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. 2022 Nov-Dec;60(6):632–639. [Article in Spanish]

Etiología de neumonías bacterianas en pacientes con COVID-19

Etiology of bacterial pneumonias in patients with COVID-19

Ulises Angeles-Garay 1,✉, Joel Alejandro Hernández-Herrera 1, Jorge Procopio-Velázquez 2, Julio Elías Alvarado-Yaah 3, Efrén Ramírez-González 4, Isaac Leopoldo González-Cruz 4
PMCID: PMC10395967  PMID: 36282987

Resumen

Introducción:

la neumonía bacteriana agregada en pacientes COVID-19 tiene un papel determinante en la mortalidad hospitalaria.

Objetivo:

estimar la asociación de neumonía bacteriana agregada con la mortalidad de pacientes COVID-19 en el Hospital Especialidades de “La Raza”.

Material y métodos:

estudio transversal analítico con 252 pacientes con COVID-19; se obtuvieron los datos del expediente electrónico y plataforma IZASAlab, se tomó Rx de tórax y cultivo de secreción bronquial o expectoración.

Resultados:

de 252 participantes resultó cultivo positivo en 89 pacientes (35.3%), aislamiento de K. pneumoniae (22.5%), A. baumannii (20.2%), P. aeruginosa (13.5%) y S. aureus (11.2%); hubo resistencia antimicrobiana en 37.1% y fallecieron 43.7%. El daño pulmonar mayor al 50% en la Rx de tórax tuvo RMa 2.25 (IC95%: 1.01-5.11) p = 0.04 para mortalidad; cultivo positivo RMa 9.04 (IC95%: 3.06-26.74) p = 0.000; resistencia antimicrobiana RMa 7.57 (IC95%: 1.34-42.79) p = 0.02; S. aureus RMa 1.24 (IC95%: 0.36-4.23) p = 0.73; A. baumannii RMa 3.74 (IC95%: 1.41-9.91) p = 0.008; K. pneumoniae RMa 4.12 (IC95%: 1.55-10.97) p = 0.005, y P. aeruginosa RMa 6.89 (IC95%: 1.62-17.61) p = 0.01. Diabetes Mellitus descontrolada RMa 1.61 (IC95%: 1.1-2.9) p = 0.018.

Conclusiones:

el desarrollo neumonía bacteriana agregada en pacientes COVID-19 incrementa dos veces más la probabilidad de muerte y seis veces más si existe resistencia antimicrobiana de A. baumannii, K. pneumoniae o P. aeruginosa.

Palabras clave: Neumonía Bacteriana, Infecciones por Coronavirus, Mortalidad

Introducción

La enfermedad COVID-19 es un problema de salud pública que se encuentra en constante investigación con la finalidad de establecer sus mecanismos de prevención, control, diagnóstico, tratamiento y pronóstico.

Esta enfermedad respiratoria puede progresar a una forma de neumonía grave en 10 a 15% de los pacientes y evolucionar hasta una enfermedad crítica, como el síndrome de dificultad respiratoria aguda con falla orgánica múltiple, por lo que los pacientes requieren de ventilación mecánica y estancia en unidades de cuidados intensivos.1 El riesgo de complicaciones y la adquisición de infecciones agregadas ensombrecen el pronóstico del paciente, incrementan los costos de la atención médica y la probabilidad de muerte. Millones de casos de COVID-19 en el mundo tuvieron una proporción considerable de defunciones, el impacto causado por esta enfermedad es y será muy importante en todos los determinantes sociales de los individuos.2,3

A lo largo de la pandemia se han evaluado en diversas líneas de investigación los predictores de mal pronóstico de la enfermedad. Describen que la enfermedad podría agravarse si el paciente con COVID-19 tiene comorbilidades como diabetes mellitus, obesidad e hipertensión arterial, lo que lo lleva a mayores complicaciones, como es el desarrollo de neumonía bacteriana agregada.4

Los predictores sociodemográficos en nuestra población se reportan con prevalencias elevadas, y es relevante investigarlos para conocer y describir los factores de riesgo relacionados con una mayor mortalidad en los pacientes con COVID-19, en conjunto con el desarrollo de neumonía bacteriana, y así dar un seguimiento oportuno a los pacientes con dichos factores, permitir la orientación en la toma de decisiones terapéuticas y tratar de reducir la probabilidad de muerte, la estancia hospitalaria y los costos económicos.5

