Microbiologic Determinants of Exacerbation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Antoni Rosell, MD; Eduard Monsó, MD; Néstor Soler, MD; Ferràn Torres, MD; Joaquim Angrill, MD; Gerdt Riise, MD; Rafael Zalacaín, MD; Josep Morera, MD; Antoni Torres, MD
Arch Intern Med. 2005;165:891-897.
Background: The culture of bronchial secretions from the lower airway has been reported to be positive for potentially pathogenic microorganisms (PPMs) in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD), but the determinants and effects of this bacterial load in the airway are not established.
Methods: To determine the bronchial microbial pattern in COPD and its relationship with exacerbation, we pooled analysis of crude data from studies that used protected specimen brush sampling, with age, sex, smoking, lung function, and microbiologic features of the lower airway as independent variables and exacerbation as the outcome, using logistic regression modeling.
Results: Of 337 study participants, 70 were healthy, 181 had stable COPD, and 86 had exacerbated COPD. Differences in the microbial characteristics in the participating laboratories were not statistically significant. A cutoff point of 102 colony-forming units (CFU) per milliliter or greater for the identification of abnormal positive culture results for PPMs was defined using the 95th percentile in the pooled analysis of healthy individuals. Bronchial colonization of 102 CFU/mL or greater by PPMs was found in 53 patients with stable COPD (29%) and in 46 patients with exacerbated COPD (54%) (P_.001, _2 test), with a predominance of Haemophilus influenzae and Pseudomonas aeruginosa. Higher microbial loads were associated with exacerbation and showed a statistically significant dose-response relationship after adjustment for covariates (odds ratio, 3.62; 95% confidence interval, 1.47- 8.90), but P. aeruginosa persisted as a statistically significant risk factor after adjustment for microbial load (odds ratio, 11.12; 95% confidence interval, 1.17-105.82).
Conclusions: One quarter of the patients with COPD are colonized by PPMs during their stable periods. Exacerbation is associated with the overgrowth of PPMs and with the appearance of P aeruginosa in the lower airway, which is associated with exacerbation symptoms independent of load.
COMENTARIO:
Una cuarta parte de los pacientes con EPOC estable presentan cultivos positivos en muestras procedentes del tracto respiratorio inferior. Sin embargo no está bien establecida la relación entre este fenómeno y el desarrollo de exacerbaciones.
Este excelente artículo analiza de forma conjunta datos procedentes de los trabajos que han estudiado en los 10 últimos años el patrón microbiológico de la EPOC, tanto estable como agudizada, comparándolo con los obtenidos de sujetos sanos. Para ello se han seleccionado los trabajos en los que se había realizado cultivo cuantitativo de muestras obtenidas mediante cepillado protegido a través del broncoscopio, excluyéndose pacientes con neumonía, bronquiectasias, fibrosis quística, neoplasia, antibioterapia en el mes anterior, tratamiento corticoideo sistémico de larga duración y otras inmunosupresiones. Otro criterio indispensable es que tuviesen recogido el FEV1. 6 estudios cumplían los requisitos para el análisis y, a pesar de ser poblaciones heterogéneas, no había diferencias en las características microbiológicas entre los distintos laboratorios, lo que permitió el análisis conjunto de los datos. Es destacable que de los pacientes con exacerbación, 36 eran ambulantes y 45 tenían una agudización grave que requería ventilación mecánica, conformando por tanto una muestra representativa de distintos niveles de severidad.
El 4% de los individuos sanos presentaba valores ≥ 102 UFC/ ml de microorganismos potencialmente patógenos, siendo este el punto de corte fijado para considerar un resultado como anormal, como ya había sido sugerido en estudios previos.
Los resultados para este punto de corte indican tres diferencias fundamentales entre los casos estables y los agudizados: mayor número de cultivos positivos (29% de pacientes con EPOC estable frente a un 54% de pacientes con exacerbación), mayor carga bacteriana, sólo el 8% de los pacientes estables tenían alta carga bacteriana, definida como ≥104 UFC/ ml, en comparación con el 20% de los casos de pacientes exacerbados y, en último lugar, diferentes microorganismos aislados. En los casos estables los gérmenes predominantes fueron Haemophilus influenzae y Streptococcus pneumoniae, mientras que en las agudizaciones lo fueron Haemophilus influenzae y Pseudomonas aeruginosa, este último de forma independiente al grado de deterioro en la función pulmonar y a la carga bacteriana.
Es reseñable la comprobación de una tendencia lineal entre el deterioro de la función pulmonar y la prevalencia de colonización bacteriana, tal es así que no se aislaron gérmenes en ninguno de los 10 pacientes con EPOC leve y sí en el 45 % de casos con EPOC grave.
En resumen, junto al deterioro de la función pulmonar, una alta carga de gérmenes potencialmente patógenos en secreciones procedentes de la vía aérea baja y la presencia de Pseudomonas aeruginosa fueron los principales determinantes de exacerbación en la EPOC.