Entwicklung eines Risiko-Score-Modells und eines Entscheidungsbaumalgorithmus zur Vorhersage von Infektionen mit CRKp bei kolonisierten Patienten (DETERMINE)

1. Hauptziele:

1. Aufbau eines Risikobewertungsmodells und eines Entscheidungsbaumalgorithmus mit akzeptabler Sicherheit für die frühzeitige Vorhersage von BSI oder anderen invasiven Infektionen, die durch CRKp bei CRKp-Trägern verursacht werden.
2. Vergleich von Risiko-Score-Modell und Entscheidungsbaumalgorithmus in Bezug auf Sensitivitäts- und Spezifitätsraten, positive Vorhersagewerte und negative Vorhersagewerte
3. Bewertung des Risikobewertungsmodells und des Entscheidungsbaumalgorithmus im Hinblick auf die Bequemlichkeit für den routinemäßigen klinischen Einsatz

2. Hypothese

2.1 Haupthypothese:

Vorhandensein von Immunsuppression, invasiven Geräten, Magen-Darm-Operation innerhalb der letzten 3 Monate, Besiedlung an mehreren Stellen neben Stuhl, höheres Alter, Diabetes als Komorbidität, Aufnahme auf Intensivstationen, Vorhandensein eines Carbapenemase-Gens in CRKp, das eine Besiedlung verursacht, Art der Carbapenemase (z. blaOXA-48 und blaKPC), ein hoher SOFA-Score, ein hoher APACHEII-Score, ein hoher ECOG-Score (>2), ein kurzes Zeitintervall zwischen der Identifizierung einer Kolonisation und der Entwicklung einer BSI oder einer anderen Art von invasiver Infektion sind unabhängige Risikofaktoren für die Entwicklung einer nachfolgenden BSI oder andere invasive Infektionen bei CRKp-kolonisierten Teilnehmern

2.2 Sekundärhypothese:

1. Sensitivitäts- und Spezifitätsraten sind im Risikobewertungsmodell und im Entscheidungsbaumalgorithmus ähnlich.
2. Positive und negative Vorhersagewerte sind im Risikobewertungsmodell und im Entscheidungsbaumalgorithmus ähnlich.
3. Sowohl das Risikobewertungsmodell als auch der Entscheidungsbaumalgorithmus sind für den Einsatz in unserer täglichen Praxis geeignet.

3. Studiendesign:

Prospektive multizentrische multinationale Studie

4. Einstellung und Studienzeit:

Krankenhäuser der Tertiärversorgung aus verschiedenen Teilen der Welt werden in die DETERMINE-Studie einbezogen. Der Studienzeitraum ist für den 01.04.2020-01.04.2021 oder länger geplant, bis die vordefinierte Stichprobengröße erreicht ist. Jeder Teilnehmer wird nur einmal zum Zeitpunkt der ersten infektiösen Episode (BSI oder andere Art von invasiven Infektionen) eingeschlossen, die durch CRKp oder andere Bakterien verursacht wird, selbst wenn mehr als eine infektiöse Episode gemeldet wird. Lokale (primäre) Prüfer sammeln mikrobiologische und klinische Daten der Teilnehmer und erfassen diese Daten in einem standardisierten elektronischen Fallberichtsformular. Prüfer vor Ort untersuchen alle Patienten, die auf Intensivstationen, Stationen für Verbrennungen, solide und Knochenmarktransplantationen aufgenommen werden, alle Patienten, die auf Stationen aufgenommen werden, auf denen ein Ausbruch mit CRKp festgestellt wird, alle Patienten, die dasselbe Zimmer mit einem kolonisierten Patienten teilen oder Infiziert mit CRKp durch rektalen Abstrich mit einem Intervall von einmal wöchentlich regelmäßig. Die Teilnehmer mit rektaler CRKp-Kolonisation werden auch durch axilläres, inguinales und chirurgisches Wundscreening untersucht. Diese Patienten werden 90 Tage lang auf das Auftreten von BSI oder anderen Arten von invasiven Infektionen beobachtet, beginnend mit der Identifizierung einer rektalen Kolonisation (Tag 0). Bei nicht kolonisierten Patienten wird während ihres Krankenhausaufenthalts ein regelmäßiges rektales Screening mit einmal wöchentlichem Intervall durchgeführt. Die Carbapenem-Resistenz in Klebsiella-Pneumonie-Isolaten wird gemäß den CDC-Kriterien von 2015 bestimmt.