El propósito de este estudio está enfocado a estimar la relación del desarrollo de neumonía bacteriana agregada en pacientes COVID-19 con la probabilidad de muerte durante su atención en el Hospital de Especialidades “La Raza”, así como identificar los principales microorganismos aislados en los pacientes con neumonía, su perfil de sensibilidad y resistencia para mejorar la atención hospitalaria.6,7,8

Material y Métodos

Tiempo y lugar. Se realizó un estudio transversal analítico con información recolectada del 1 de junio de 2020 al 28 de febrero de 2021, el Hospital de Especialidades del Centro Médico “La Raza” del Instituto Mexicano del Seguro Social, en la Ciudad de México. Este hospital asignó 200 camas a pacientes con diagnóstico de COVID-19, además de otras 12 camas en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI). El hospital proporciona atención médica de alta especialidad a la población mexicana; cuenta con una infraestructura física adecuada para la atención de pacientes graves, así como con recursos humanos médicos, enfermeras, técnicos y otros trabajadores de la salud especializados y capacitados, además de recursos tecnológicos de vanguardia en diagnóstico y tratamiento.

Pacientes. Se realizó un muestreo no probabilístico de tipo consecutivo, ya que en la base de datos se registraban todos los pacientes con COVID-19 hospitalizados; con base en la proporción de neumonía en los pacientes hospitalizados con COVID-19 se calculó un tamaño mínimo de muestra con la fórmula de proporciones para encontrar una prevalencia de al menos 20% de cultivos positivos en la población aproximada de 1700 pacientes atendidos en la unidad médica, con una precisión del 5%, seguridad del 95% más un 10% de posibles pérdidas, cuyo resultado arrojó 237 pacientes.

Recolección de datos: Fueron seleccionados pacientes con diagnóstico positivo de COVID-19, U071 en la CIE-10 (Clasificación Internacional de Enfermedades y Procedimientos), que se encontraban hospitalizados y que contaban con diagnóstico clínico y radiológico de neumonía hecho por un médico especialista en imagenología. A estos pacientes se les tomó muestra para cultivo, se vigiló su evolución y se tomaron datos para el análisis del estudio epidemiológico, las notas médicas, notas de egreso, traslado o muerte, contenidas en la plataforma del Sistema Informático de Ocupación de Camas del hospital.

Se incluyeron 252 pacientes mayores de 18 años con COVID-19 confirmado por reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT-qPCR SARS-CoV-2), que presentaron sintomatología sugestiva de neumonía con diagnóstico radiológico y a quienes se les realizó cultivo de secreción bronquial o expectoración. Por desconocer su evolución y desenlace se excluyeron a los pacientes que fueron trasladados, y se eliminaron los que no tenían la información completa.

Análisis estadístico

Análisis univariado: se obtuvieron frecuencias simples y proporciones de las variables cualitativas.

Análisis bivariado: se obtuvo como medida de asociación la razón de momios (RM), se usaron pruebas estadísticas para contraste de hipótesis con un valor ≤ 0.05 como estadísticamente significativo; para las variables cualitativas se utilizó la prueba de Chi cuadrada y la prueba exacta de Fisher.

Análisis multivariado: se tomaron en cuenta las variables estadísticamente significativas o con plausibilidad biológica para realizar un modelo de regresión logística binaria con el fin de controlar el efecto confusor de las variables. En el Modelo 1 se ajustó por sexo y edad. En el Modelo 2 se ajustó por sexo, edad y comorbilidades (diabetes descontrolada, hipertensión descontrolada, obesidad, EPOC).

Resultados

Para este estudio se analizaron en total 252 pacientes con COVID-19 confirmado y que presentaron sintomatología sugestiva de neumonía confirmada con radiografía, a quienes se les realizó cultivo de expectoración o de secreción bronquial. De estos 252 pacientes se observó un predominio del sexo masculino con 57.1%. Al analizar por grupo de edad se obtuvo que existió un predominio de pacientes de 51 a 60 años de edad (25.8%), seguido del grupo de 61 a 70 años (23.0%), 41 a 50 años (19.4%) y de 20 a 30 años (4.8%).

Al evaluar los antecedentes de comorbilidades y factores sociodemográficos se observó: antecedentes de diabetes mellitus, 50.4%; hipertensión arterial sistémica, 46.4%; obesidad, 36.1%; enfermedad pulmonar obstructiva crónica, 7.1%; cáncer, 4.8%, y enfermedad renal, 4.8% (cuadro I).

