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Revista Médica del Hospital Nacional de Niños Dr. Carlos Sáenz Herrera
Print version ISSN 1017-8546
Rev. méd. Hosp. Nac. Niños (Costa Rica) vol.33 n.1-2 San José Jan. 1998
Las vías respiratorias inferiores son vulnerables a infecciones causadas por una amplia variedad de microorganismos, debido a que es uno de los sistemas orgánicos que comunica en forma directa el ambiente interno con el ambiente externo. Prácticamente cualquier microorganismo, si se presentan las circunstancias adecuadas y los factores del huésped lo permiten, puede producir infección de las vías respiratorias inferiores (13). Gran parte de los microorganismos que producen infecciones de las vías respiratorias inferiores primero colonizan el epitelio nasal y faríngeo. El microorganismo que reside en estas vías alcanza el tracto respiratorio inferior cuando los mecanismos normales de defensa se alteran, por lo general a causa de una infección viral (7, 13, 17).
Las bacterias representan una causa común de infección respiratoria; sin embargo, los principales géneros involucrados varían dependiendo de los estudios, sobre todo en función del tipo de cuadro respiratorio y del grupo etario involucrado (10). En la neumonía adquirida en la comunidad se ha reportado que los principales microorganismos asociados son: Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), Mycoplasma pneuminae (M. pneumoniae) y Legionella sp. (12). Cuando se analizan poblaciones cerradas, como campos militares y escuelas, el Strptococcus pyogenes (S. pyogenes) es la causa más frecuente de brotes de neumonía (3). Por otro lado, si bien Staphylococcus aureus (S. aureus), S. pneumoniae y Haemophilus influenzae (H. influenzae) son causas poco frecuentes de neumonías en adultos , excepto cuando van acompañadas de epidemias por virus Influenza, estos microorganismos se observan con mayor frecuencia en infecciones del tracto respiratorio inferior de niños (10). En las poblaciones de pacientes hospitalizados, S. aureus y los bacilos Gram negativos aerobios son una causa común de neumonía (4).
Antes del surgimiento de los antibióticos, la neumonía bacteriana era la principal causa de morbi-mortalidad en Estados Unidos, y en la actualidad sigue siendo una forma importante de infección y de muy difícil manejo (11). De acuerdo con las estimaciones de las Naciones Unidas y de la Organización Mundial de la Salud, 4,3 millones de niños menores de 5 años murieron en todo el mundo en 1990 por causas atribuibles a infeccciones respiratorias agudas. Más del 90% de las muertes debidas a neumonía ocurrieron en países en vías de desarrollo, y más de la mitad de las personas que murieron fueron niños menores de 5 años (16).
En Estados Unidos la neumonía es la sexta causa de muerte y en pacientes hospitalizados las tasas de mortalidad varían entre 4 y 33%, dependiendo de varios factores como la edad y otras patologías asociadas (7).
La neumonía causada por S. pneumoniae es la forma más común de infección pulmonar bacteriana que requiere hospitalización, se presenta en cualquier grupo etario y en individuos con antecedentes de buena salud (8). En los meses más fríos del año, considerada la "temporada respiratoria", un número mayor de individuos son portadores asintomáticos de S. pneumoniae en la faringe. De este modo los seres humanos constituyen el reservorio más importante para este microorganismo (8).
La infección viral es quizás la causa más común de bronquitis aguda y de neumonía en adultos y niños (1, 12).
Se ha demostrado que infecciones preexistentes de las vías respiratorias superiores, por lo general de origen viral, interfieren con los mecanismos normales de defensa de estas vías permitiendo la aspiración de S. pneumoniae hacia las vías respiratorias inferiores, y por consiguiente el desarrollo de infecciones por este agente (10).
Dada la diversidad de agentes asociados con infecciones del tracto respiratorio inferior, así como la severidad en la presentación del cuadro es esencial identificar el o los patógenos causales, especialmente en aquellos pacientes con alto riesgo de sufrir complicaciones (5). En la actualidad otra razón para un diagnóstico etiológico de estas infecciones es el aumento constante en la resistencia a los antibióticos de varios patógenos, a saber, la resistencia a la penicilina de S. pneumoniae, la resistencia a la meticilina de S. aureus y la resistencia a la ampicilina de H. influenzae y Moraxella catarrhalis (M. catarrhalis) (5).