5. Stichprobengröße:

Die Stichprobengröße kann durch die Anzahl der im logistischen Regressionsmodell enthaltenen Parameter bestimmt werden. Idealerweise wird die Anzahl der beteiligten Teilnehmer berechnet, indem die Anzahl der beteiligten Parameter im multivariaten logistischen Regressionsmodell mit 40 multipliziert wird. Daher muss die Stichprobengröße mindestens 520 betragen, wenn alle angenommenen Parameter im logistischen Regressionsmodell vorkommen (Peduzzi P., Concato J., Kemper E., Holford T.R., Feinstein A.R. (1996), A Simulation Study of Number Per Variable In Logistic Regression Analysis, J. Clin. Epidemiology, Bd. 12, 1373-1379).

6. Nachverfolgung

Die regelmäßige Beurteilung der Teilnehmer wird während des Krankenhausaufenthalts und nach der Entlassung durchgeführt. Es wird in einem Intervall von einmal im Monat bis zur Nachbeobachtung von 90 Tagen durchgeführt. Die Teilnehmer werden in erster Linie auf das Auftreten jeglicher Art von invasiver Infektion (Blutstrom oder andere Arten von invasiven Infektionen) untersucht. Die Teilnehmer werden ermahnt, sich bei Auftreten von Infektionssymptomen (z. B. Fieber, Schüttelfrost) bis zum Abschluss der 90-tägigen Nachbeobachtungszeit an unsere Zentren zu wenden. Außerdem werden die Teilnehmer informiert, dass sie Ärzte anrufen sollen, die die Hauptermittler eines bestimmten Zentrums sind, wenn sie in der Krankenhausklinik oder Notaufnahme ankommen. Primäre Prüfärzte bewerten die Teilnehmer und senden ihre Kulturproben je nach klinischer Notwendigkeit. Nach Überprüfung der Ergebnisse der Kulturen und der klinischen Präsentation werden die Patienten einer von drei verschiedenen Gruppen zugeteilt, die aus (i) Infektionen mit Carbapenem-resistenter Klebsiella-Pneumonie, (ii) invasiven Infektionen mit anderen Arten von Mikroorganismen und (iii) nicht- infektiöse Gruppen. In der statistischen Analyse werden Fälle mit Blutstrominfektionen und anderen Arten von invasiven Infektionen gruppiert und separat analysiert. Wenn der Teilnehmer vor Ablauf der 90 Tage entlassen wird, wird er/sie im Abstand von 30 Tagen telefonisch kontaktiert, um die untersuchten Ergebnisse zu bewerten.

7. Mikrobiologische Analyse:

Antimikrobielle Empfindlichkeitstests (AST) werden in jedem Zentrum durchgeführt und nicht wiederholt. Daher werden die AST-Ergebnisse aus der Krankenhausdatenbank bezogen. Multiplex-PCR wird zur Identifizierung des Typs der Carbapenemasen unter den CRKp-Isolaten verwendet (beide Isolate, die in einer Rektalabstrichprobe und Blut oder anderen Kulturstellen gewonnen wurden). EUCAST-Breakpoints werden zur Identifizierung von Carbapenem-resistenter Klebsiella-Pneumonie angewendet. Die Verarbeitung von Rektalabstrichen und die Identifizierung einer CRKp-Kolonisierung werden gemäß den CDC-Empfehlungen wie folgt durchgeführt: Perirektale Abstriche werden in Universalbehälter mit 5 ml tyriptischer Sojabrühe (Oxoid, UK) mit einer 10-ug-Ertapenem-Scheibe gegeben und jeweils an das Referenzzentrum gesendet Land für eine Inkubation über Nacht bei 37 °C. Die Brühenkulturen werden dann auf MacConkey-Agar (Oxoid, UK) geimpft und Lactose-fermentierende Kolonien werden mit einem automatisierten System wie API20E oder Vitek-2 usw. identifiziert und durch das MALDI-TOF Biotyper CA-System (Bruker, Daltonics, Bremen) bestätigt , Deuschland). Die Carbapenem-Resistenz wird phänotypisch mit dem Ertapenem E-Test (bioMerieux, Frankreich) bestimmt und die Isolate mit einem MHK-Wert von > 0,5 mg/L werden als CRKp angegeben.