Cuadro I. Antecedente de comorbilidades y factores sociodemográficos.

Cuadro I Antecedente de comorbilidades y factores sociodemográficos.

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De los 252 cultivos realizados se identificó aislamiento de algún microorganismo en el 35.3%, correspondiente a 89 cultivos, en los cuales los principales microorganismos aislados fueron: Klebsiella pneumoniae (22.5%), Acinetobacter baumannii (20.2%), Pseudomona aeruginosa (13.5%) y Staphylococcus aureus (11.2%). Además, en el 16.9% de los pacientes se observó crecimiento de al menos dos microorganismos. Al analizar la sensibilidad a los antimicrobianos con el sistema automatizado VITEK®2X se observó en el antibiograma resistencia a fármacos como ceftriaxona, cefepime, piperacilina-tazobactam, amikacina y ciprofloxacina, principalmente para Acinetobacter baumannii y Klebsiella pneumoniae en 33 pacientes (cuadro II). La mortalidad general de los pacientes atendidos en la unidad médica fue del 37%. La intubación fue necesaria en el 67% de los pacientes a quienes se les encontró cultivo positivo y resistencia antimicrobiana con una mortalidad del 70%.

Cuadro II. Microorganismos reportados en cultivos realizados.

Cuadro I Microorganismos reportados en cultivos realizados.

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Se identificó para A. baumannii una resistencia a antimicrobianos del 55.6%, para K pneumoniae del 44.8%, para P. aeruginosa del 56.5% y para S. aureus de solamente 7.7%, mientras que para otros microorganismos aislados fue del 28.6% (cuadro III).

Cuadro 3. Perfil de sensibilidad reportada en cultivos por tipo de microorganismos.

Cuadro III Perfil de sensibilidad reportada en cultivos por tipo de microorganismos.

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Se obtuvo un riesgo de muerte en los pacientes con COVID-19 y neumonía con RM de 5.50 (IC95%: 3.13-9.67) p < 0.001, si el cultivo de expectoración o secreción bronquial resultó positivo. La resistencia antimicrobiana mostró RM de 7.50 (IC95%: 2.05-27.51) p < 0.001. Cuando el microbio aislado fue S. aureus la RM fue de 1.54 (IC95%: 0.39-6.10) p = 0.40; para A. baumannii, RM de 3.39 (IC95%: 1.04-11.04) p = 0.03; para K. pneumoniae, RM de 3.89 (IC95%: 1.20-12.60) p = 0.02, y para P. aeruginosa, RM de 3.81 (IC95%: 1.02-14.16) p = 0.03 (cuadro IV).

Cuadro IV. Desarrollo microbiológico relacionado con la probabilidad de muerte en pacientes con COVID-19.

Cuadro IV Desarrollo microbiológico relacionado con la probabilidad de muerte en pacientes con COVID-19.

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*Chi cuadrada

**Prueba exacta de Fisher

Para el análisis multivariado se realizaron dos modelos. El modelo 1 fue ajustado por las variables de edad y sexo; tener un daño pulmonar mayor al 50% tuvo RMa: 3.01 (IC95%: 1.67-5.42) p = 0.000 comparado con tener un daño pulmonar menor; haber identificado crecimiento de microorganismo en cultivo tuvo RMa: 4.94 (IC95%: 2.70-9.05) p = 0.000; presentar resistencia antimicrobiana RMa: 7.15 (IC95%: 1.28-27.17) p = 0.004; aislamiento de S.aureus RMa: 1.40 (IC95%: 0.37-6.01) p = 0.65; desarrollo de A. baumannii RMa: 3.01 (IC95%: 0.88-10.28) p = 0.08; para K. pneumoniae RMa: 3.59 (IC95%: 1.05-12.24) p = 0.04, y para P. aeruginosa RMa: 4.23 (IC95%: 1.07-16.71) p = 0.04 (cuadro V).

Cuadro V. Modelos de regresión logística de los factores asociados a mortalidad por neumonía bacteriana en pacientes hospitalizados con COVID-19.

Cuadro I Modelos de regresión logística de los factores asociados a mortalidad por neumonía bacteriana en pacientes hospitalizados con COVID-19.