En nuestro país se han llevado a acabo pocos estudios que pongan de manifiesto el papel de los diferentes patógenos respiratorios en las poblaciones pediátricas (2, 6, 14). Este estudio pretende actualizar el papel de la etiología bacteriana y viral en las infecciones respiratorias en niños, lo que permitirá adecuar las medidas terapéuticas e instaurar medidas preventivas con el fin de reducir las tasas de morbi-mortalidad por esta causa.
Material y Métodos
Población
Se analizaron 404 muestras obtenidas del tracto respiratorio de niños admitidos al Hospital Nacional de Niños (HNN) "Dr. Carlos Sáenz Herrera" durante el período comprendido entre el 1 de marzo 1997 y el 31 de octubre de 1997. Los pacientes tenían edades comprendidas entre 1 día y 17 años 8 meses, para una edad promedio de 2 años. La mayoría de los pacientes presentaban diferentes patologías respiratorias.
Muestra
De cada paciente se obtuvo alguna de las siguientes muestras: lavado nasal, aspirado nasofaríngeo, aspirado bronquial, lavado bronquial, líquido pleural o aspirado traqueal. Se analizaron las muestras de tracto respiratorio inferior recibidas en la División de Microbiología y todas las muestras recibidas en la División de Inmunología del Laboratorio Clínico durante el periodo de estudio.
Inicialmente, las muestras fueron procesadas en la División de Microbiología, y luego se enviaron a la División de Inmunología para efectuar la detección de antígenos de virus respiratorios.
A su vez, las muestras recibidas en la División de Inmunología, para estudios virales, fueron enviadas posteriormente a la División de Microbiología para su correspondiente análisis bacteriológico.
Procedimiento
La presencia de bacterias aerobias se determinó de la siguiente manera: las muestras se inocularon en placas de agar chocolate, agar sangre, agar McConkey, agar manitol salado y caldo de tioglicolato. Todas las placas se incubaron a 35ºC por 24 horas lo mismo que el caldo de tioglicolato. Las placas de agar chocolate y agar sangre se incubaron en jarra con candela para obtener una atmósfera de CO2 entre el 5-10%. A las 24 horas se realizaron las lecturas y en las placas en donde había crecimiento bacteriano se procedió a efectuar una tinción de Gram y con base en ésta, se inició la identificación de los microorganismos presentes utilizando el sistema Vitek (BioMerieux, Missouri, USA). El procedimiento para la identificación de microorganismos con el sistema Vitek, se realizó de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Para la identificación de bacilos Gram negativos se emplearon las tarjetas GNI. Se utilizó la tarjeta GPI para la identificación de cocos Gram positivos, en particular los catalasa positivos. La identificación de levaduras se realizó con la tarjeta YBC.
Las placas negativas fueron reincubadas 24 horas más a 35ºC antes de ser descartadas como negativas. Los tubos de caldo de tioglicolato que presentaron evidencia de crecimiento fueron inoculados en placas de agar sangre, agar McConkey y agar manitol salado y se procedió a la identificación de las colonias observadas como se mencionó previamente.
Las colonias alfa hemolíticas con un halo de inhibición alrededor del disco de Optochin (Oxoid Ltd, Inglaterra) de al menos 12 mm de diámetro se identificaron como S. pneumoniae.
Las colonias cuya morfología colonial y tinción de Gram eran sugestivas de M. catarrhalis se identificaron mediante la prueba de desoxiribonucleasa con agar Dnasa BBL (Becton Dickinson). Las placas de agar se inocularon por estría y después de 24 horas de incubación a 35° C se agregó H2SO4 al 2%. La presencia de un halo de precipitación alrededor de la estría permite la identificación de M. catarrhalis.
