Intervention Review

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Interventions to improve antibiotic prescribing practices for hospital inpatients

  1. Peter Davey1,*,
  2. Erwin Brown2,
  3. Esmita Charani3,
  4. Lynda Fenelon4,
  5. Ian M Gould5,
  6. Alison Holmes6,
  7. Craig R Ramsay7,
  8. Philip J Wiffen8,
  9. Mark Wilcox9

Editorial Group: Cochrane Effective Practice and Organisation of Care Group

Published Online: 30 APR 2013

Assessed as up-to-date: 3 FEB 2009

DOI: 10.1002/14651858.CD003543.pub3


How to Cite

Davey P, Brown E, Charani E, Fenelon L, Gould IM, Holmes A, Ramsay CR, Wiffen PJ, Wilcox M. Interventions to improve antibiotic prescribing practices for hospital inpatients. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 4. Art. No.: CD003543. DOI: 10.1002/14651858.CD003543.pub3.

Author Information

  1. 1

    University of Dundee, Population Health Sciences Division, Medical Research Institute, Dundee, Scotland, UK

  2. 2

    Bristol, UK

  3. 3

    Imperial College London, The National Centre for Infection Prevention and Management, London, UK

  4. 4

    St Vincent's University Hospital, Department of Microbiology, Dublin 4, Republic of Ireland, Ireland

  5. 5

    Aberdeen Royal Infirmary, Department of Medical Microbiology, Aberdeen, UK

  6. 6

    Imperial College of Science, Technology and Medicine, Department of Infectious Diseases and Microbiology, London, UK

  7. 7

    University of Aberdeen, Health Services Research Unit, Division of Applied Health Sciences, Aberdeen, UK

  8. 8

    University of Oxford, Pain Research and Nuffield Department of Clinical Neurosciences, Oxford, Oxfordshire, UK

  9. 9

    University of Leeds, Department of Microbiology, Leeds, UK

*Peter Davey, Population Health Sciences Division, Medical Research Institute, University of Dundee, Mackenzie Building, Kirsty Semple Way, Dundee, Scotland, DD2 4BF, UK. p.g.davey@dundee.ac.uk.

Publication History

  1. Publication Status: Edited (no change to conclusions)
  2. Published Online: 30 APR 2013

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Abstract

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Background

The first publication of this review in Issue 3, 2005 included studies up to November 2003. This update adds studies to December 2006 and focuses on application of a new method for meta-analysis of interrupted time series studies and application of new Cochrane Effective Practice and Organisation of Care (EPOC) Risk of Bias criteria to all studies in the review, including those studies in the previously published version. The aim of the review is to evaluate the impact of interventions from the perspective of antibiotic stewardship. The two objectives of antibiotic stewardship are first to ensure effective treatment for patients with bacterial infection and second support professionals and patients to reduce unnecessary use and minimize collateral damage.

Objectives

To estimate the effectiveness of professional interventions that, alone or in combination, are effective in antibiotic stewardship for hospital inpatients, to evaluate the impact of these interventions on reducing the incidence of antimicrobial-resistant pathogens or Clostridium difficile infection and their impact on clinical outcome.

Search methods

We searched the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE from 1980 to December 2006 and the EPOC specialized register in July 2007 and February 2009 and bibliographies of retrieved articles. The main comparison is between interventions that had a restrictive element and those that were purely persuasive. Restrictive interventions were implemented through restriction of the freedom of prescribers to select some antibiotics. Persuasive interventions used one or more of the following methods for changing professional behaviour: dissemination of educational resources, reminders, audit and feedback, or educational outreach. Restrictive interventions could contain persuasive elements.

Selection criteria

We included randomized clinical trials (RCTs), controlled clinical trials (CCT), controlled before-after (CBA) and interrupted time series studies (ITS). Interventions included any professional or structural interventions as defined by EPOC. The intervention had to include a component that aimed to improve antibiotic prescribing to hospital inpatients, either by increasing effective treatment or by reducing unnecessary treatment. The results had to include interpretable data about the effect of the intervention on antibiotic prescribing or microbial outcomes or relevant clinical outcomes.