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RMa: Razón de Momios ajustada

El modelo 2 fue ajustado por las variables sociodemográficas (edad y sexo) y comorbilidades (diabetes, hipertensión, obesidad y otras). Con base en esto se observó que tener un daño pulmonar mayor al 50% tuvo RMa: 2.29 (IC95%: 1.20-4.39) p = 0.01, en comparación con tener un daño pulmonar menor; haber identificado crecimiento de microorganismos en cultivo tuvo RMa: 7.22 (IC95%: 3.51-14.86) p = 0.000; presentar resistencia antimicrobiana RMa: 6.15 (IC95%: 1.49-25.38) p = 0.01; aislamiento de S. aureus RMa: 1.37 (IC95%: 0.28-6.60) p = 0.70; desarrollo de A. baumannii RMa: 2.79 (IC95%: 0.74-10.50) p = 0.13; para K. pneumoniae RMa: 3.39 (IC95%: 0.87-13.16) p = 0.08; para P. aeruginosa RMa: 6.56 (IC95%: 1.48-29.14) p = 0.01, y diabetes mellitus descontrolada RMa: 1.61 (IC95%: 1.1-2.9) p = 0.018 (cuadro V).

Discusión

La forma de presentación de la COVID-19 es variable, ya que puede ir desde una enfermedad leve o moderada a grave, incluyendo neumonía severa, síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), sepsis y choque séptico. La neumonía severa se ha asociado a una rápida replicación viral, infiltración celular inflamatoria masiva y elevación de citocinas y quimiocinas proinflamatorias, las cuales producen daño pulmonar agudo y SDRA.9,10,11

En cuanto a la sobreinfección bacteriana que se puede desarrollar en los pacientes con COVID-19 y que se ha relacionado con el incremento en la mortalidad, esta se puede identificar de manera clínica y por medio de las alteraciones en las imágenes de radiológicas de los pacientes, y tiende a manifestarse como un daño bilateral, subpleural, en vidrio esmerilado, con opacidades de broncograma aéreo, márgenes mal definidos y un ligero predominio en el lóbulo inferior derecho. Los hallazgos pulmonares en nuestros pacientes estuvieron presentes incluso en asintomáticos y algunos evolucionaron rápidamente a un síndrome de consolidación con opacidad de vidrio esmerilado en cuestión de 1 a 2 semanas después del inicio de los síntomas. Otros factores como la edad avanzada, ser del sexo masculino, las comorbilidades y el deterioro radiográfico progresivo, pueden ser factores de riesgo en el pronóstico de los pacientes con neumonía bacteriana agregada y COVID-19.

Aunque en nuestros pacientes las comorbilidades no tuvieron el impacto que describen otros artículos, la diabetes mellitus descontrolada con niveles glucémicos mayores a 200 en su estancia sí tuvo una RMa de 1.61 (IC95%: 1.1-2.9) p = 0.018; no obstante, nuestro objetivo fue evaluar el riesgo de muerte por neumonía y su etiología bacteriana, más que por las comorbilidades del paciente.12,13

Se sabe que la infección bacteriana es poco frecuente en pacientes con COVID-19 cuando se mide en la totalidad de los pacientes infectados (7.1%, IC95%: 4.6-9.6%), sin embargo, esta cifra varía conforme se interrelacionan los factores de riesgo, y en los pacientes hospitalizados incrementa su prevalencia a más del 30%.

Es importante considerar que el uso de antibióticos en estos pacientes es elevado (71.3%, IC95%: 57.1-85.5%), a pesar de no existir evidencia para respaldar el uso de antibióticos empíricos en los pacientes hospitalizados por COVID-19, sobre todo en aquellos sin enfermedad grave.14 En nuestros pacientes hospitalizados la prevalencia de uso de antimicrobianos fue mayor al 80%, iniciando muchas veces tratamiento empírico sin discriminar si la etiología de la neumonía era bacteriana o solamente viral.

Todos estos factores pueden influir en la variabilidad de las prevalencias reportadas de pacientes con neumonía bacteriana agregada. Lansbury et al. reportaron 11% en los pacientes que se encontraban en la UCI, que contrasta con el 35% de prevalencia de neumonía de etiología bacteriana agregada en nuestros pacientes que iniciaron con neumonía viral por COVID-19.15

En el estudio de Langford et al., de 712 pacientes con COVID-19, 113 (16%) de ellos presentaron sobreinfección bacteriana/fúngica, y la mortalidad global fue del 37%, significativamente superior en los pacientes críticos (50% frente a 29%, p = 0.028). El predictor microbiológico de mortalidad fue el aislamiento de Acinetobacter baumannii, Mycoplasma, Haemophilus influenzae y Pseudomona aeruginosa.14 En nuestro estudio se observó una resistencia antimicrobiana del 37.1% y murió el 43.7%; el predictor microbiológico de muerte fue la presencia de K. pneumoniae (22.5%), A. baumannii (20.2%), P. aeruginosa (13.5%) y S. aureus (11.2%).