La identificación de virus respiratorios se realizó mediante la detección de antígenos virales por la técnica de la inmunofluorescencia (1). Se analizó la presencia de los siguientes virus: Influenza A y B, Parainfluenza 1, 2 y 3, Virus Respiratorio Sincicial (VRS) y Adenovirus. Se emplearon los reactivos de la casa Diagnostics Pasteur y se procedió de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Resultados
De las 404 muestras respiratorias estudiadas, 120 (29,7%) muestras fueron recibidas en la División de Microbiología y 284 (70,3%) muestras fueron recibidas en la División de Inmunología.
En el cuadro 1 se muestran los diferentes tipos de muestras analizadas de acuerdo con el lugar en donde se solicitó el estudio.
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| Aspirado nasofaríngeo Aspirado traqueal Bronquial* Lavado nasal Líquido pleural Esputo TOTAL | | | | |
*Incluye lavado broncoalveolar, aspirado y lavado bronquial
De las muestras analizadas, 277 (68,6%) presentaron aislamientos positivos por bacterias y 107 (31,4%) muestras fueron negativas por estos agentes. Se aisló e indentificó un total de 368 microorganismos. De las muestras con aislamientos positivos, 81 (67,5%) provenían de Microbiología y 196 de Inmunología (69,0%). El cuadro 2 presenta la frecuencia de aislamiento de los diferentes microorganismos. El microorganismo aislado con mayor frecuencia es el S. aureus con un 17,4%, seguido del S. pneumoniae con 12,5% en las diferentes muestras respiratorias analizadas.
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| Staphylococcus aureus Streptococcus pneumoniae Klebsiella pneumoniae Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Staphylococcus coagulasa negativo Moraxella catarrhalis Serratia marcescens Streptococcus pyogenes Enterobacter cloacae Acinetobacter calcoaceticus biogrupo anitratus Stenotrophomonas maltophilia Candida albicans Haemophylus influenzae tipo B Enterococcus faecalis Streptococcus beta hemolítico Otros TOTAL | | |
Es importante señalar que tanto en las muestras de lavado nasal como de aspirado nasofaríngeo la presencia de Staphylococcus sp. coagulasa negativos, Streptococcus alfa hemolíticos y Neisseria sp. fue considerada como contaminante y no fueron tomados en cuenta para este estudio.
El cuadro 3 presenta los microorganismos aislados con mayor frecuencia según el tipo de muestra analizado.
| Microorganismo | | | | | |||
| Nasofaríngeo | Nasal | Traqueal | Bronquial | Pleural | Esputo | ||
| S. aureus S.pneumoniae K. Pneumonaie P. aeruginosa E. coli SCN* M. catarrhalis | | | | | | | |
| TOTAL | | | | | | | |
* SCN: Staphylococcus coagulasa negativo
Del cuadro anterior se obtiene que S. aureus y el S. pneumoniae se aislan con mayor frecuencia en muestras de aspirado nasofaríngeo en pacientes pediátricos. Estas bacterias se aíslan con mayor frecuencia como patógeno único y representan también la asociación bacteriana más frecuente (datos no mostrados).
De las 404 muestras de este estudio 332 fueron estudiadas por la presencia de virus respiratorios. El Cuadro 4 muestra los resultados obtenidos de los estudios virológicos de estas muestras.
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| Negativo Virus respiratorio sincicial Adenovirus Virus Influenza A Virus Influenza B Virus Parainfluenza | | |
Del cuadro 4 se observa que 57,8% de las muestras analizadas por virus respiratorios son negativos y en un 42% de los pacientes se identificaron virus respiratorios. Esto contrasta con el 61% de las muestras positivas por bacterias. El virus presente con mayor frecuencia en esta población es el virus respiratorio sincicial, (VRS) en 33,4%.
Cuando se analizan los resultados obtenidos del estudio de las dos etiologías (bacteriana y viral) se obtiene que en 17,4% de los casos se identificó un virus respiratorio como única etiología, mientras que en 35% de las muestras se identificaron sólo bacterias. La presencia de infección mixta (bacterias y virus) se observó en 24,7% de los casos estudiados. La asociación virus / bacteria más frecuente fue VRS junto con S. pneumoniae en 26 casos y VRS con S. aureus en 24 casos. Es igualmente importante señalar que sólo 22% de las muestras fue negativa para ambas etiologías.