Data collection and analysis

Two authors extracted data and assessed quality. We performed meta-regression of ITS studies to compare the results of persuasive and restrictive interventions. Persuasive interventions advised physicians about how to prescribe or gave them feedback about how they prescribed. Restrictive interventions put a limit on how they prescribed; for example, physicians had to have approval from an infection specialist in order to prescribe an antibiotic. We standardized the results of some ITS studies so that they are on the same scale (percent change in outcome), thereby facilitating comparisons of different interventions. To do this, we used the change in level and change in slope to estimate the effect size with increasing time after the intervention (one month, six months, one year, etc) as the percent change in level at each time point. We did not extrapolate beyond the end of data collection after the intervention. The meta-regression was performed using standard weighted linear regression with the standard errors of the coefficients adjusted where necessary.

Main results

For this update we included 89 studies that reported 95 interventions. Of the 89 studies, 56 were ITSs (of which 4 were controlled ITSs), 25 were RCT (of which 5 were cluster-RCTs), 5 were CBAs and 3 were CCTs (of which 1 was a cluster-CCT).

Most (80/95, 84%) of the interventions targeted the antibiotic prescribed (choice of antibiotic, timing of first dose and route of administration). The remaining 15 interventions aimed to change exposure of patients to antibiotics by targeting the decision to treat or the duration of treatment. Reliable data about impact on antibiotic prescribing data were available for 76 interventions (44 persuasive, 24 restrictive and 8 structural). For the persuasive interventions, the median change in antibiotic prescribing was 42.3% for the ITSs, 31.6% for the controlled ITSs, 17.7% for the CBAs, 3.5% for the cluster-RCTs and 24.7% for the RCTs. The restrictive interventions had a median effect size of 34.7% for the ITSs, 17.1% for the CBAs and 40.5% for the RCTs. The structural interventions had a median effect of 13.3% for the RCTs and 23.6% for the cluster-RCTs. Data about impact on microbial outcomes were available for 21 interventions but only 6 of these also had reliable data about impact on antibiotic prescribing.

Meta-analysis of 52 ITS studies was used to compare restrictive versus purely persuasive interventions. Restrictive interventions had significantly greater impact on prescribing outcomes at one month (32%, 95% confidence interval (CI) 2% to 61%, P = 0.03) and on microbial outcomes at 6 months (53%, 95% CI 31% to 75%, P = 0.001) but there were no significant differences at 12 or 24 months. Interventions intended to decrease excessive prescribing were associated with reduction in Clostridium difficile infections and colonization or infection with aminoglycoside- or cephalosporin-resistant gram-negative bacteria, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin-resistant Enterococcus faecalis. Meta-analysis of clinical outcomes showed that four interventions intended to increase effective prescribing for pneumonia were associated with significant reduction in mortality (risk ratio 0.89, 95% CI 0.82 to 0.97), whereas nine interventions intended to decrease excessive prescribing were not associated with significant increase in mortality (risk ratio 0.92, 95% CI 0.81 to 1.06).

Authors' conclusions

The results show that interventions to reduce excessive antibiotic prescribing to hospital inpatients can reduce antimicrobial resistance or hospital-acquired infections, and interventions to increase effective prescribing can improve clinical outcome. This update provides more evidence about unintended clinical consequences of interventions and about the effect of interventions to reduce exposure of patients to antibiotics. The meta-analysis supports the use of restrictive interventions when the need is urgent, but suggests that persuasive and restrictive interventions are equally effective after six months.

 

Plain language summary

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Improving how antibiotics are prescribed by physicians working in hospital settings.

Antibiotics are used to treat infections, such as pneumonia, that are caused by bacteria. Over time, however, many bacteria have become resistant to antibiotics. Antibiotic resistance is a serious problem for individual patients and healthcare systems; in hospitals, infections caused by antibiotic-resistant bacteria are associated with higher rates of death, illness and prolonged hospital stay. Bacteria often become resistant because antibiotics are used too often and incorrectly. Studies have shown that about half of the time, physicians in hospital are not prescribing antibiotics properly. Hospital physicians may be unclear about the benefits and risks of prescribing antibiotics, including whether to prescribe an antibiotic, which antibiotic to prescribe, at what dose and for how long.