Estudios en China reportan una mortalidad de 90% si el paciente con COVID-19 desarrolla neumonía bacteriana, que es un porcentaje muy superior comparado con el 53% de mortalidad por neumonía bacteriana observada en nuestro estudio.13,16

Las sobreinfecciones bacterianas como la neumonía representan una seria amenaza para los pacientes con COVID-19. Muchos factores de riesgo conocidos se unen para crear complicaciones graves, potencialmente mortales, que deben tomarse en cuenta para vigilar estrechamente al paciente e identificar o evitar con oportunidad las complicaciones. Los investigadores han aseverado que corren mayor riesgo los adultos mayores y aquellos con afecciones preexistentes. Cuando los pacientes de alto riesgo ingresan a unidades de cuidados intensivos, aumenta el riesgo de exposición a procedimientos invasivos y a infecciones bacterianas secundarias, lo que conlleva a estancias prolongadas y/o muerte.16,17,18

Nosotros encontramos que S. aureus, K. pneumoniae, A. baumannii y P. aeruginosa causaban las neumonías bacteriana en los pacientes COVID-19, hallazgos parecidos en el estudio de Nebreda et al., quienes encontraron como patógenos más frecuentes de la coinfección respiratoria a S. pneumoniae y S. aureus, en la mayoría de las neumonías víricas coinfectadas que incrementaron el riesgo de muerte.19 En el caso de S. aureus no se ha reportado en la literatura, ni tampoco se encontró en nuestro estudio, que represente un riesgo considerable de muerte en pacientes con COVID-19 ya que las posibilidades de tratamiento antimicrobiano fueron mayores en comparación con las 6.89 veces de riesgo de morir por neumonía ocasionada por P. aeruginosa, 4.12 veces con K. pneumoniae y 3.74 veces con A. baumannii. Es importante considerar lo anterior, ya que son bacterias habitualmente aisladas en hospitales que causan neumonías asociadas a la atención de la salud.20,21,22

En cuanto a los hallazgos radiológicos en tórax de los pacientes con mala evolución, se observa la progresión de hallazgos compatibles con SDRA, identificables en estudios radiológicos. El SDRA es la complicación que obliga a trasladar a los pacientes con COVID-19 a las unidades de cuidados intensivos y la causa más común de muerte. En los estudios de pacientes admitidos en estas unidades los hallazgos descritos con mayor frecuencia fueron consolidaciones multilobares y subsegmentarias. La aparición de derrame pleural se ha documentado como la complicación de estadios tardíos, probablemente secundario a fallo cardíaco.23,24 En nuestro estudio tener daño del 50% o más del parénquima pulmonar aumentó la probabilidad de muerte 2.25 veces.

Conclusiones

Existe relación entre el desarrollo de la neumonía bacteriana agregada y el incremento en la mortalidad hasta dos veces en pacientes con COVID-19, y el hallazgo de ciertos microorganismos lo incrementa aún más, seis veces cuando se aíslan microorganismos como A. baumannii, K. pneumoniae y P. aeruginosa, ya que, por su naturaleza y patogenicidad, además de la resistencia antimicrobiana que pueden adquirir, son de mayor riesgo para complicación y muerte en hospitales. Y solo la diabetes mellitus descontrolada, como comorbilidad, participó en el modelo como predictor significativo para desenlace fatal.

Determinar los perfiles de sensibilidad y resistencia con un solo antibiograma fue una ventaja de nuestro estudio. Otros estudios han utilizado varios sensidiscos, lo que dificultó la comparación entre pacientes pertenecientes al mismo estudio, ocasionando sesgos de información diferencial. En nuestro estudio la realización de cultivos permitió identificar los diversos microorganismos, el perfil de sensibilidad y de resistencia de cada microbio, lo que permitió dar a conocer estos hallazgos y orientar las decisiones terapéuticas en los pacientes con COVID-19 durante la infección bacteriana agregada; mientras que en otros estudios el resultado no se usó para dirigir el tratamiento antimicrobiano.25

Notas

*

los autores han completado y enviado la forma traducida al español de la declaración de conflictos potenciales de interés del Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas, y no fue reportado alguno que tuviera relación con este artículo.

Referencias

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