nuevos mecanismos de resistencia en una determinada región.
La ventaja más notable del sistema VITEK es la rapidez con que se obtienen los resultados. En el presente estudio se encontró una diferencia significativa en el tiempo de demora entre VITEK y método convencional en identificación bacteriana (5 h versus 48 h, p < 0,001) y en sensibilidad antimicrobiana (8 h versus 24 h, p < 0,001).
Barenfanger (1) demostró que la mayor rapidez en el informe de los resultados reduce el tiempo de instauración del agente antimicrobiano adecuado disminuyendo significativamente los costos asociados al cuidado del paciente y el tiempo de permanencia del mismo en el hospital.
A diferencia de Doern y cols. (2), Barenfanger no encontró diferencias significativas en la tasa de mortalidad de los pacientes cuando se utilizó el método VITEK vs el método convencional.
En este estudio, el análisis retrospectivo de las historias clínicas determinó que obteniendo en forma precoz los resultados de sensibilidad antimicrobiana, podría haberse cambiado el esquema antibiótico para disminuir el espectro con anterioridad en el 6% de los pacientes analizados. En el 40% de los pacientes podría haber sido posible rotar el antibiótico por resistencia al que estaba en uso o bien, iniciar tempranamente una terapia antimicrobiana. Estos cambios en la conducta terapéutica podrían haberse realizado 16 h antes utilizando los resultados provenientes del sistema automatizado VITEK. Esto podría tener un gran impacto clínico, al reducirse el tiempo de permanencia en el hospital, los costos relacionados al cuidado del paciente y estudios adicionales, mejorando el manejo del paciente infectado.
Por último, el sistema VITEK es óptimo cuando se utiliza para microorganismos gram-negativos y gram-positivos aislados más frecuentemente en el laboratorio de microbiología clínica (23). Permite obtener los resultados en forma más temprana, aunque no reemplaza por completo al método convencional manual. La adecuada combinación de ambos aumenta considerablemente la eficiencia de los diagnósticos microbiológicos.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Dr. Hugo Krupitzki de CEMIC, por el asesoramiento estadístico y a Daniel Fernando Torres por el apoyo informático brindado.

Correspondencia

Dra. Liliana Jordá Vargas
Olleros 3207 PB
1426 CIUDAD DE BUENOS AIRES, Argentina
Tel.: 54-11-4554-6462
E-mail: lijorda@yahoo.com

Referencias bibliográficas

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Aceptado para su publicación el 28 de diciembre de 2004