Many different methods of improving the prescribing of antibiotics in hospitals have been studied. In this review, 89 studies from 19 countries were analyzed to determine what methods work. The main comparison was between persuasive and restrictive methods. Persuasive methods advised physicians about how to prescribe or gave them feedback about how they prescribed. Restrictive methods put a limit on how they prescribed; for example, physicians had to have approval from an infection specialist in order to prescribe an antibiotic. Overall, the 89 studies showed that the methods improved prescribing. In addition, 21 studies showed that the methods decreased the number of infections in hospital. The restrictive methods appeared to have a larger effect than persuasive methods. In conclusion, this review has found a lot of evidence that methods can improve prescribing of antibiotics to patients in hospital, but we need more studies to fully assess the clinical benefits of these methods.

 

Resumo

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Intervenções para melhorar as práticas de prescrição de antibióticos para pacientes hospitalizados

Introdução

A primeira publicação desta revisão, no fascículo 3, de 2005, incluiu estudos até novembro de 2003. Esta atualização inclui estudos publicados até dezembro de 2006 e foca na aplicação de um novo método para a metanálise de estudos de série temporal ininterrupta. Além disso, esta revisão também utiliza o novo critério para risco de viés do Cochrane Effective Practice and Organisation of Care (EPOC); esse critério foi usado para todos os estudos incluídos nesta revisão, incluindo os estudos da versão previamente publicada. O objetivo desta revisão é avaliar o impacto das intervenções sob a perspectiva da prescrição de antibióticos. Os dois objetivos do uso racional de antibióticos são: primeiro, garantir o tratamento efetivo para pacientes com infecção bacteriana e, segundo, dar suporte a profissionais e pacientes para redução do uso desnecessário e minimização de danos colaterais.

Objetivos

Estimar a efetividade de intervenções profissionais que, sozinhas ou em conjunto, sejam efetivas no uso racional de antibióticos para pacientes internados, avaliar o impacto dessas intervenções na redução da incidência de patógenos resistentes a antimicrobianos ou infecções por Clostridium difficile e seu impacto nos desfechos clínicos.

Métodos de busca

Realizamos buscas nas seguintes bases de dados: Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE, de 1980 a dezembro de 2006, e registro especializado EPOC em julho de 2007 e fevereiro de 2009, além de bibliografias dos artigos selecionados. A principal comparação foi feita entre as intervenções que continham um elemento restritivo e aquelas que eram puramente persuasivas. As intervenções restritivas foram implementadas através da restrição da liberdade dos prescritores em selecionar alguns antibióticos. As intervenções persuasivas utilizaram um ou mais dos seguintes métodos para mudar o comportamento profissional: disseminação de fontes de informações educativas, lembretes, auditorias e feedback ou programas educacionais. As intervenções restritivas poderiam conter elementos persuasivos.

Critério de seleção

Nós incluímos ensaios clínicos randomizados (RCTs), ensaios clínicos controlados (CCTs), estudos controlados antes e depois (CBA) e estudos de série temporal interrompida (ITS). As intervenções deviam incluir qualquer intervenção profissional ou estrutural de acordo com o definido pela EPOC. A intervenção devia incluir um componente que objetivava melhorar a prescrição de antibióticos para os pacientes internados no hospital, fosse através do aumento da efetividade do tratamento ou pela redução de tratamentos desnecessários. Os resultados deviam incluir dados interpretáveis sobre o efeito da intervenção na prescrição de antibióticos ou nos desfechos microbianos ou nos desfechos clínicos relevantes.

Coleta dos dados e análises

Dois autores extraíram os dados e avaliaram a qualidade dos estudos. Nós realizamos análises de meta-regressão dos estudos de série temporal interrompida (ITS) para comparar os resultados das intervenções persuasivas e restritivas. As intervenções persuasivas aconselhavam os médicos sobre como prescrever ou davam-lhes um retorno sobre as suas prescrições. As intervenções restritivas colocavam limites em como os médicos prescreviam; por exemplo, os médicos tinham que obter a aprovação de um infectologista para poder prescrever um antibiótico. Padronizamos os resultados de alguns estudos de série temporal interrompida para que eles estivessem na mesma escala (percentual de mudança no desfecho), facilitando assim as comparações entre as diferentes intervenções. Para fazer isso, nós utilizamos a mudança de nível e mudança de inclinação da linha para estimar o tamanho do efeito com o passar do tempo após a intervenção (um mês, seis meses, um ano etc.), bem como o percentual de mudança de nível em cada ponto temporal. Nós não extrapolamos para além do final da coleta de dados após a intervenção. A meta-regressão foi realizada utilizando regressão linear ponderada, com os erros padrão dos coeficientes ajustados quando necessário.