El cuadro 5 presenta la frecuencia de los diferentes cuadros clínicos en la población pediátrica estudiada.
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| Neumonía Insuficiencia respiratoria Bronquiolitis Leucemia Sepsis Membrana hialina Otros | | |
De la población estudiada, 67,5% de los casos tenían diagnóstico de infección respiratoria, y de ellos un 33,1% presentaban un cuadro de neumonía. Este diagnóstico fue más frecuente en niños menores de 1 año (62,7%) seguido por niños de 1 a 2 años (14,9%). El grupo etario de los niños menores de 1 año es la población que presenta también, con mayor frecuencia, el diagnóstico de síndrome de insuficiencia respiratoria (79,3%) y de bronquiolitis (77,3%).
A partir de los resultados obtenidos en el presente estudio se trató de establecer la asociación entre el diagnóstico clínico y el diagnóstico de laboratorio. El cuadro 6 presenta los principales microorganismos asociados con cuadros de neumonía en el grupo estudiado.
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| S.aureus K. pneumoniae S.pneumoniae P. aeruginosa M. catarrhalis E. coli SCN** S. marcescens Otros Negativo | | | |
*Los valores no son aditvos ya que una misma muestra puede contener más de un microorganismo.
** SCN: staphylococcus coagulasa negativo.
*** VRS: Virus respiratorio sincicial.
De los pacientes con cuadro clínico de neumonía se logró aislar al menos un microorganismo en 56,7% de los casos. Se puede observar que el S. aureus es el principal agente etiológico aislado de cuadros de neumonía (25%), seguido por K. Pneumoniae (9,7%), S. pneumoniae y P. aeruginosa (8,2% respectivamente). El S. aureus es el microorganismo que se aisla con más frecuencia de muestras respiratorias en general así como de los cuadros de neumonía. Es importante señalar que todos los pacientes estudiados se encontraban hospitalizados por presentar cuadros respiratorios severos. No se logró determinar en este estudio si estos cuadros eran de origen nosocomial o adquiridos en la comunidad.
Además, 69% de los cuadros de neumonía fueron negativos en los estudios virológicos. De los 36 casos de neumonía en que se logró identificar un agente viral, el VRS se identificó en 80% de ellos.
Un dato interesante es el hecho que de las 46 cepas de S. pneumoniae aislados en este estudio, 44 (95%) provenían de muestras enviadas únicamente para estudios virológicos.
En cuanto al cuadro de insuficiencia respiratoria, 64% de ellos fueron asociados con etiología bacteriana y 57,8% con etiología viral. En aquellos casos en que se aisló un agente bacteriano, 24,5% de estos fueron S. auneus y en 13,2% S. pneumoniae. El VRS se identificó en 81% del total de agentes virales.
La presencia de bacterias se identificó en 68,2% de los casos de bronquiolitis. En este cuadro, el S. pneumoniae representó el 50% de los aislamientos y S. aureus el 28,5%. El VRS se identificó en 87% del total de agentes virales.
Se obtuvo un total de 46 aislamientos de S. pneumoniae. En 15 casos se aisló como único patógeno y en 10 ocasiones se aisló junto con el VRS. Unicamente en dos ocasiones se asoció S. pneumoniae con otros virus (Adenovirus e Influenza A). Así mismo en 3 ocasiones se aisló S. pneumoniae como único patógeno en ausencia de otras bacterias o virus. En los casos en que se aisló esta bacteria el diagnóstico más frecuente fue neumonía o síndrome de insuficiencia respiratoria más neumonía (24,4%) (datos no mostrados).
Se trató de determinar la distribución de las diferentes etiologías a lo largo de este estudio. La figura 1 muestra el número de identificaciones virales, así como de los dos principales microorganismos aislados en este estudio.
