Sviluppo del modello del punteggio di rischio e dell'algoritmo dell'albero decisionale per la previsione delle infezioni da CRKp nei pazienti colonizzati (DETERMINE)

1. Obiettivi principali:

1. Costruire un modello di punteggio di rischio e un algoritmo dell'albero decisionale con una certezza accettabile per la previsione precoce di BSI o altre infezioni invasive causate da CRKp nei portatori di CRKp.
2. Confronto del modello del punteggio di rischio e dell'algoritmo dell'albero decisionale in termini di tassi di sensibilità e specificità, valori predittivi positivi e predittivi negativi
3. Valutazione del modello del punteggio di rischio e dell'algoritmo dell'albero decisionale in termini di convenienza per l'uso clinico di routine

2. Ipotesi

2.1 Ipotesi principale:

Presenza di immunosoppressione, dispositivi invasivi, intervento chirurgico gastrointestinale nei 3 mesi precedenti, colonizzazione multisito accanto alle feci, età avanzata, diabete come comorbidità, ricovero in terapia intensiva, presenza del gene della carbapenemasi in CRKp che causa la colonizzazione, tipo di carbapenemasi (es. blaOXA-48 e blaKPC), punteggio SOFA elevato, punteggio APACHEII elevato, punteggio ECOG elevato (>2), breve intervallo di tempo tra l'identificazione della colonizzazione e lo sviluppo di BSI o altro tipo di infezione invasiva sono fattori di rischio indipendenti per lo sviluppo di successive BSI o altre infezioni invasive nei partecipanti colonizzati da CRKp

2.2 Ipotesi secondaria:

1. I tassi di sensibilità e specificità sono simili nel modello del punteggio di rischio e nell'algoritmo dell'albero decisionale.
2. I valori predittivi positivi e negativi sono simili nel modello del punteggio di rischio e nell'algoritmo dell'albero decisionale.
3. Sia il modello del punteggio di rischio che l'algoritmo dell'albero decisionale sono fattibili per l'utilizzo nelle nostre pratiche quotidiane.

3. Disegno dello studio:

Studio prospettico multicentrico multinazionale

4. Ambiente e periodo di studio:

Gli ospedali di assistenza terziaria di diverse parti del mondo saranno inclusi nello studio DETERMINE. Il periodo di studio è programmato per essere 01.04.2020-01.04.2021 o più lungo fino al raggiungimento della dimensione del campione predefinita. Ogni partecipante sarà incluso solo una volta al momento del primo episodio infettivo (BSI o altro tipo di infezioni invasive) causato da CRKp o qualsiasi altro batterio anche se viene segnalato più di un episodio infettivo. Gli investigatori locali (primari) raccoglieranno dati microbiologici e clinici dei partecipanti e registreranno questi dati in un modulo elettronico standardizzato di case report. Gli investigatori del sito esamineranno tutti i pazienti ricoverati in terapia intensiva, reparto ustioni, unità di trapianto di midollo solido e osseo, tutti i pazienti ricoverati in reparti in cui viene rilevato un focolaio di CRKp, tutti i pazienti che condividono la stessa stanza con un paziente colonizzato o infetto da CRKp mediante tampone rettale con intervallo settimanale. I partecipanti che hanno la colonizzazione rettale CRKp saranno sottoposti a screening anche mediante screening delle ferite ascellari, inguinali e chirurgiche. Questi pazienti saranno seguiti per l'emergenza di BSI o altri tipi di infezione invasiva per 90 giorni a partire dall'identificazione della colonizzazione rettale (giorno 0). Lo screening rettale periodico con intervallo di una volta alla settimana verrà applicato per i pazienti non colonizzati durante il loro ricovero. La resistenza ai carbapenemi negli isolati di Klebsiella pneumonia sarà determinata secondo i criteri CDC del 2015.

5. Dimensione del campione:

La dimensione del campione può essere determinata dal numero di parametri inclusi nel modello di regressione logistica. Idealmente, il numero di partecipanti che dovrebbero essere coinvolti viene calcolato moltiplicando il numero di parametri coinvolti nel modello di regressione logistica multivariata per 40. Pertanto, la dimensione del campione deve essere almeno 520 se tutti i parametri ipotizzati hanno luogo nel modello di regressione logistica (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, Vol 12, 1373-1379).

6. Seguito

La valutazione regolare dei partecipanti sarà effettuata durante il ricovero e dopo la dimissione. sarà eseguito in un intervallo di una volta al mese attraverso il follow-up di 90 giorni. I partecipanti saranno valutati principalmente per il verificarsi di qualsiasi tipo di infezione invasiva (flusso sanguigno o altro tipo di infezioni invasive). I partecipanti saranno avvisati di rivolgersi ai nostri centri fino al completamento del periodo di follow-up di 90 giorni quando si sviluppano sintomi di infezione (ad esempio febbre, brividi). Inoltre, i partecipanti saranno informati di chiamare i medici che sono investigatori primari di un particolare centro quando arrivano alla clinica ospedaliera o al pronto soccorso. Gli investigatori primari valuteranno i partecipanti e invieranno i loro campioni di coltura in base alle necessità cliniche. Dopo la revisione dei risultati delle colture e della presentazione clinica, i pazienti saranno assegnati in uno dei tre diversi gruppi costituiti da (i) infezioni da polmonite da Klebsiella resistente ai carbapenemi, (ii) infezioni invasive con altri tipi di microrganismi e (iii) infezioni non- gruppi infettivi. Nell'analisi statistica, i casi con infezione del flusso sanguigno e altri tipi di infezione invasiva saranno raggruppati e analizzati separatamente. Se il partecipante viene dimesso prima del completamento dei 90 giorni, verrà contattato telefonicamente entro 30 giorni per valutare gli esiti indagati.