Bei BSIs oder anderen invasiven Infektionen wird nur das erste CRKp-Isolat jedes Patienten eingeschlossen. Multiplex-PCR (Polymerase-Kettenreaktion) wird zur Identifizierung des Typs von Carbapenemase-Genen in klinischen CRKp-Isolaten angewendet. Klonale Verwandtschaft und Sequenztypisierung von CRKp-Isolaten werden unter Verwendung der MLST-Methode (Multi-locus sequence typing) bestimmt. Sowohl Multiplex-PCR als auch MLST werden in Referenzzentren jedes Landes durchgeführt.

8. Statistische Analyse:

In dieser Studie werden die Patienten, die BSI mit CRKp im Vergleich zu irgendwelchen Bakterien entwickeln oder keine Infektion entwickeln, in einem Verhältnis von 1:1:2 unter Verwendung relevanter Parameter abgeglichen. Das gleiche Verfahren wird für Patienten angewendet, die invasive Infektionen ohne Bakteriämie entwickeln. Die Variablen werden als absolute Zahlen und ihre relativen Häufigkeiten ausgedrückt. Kontinuierliche Variablen werden als Mittelwert und Standardabweichung ausgedrückt, wenn sie normalverteilt sind, oder als Median und Interquartilbereich (IQR), wenn sie nicht normalverteilt sind. Diskrete Variablen für die übereinstimmenden Paare wurden durch den McNemar-Test verglichen; für kontinuierliche Variablen haben wir den Wilcoxon-Test verwendet. Alle Variablen, die in der groben Analyse (p < 0,1) mit CRKp BSI oder anderen invasiven Infektionen assoziiert waren, wurden separat in ein rückwärtsgerichtetes, schrittweises multivariates logistisches Regressionsmodell aufgenommen. Die allgemeine Eignung für das Modell wird anhand der Informationskriterien von Akiake (AIC) und des R-Quadrats von Nagelkerke analysiert. Die Diskrimination des Modells wird anhand der Eigenschaften der Receiver-Operator-Curve (ROC) bewertet. Die interne Validierung des endgültigen Risikobewertungsmodells und des Entscheidungsbaumalgorithmus wird mit den letzten 1/3 der aufgenommenen Patienten aller Kohorten (Validierungskohorte) durchgeführt. Die Daten der ersten 2/3 rekrutierten Patienten werden verwendet, um ein Risikobewertungsmodell und einen Entscheidungsbaumalgorithmus (Ableitungskohorte) zu entwickeln. Das Risiko der Entwicklung einer nachfolgenden BSI mit CRKp im Vergleich zu anderen Bakterien im Vergleich zu Patienten ohne jegliche Art von Infektionen während einer 90-tägigen Nachbeobachtung bei mit CRKp kolonisierten Patienten wird durch Cox-Proportional-Hazards-Modelle in separaten Analysen sowie das Risiko bewertet der Entwicklung anderer invasiver Infektionen in den gleichen Gruppen über 90 Tage Follow-up wird mit der gleichen statistischen Methode analysiert.

Um die Risikobewertung zu entwickeln, wird Variablen, die im multivariaten Regressionsmodell statistisch signifikant bleiben, ein Punktwert zugewiesen, der dem Beta-Koeffizienten dividiert durch den niedrigsten im Regressionsmodell identifizierten Beta-Koeffizienten entspricht, und der resultierende Quotient wird mit zwei multipliziert und auf die nächste ganze Zahl gerundet. Die Summierung der durch die berechneten Risikofaktoren generierten Punkte führt zu einer quantitativen Punktzahl, die jedem Patienten in der Datenbank zugewiesen wird. Der optimale Haltepunkt wird durch die Youden's J-Statistik zugewiesen.

Zusammenfassend wird ein Entscheidungsbaum mit den folgenden Schritten erstellt: (1) Identifizierung der am besten geeigneten Einzelvariablen, die den Datensatz in 2 Gruppen ("Knoten") unterteilen kann, am besten minimierte Verunreinigung von CRKp BSI oder andere invasive Infektionen mit CRKp Status in jedem Tochterknoten gemäß dem Gini-Verunreinigungskriterium, (2) Wiederholung des Verzweigungsprozesses innerhalb jedes Tochterknotens und nachfolgender Knotengenerationen und (3) Beendigung an "End"-Knoten, wenn keine zusätzlichen Variablen eine weitere Verringerung der Knotenverunreinigung erreichen durch Anwendung vordefinierter Cut-off-Werte für die Verzweigung.