De la figura 1 se obtiene que el VRS es el principal agente etiológico identificado a lo largo de este estudio. Si bien este virus está presente prácticamente durante todo el año, a partir del mes de setiembre su prevalencia aumenta significativamente. El aumento de este virus va seguido por un aumento en el aislamiento del S. pneumoniae y en el mes de octubre esta bacteria es el principal microorganismo aislado de muestras respiratorias.
La figura 2 presenta la distribución de los principales cuadros clínicos por mes. Se presentan dos picos de neumonía durante el estudio, uno en los meses de marzo a junio y el otro que inicia nuevamente en agosto. Así mismo se observa claramente como el pico de bronquiolitis inicia en el mes de setiembre, lo cual coincide con el aumento en la detección del VRS. Los cuadros de insuficiencia respiratoria se presentan a todo lo largo del estudio.
Por último se trató de correlacionar la identificación de los diferentes agentes con la solicitud de análisis por parte del clínico. En la figura 3 se observa como las muestras para estudios bacteriológicos se solicitan durante todo el estudio en forma relativamente homogénea; sin embargo, en los meses en donde se inicia el pico de infecciones por VRS hay un aumento drástico del número de muestras enviadas para análisis a la División de Inmunología y prácticamente no se solicitan estudios por bacterias.
Discusión
Se realizó un estudio para determinar la frecuencia de patógenos respiratorios tanto bacterianos como virales en una población pediátrica, con el fin de establecer los principales agentes asociados con cuadros respiratorios en nuestro país. En este estudio se demuestra que el S. aureus es el microorganismo que se aisla con mayor frecuencia del tracto respiratorio inferior de la población pediátrica, seguido por el S. pneumoniae. La presencia de S. aureus como principal patógeno respiratorio del tracto inferior en niños ya ha sido reportada en otros estudios (5). En un estudio realizado en un brote epidémico en este mismo hospital demostró que el S. pneumoniae fue el principal agente etiológico en niños con infección respiratoria aguda (14). Se considera al S. pneumoniae la principal causa de neumonía adquirida en la comunidad (5).
Desafortunadamente la información obtenida en este estudio no permitió realizar una clasificación más precisa del origen de la infección (nosocomial versus adquirida en la comunidad).
En los cuadros de neumonía en un 56,7% de los casos se logró aislar al menos un microorganismo. Se ha demostrado en otros estudios que de los pacientes que requieren hospitalización por neumonía adquirida en la comunidad, no se logra identificar un patógeno en 33 a 47% de los casos. Algunas de las razones que explican estas diferencias en las tasas de detección, pueden deberse a diversos factores que incluyen el manejo de la muestra en el laboratorio (incapacidad de emplear técnicas diagnósticas rápidas e importantes como la detección de antígeno neumocócico), toma de muestras inadecuada, manejo y transporte deficientes de las muestras y el uso previo de antibióticos (5).
Un hallazgo importante de este estudio es la presencia de S. pneumoniae en muestras de aspirado nasofaríngeo. Es importante señalar que este tipo de muestra no se emplea por lo general para estudios bacteriológicos, si bien es la muestra ideal para estudios por virus.
Se ha postulado que la patogénesis de la neumonía bacteriana en los países en desarrollo se explica por el hacinamiento y la contaminación ambiental. Esto parece contribuir a la colonización nasofaríngea de los niños en los primeros meses de vida y la aspiración de este mucus produce la neumonía. Esto explica también el hecho de que los cultivos de aspirado pulmonar a menudo muestran un crecimiento bacteriano mixto que casi siempre puede ser aislado de la nasofaringe del niño (15). En este estudio se encontró que 65% de los S. aureus y 69% de los S. pneumoniae aislados provenían de muestras de aspirado nasofaríngeo.
Debido a que este agente es un patógeno respiratorio importante y que su patrón de sensibilidad a los antimicrobianos ha empezado a variar en los últimos años, se sugiere la introducción de este tipo de toma de muestra en la población pediátrica con el fin de aumentar las posibilidades de aislamiento de S. pneumoniae (8). Existen reportes en la literatura que demuestran que 0,7% de los neumococos presentan resistencia intermedia y 0,4% presentaron altos niveles de resistencia a la penicilina (9). Se debe resaltar el hecho de que el 95% de los aislamientos de S. pneumoniae se realizó a partir de muestras enviadas para estudios virales. Estas cepas no se hubiesen detectado si no se hubiera realizado el presente estudio.