7. Analisi microbiologica:

I test di sensibilità antimicrobica (AST) saranno eseguiti in ogni centro e non saranno ripetuti. Pertanto, i risultati AST saranno ottenuti dal database ospedaliero. Multiplex PCR sarà utilizzato per l'identificazione del tipo di carbapenemasi tra gli isolati CRKp (entrambi gli isolati recuperati nel campione di tampone rettale e sangue o altre colture del sito). I breakpoint EUCAST verranno applicati per l'identificazione della polmonite da Klebsiella resistente ai carbapenemi. L'elaborazione del tampone rettale e l'identificazione della colonizzazione di CRKp saranno eseguite secondo le raccomandazioni del CDC come segue: i tamponi perirettali verranno inseriti in universali contenenti 5 ml di brodo di soia tiriptico (Oxoid, Regno Unito) con un disco di ertapenem da 10 ug e inviati al centro di riferimento in ciascuno paese per l'incubazione notturna a 37 °C. Le colture in brodo vengono quindi inoculate su MacConkey agar (Oxoid, UK) e le colonie fermentanti il ​​lattosio vengono identificate con un sistema automatizzato come API20E o Vitek-2 ecc. e confermate dal sistema MALDI-TOF Biotyper CA (Bruker, Daltonics, Bremen , Germania). La resistenza ai carbapenemi sarà determinata fenotipicamente con ertapenem E-test (bioMerieux, Francia) e gli isolati con un valore MIC > 0,5 mg/L sono riportati come CRKp.

Nelle BSI o in altre infezioni invasive, verrà incluso solo il primo isolato di CRKp di ciascun paziente. Multiplex PCR (reazione a catena della polimerasi) sarà applicata per l'identificazione del tipo di geni della carbapenemasi negli isolati clinici di CRKp. La parentela clonale e la tipizzazione della sequenza degli isolati CRKp saranno determinate utilizzando il metodo MLST (Multi-locus sequence typing). Sia la PCR multiplex che la MLST saranno eseguite nei centri di riferimento di ciascun paese.

8. Analisi statistica:

In questo studio, i pazienti che sviluppano BSI con CRKp vs. qualsiasi batterio vs. non sviluppano alcuna infezione saranno abbinati in un rapporto 1:1:2 utilizzando parametri rilevanti. La stessa procedura verrà applicata per i pazienti che sviluppano infezioni invasive senza batteriemia. Le variabili sono espresse come numeri assoluti e le loro frequenze relative. Le variabili continue sono espresse come media e DS se distribuite normalmente, o come mediana e intervallo interquartile (IQR) se non distribuite normalmente. Le variabili discrete per le coppie abbinate sono state confrontate mediante il test di McNemar; per le variabili continue abbiamo utilizzato il test di Wilcoxon. Tutte le variabili associate a CRKp BSI o altre infezioni invasive nell'analisi grezza (p <0,1) sono state incluse separatamente in un modello di regressione logistica multivariata graduale all'indietro. La bontà complessiva dell'adattamento per il modello sarà analizzata mediante Information Criteria (AIC) di Akiake e R-quadrato di Nagelkerke. La discriminazione del modello sarà valutata dalle caratteristiche della curva ricevitore-operatore (ROC). La convalida interna del modello di punteggio di rischio finale e dell'algoritmo dell'albero decisionale verrà effettuata con gli ultimi 1/3 dei pazienti arruolati di tutta la coorte (coorte di convalida). I dati dei primi 2/3 pazienti reclutati saranno utilizzati per sviluppare il modello di punteggio di rischio e l'algoritmo dell'albero decisionale (coorte di derivazione). Il rischio di sviluppo di successive BSI con CRKp rispetto a qualsiasi altro batterio rispetto a pazienti che non presentano alcun tipo di infezione durante il follow-up di 90 giorni nei pazienti colonizzati da CRKp sarà valutato mediante modelli di rischi proporzionali di Cox in analisi separate, nonché il rischio lo sviluppo di altre infezioni invasive negli stessi gruppi attraverso un follow-up di 90 giorni sarà analizzato con lo stesso metodo statistico.

Per sviluppare il punteggio di rischio, alle variabili che mantengono la significatività statistica nel modello di regressione multivariata verrà assegnato un valore in punti corrispondente al coefficiente beta diviso per il coefficiente beta più basso identificato nel modello di regressione e il quoziente risultante verrà moltiplicato per due e arrotondato al numero intero più vicino. La somma dei punti generati dai fattori di rischio calcolati darà come risultato un punteggio quantitativo che verrà assegnato a ciascun paziente presente nel database. Il breakpoint ottimale sarà assegnato dalla statistica J di Youden.

In sintesi, verrà costruito un albero decisionale utilizzando i seguenti passaggi: (1) identificazione della singola variabile più appropriata che può dividere il set di dati in 2 gruppi ("nodi"), migliore impurità minimizzata di CRKp BSI o altre infezioni invasive con CRKp stato in ciascun nodo figlia, secondo il criterio di impurità di Gini, (2) ripetizione del processo di ramificazione all'interno di ciascun nodo figlia e successive generazioni di nodi e (3) cessazione ai nodi "terminali" quando nessuna variabile aggiuntiva ottiene ulteriori riduzioni dell'impurità del nodo applicando valori di cut-off predefiniti per la ramificazione.