La asociación VRS y S. pneumoniae ha sido descrita en otros estudios de población pediátrica en nuestro país (14). Vemos como el S. pneumoniae con frecuencia se asocia con el VRS en los diferentes cuadros clínicos del tracto respiratorio inferior, por lo que es indispensable disponer de la información etiológica lo más completa posible para un mejor manejo terapéutico de estas infecciones.
En países en vías de desarrollo, alrededor del 24% de los cuadros de neumonía severa están asociados con etiología viral (15). En este estudio se pudo identificar un agente viral en 31% de los cuadros de neumonía. Sin embargo, se sabe que los virus pueden estar presentes en ausencia de síntomas respiratorios, y que por lo general, las bacterias y no los virus están asociados con la muerte en niños con neumonía severa (15). Esto hace imprescindible el estudio bacteriológico completo en niños con infección respiratoria, en especial en los meses en que se demuestra un aumento en la prevalencia de las infecciones respiratorias virales. Se observa cómo en los meses de mayor prevalencia de virus respiratorios el número de muestras para estudios bacteriológicos disminuye y es muy inferior al volumen de muestras recibido para estudios virales. En los meses de agosto, setiembre y octubre se recibieron alrededor de 30 muestras para aislamiento bacteriano versus 138 muestras para identificación de virus respiratorios.
La distribución en el tiempo de los virus respiratorios en nuestra población pediátrica ha sido descrita en otros estudios (2,6). Se encontró una variación en el pico epidémico por VRS, el cual inició en el mes de setiembre y no en octubre o noviembre como ha sido reportado previamente (2,6).
Los resultados generados en esta investigación sobre el diagnóstico de infecciones del tracto respiratorio inferior en la población pediátrica, muestran la necesidad de establecer protocolos para el manejo clínico y diagnóstico de estas infecciones que permitan un mejor abordaje terapéutico de los pacientes, un uso más racional de los recursos y un mejor conocimiento de la epidemiología de estas infecciones en nuestro país. Es importante señalar que se prescribe el uso de antibióticos en aproximadamente el 75% de las infecciones respiratorias agudas, y en muchas de ellas, éstos son innecesarios. El uso innecesario de antibióticos no sólo es caro sino que ha contribuido al rápido aumento de la resistencia a los antibióticos de los diferentes microorganismos (11).
Resumen
Las infecciones del tracto respiratorio inferior constituyen una causa importante de morbi-mortalidad en la población pediátrica. En este estudio se realizaron 404 muestras respiratorias obtenidas de niños admitidos al Hospital Nacional de Niños con cuadros de infección respiratoria. Se estableció la presencia de bacterias patógenas por aislamiento y de virus respiratorios por detección de antígenos por inmunofluorescencia. De las bacterias patógenas, S. aureus es la bacteria que se aísla con más frecuencia (17,4%) y el S.pneumoniae ocupa el segundo lugar en prevalencia (12,5%). Dentro de los agentes virales, el virus respiratorio sincicial se identificó en 33,4% de las muestras analizadas. Se discuten estos hallazgos en función del tipo de muestra empleada y del cuadro clínico, entre otros, así como el papel del Laboratorio Clínico en el diagnóstico de estas infecciones.
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* Cátedra de Virología Médica, Departamento de Microbiología e Inmunología, Facultad de Microbiología, Universidad de Costa Rica.
** Centro de Investigaciones en Enfermedades Tropicales, CIET, Facultad de Microbiología, Universidad de Costa Rica.
*** División de Microbiología, Labortorio Clínico, Hospital Nacional de Niños, Dr. Carlos Sáenz Herrera.
**** División de Inmunología, Laboratorio Clínico, Hospital Nacional de Niños, Dr. Carlos Sáenz Herrera, Caja Costarricense de Seguro Social, San José, Costa Rica.
Dirección: tsomogyi@cariari.ucr.ac.cr