Principais resultados

Para esta atualização, nós incluímos 89 estudos que reportaram 95 intervenções. Dos 89 estudos, 56 eram estudos de série temporal interrompida (dos quais 4 eram estudos ITS controlados), 25 eram RCTs (dos quais 5 eram RCTS em cluster), 5 eram estudos controlados antes e depois (CBA) e 3 eram CCTs (dos quais 1 era CCT em cluster).

A maioria (80/95, 84%) das intervenções visavam antibiótico prescrito (escolha do antibiótico, momento da primeira dose e via de administração). As demais 15 intervenções visavam modificar a exposição dos pacientes ao antibiótico por meio da análise da decisão de tratar o paciente ou da duração de tratamento. Informações confiáveis sobre o impacto nos dados de prescrição de antibióticos estavam disponíveis para 76 intervenções (44 persuasivas, 24 restritivas e 8 estruturais). Para as intervenções persuasivas, a variação média nas prescrições de antibióticos foi de 42,3% para os estudos de série temporal interrompida (ITS), 31,6% para os estudos ITS controlados, 17,7% para os estudos controlados antes e depois (CBA), 3,5% para os ensaios clínicos randomizados em cluster e 24,7% para os ensaios clínicos randomizados (RCTs). As intervenções restritivas tiveram média de tamanho de efeito de 34,7% para os ITS, 17,1% para os CBA e 40,5% para os RCT. As intervenções estruturais tiveram uma média de efeito de 13,3% para os RCT e 23,6% para os RCT em cluster. Dados sobre o impacto nos desfechos microbianos estavam disponíveis para 21 intervenções, mas apenas 6 delas também apresentavam dados confiáveis sobre o impactos na prescrição de antibióticos.

A metanálise de 52 estudos ITS foi usada para comparar as intervenções restritivas versus as intervenções puramente persuasivas. As intervenções restritivas tiveram impacto significativamente maior sobre os desfechos de prescrição em um mês (32%, intervalo de confiança de 95%, 95% CI, 2% a 61%, P = 0,03) e em desfechos microbianos em 6 meses (53%, 95% CI, 31% a 75%, P = 0,001) mas não houve diferenças significativas aos 12 ou 24 meses. As intervenções que pretendiam diminuir a prescrição excessiva foram associadas com a redução nas infecções e colonização por Clostridium difficile ou nas infecções por bactérias Gram-negativas resistentes a aminoglicosídeos ou cefalosporinas, Staphilococcus aureus resistente à meticilina e Enterococcus faecalis resistente à vancomicina. A metanálise dos desfechos clínicos demonstrou que quatro intervenções que tentaram aumentar a efetividade da prescrição para pneumonia foram associadas com uma redução significativa na mortalidade (risco relativo 0,89, 95% CI, 0,82 a 0,97), ao passo que nove intervenções que tentaram diminuir a prescrição excessiva não foram associadas com aumento significativo na mortalidade (razão de risco de 0,92, 95% CI,0,81 a 1,06).

Conclusão dos autores

Os resultados mostram que as intervenções para reduzir a prescrição excessiva de antibióticos a pacientes internados podem reduzir a resistência a antimicrobianos ou as infecções hospitalares, e as intervenções para aumentar a efetividade das prescrições podem melhorar o desfecho clínico. Esta atualização fornece mais evidência sobre as consequências clínicas não intencionais das intervenções e sobre os efeitos das intervenções na redução da exposição dos pacientes a antibióticos. A metanálise dá suporte ao uso de intervenções restritivas quando a necessidade é urgente, mas sugere que as intervenções persuasivas e restritivas são igualmente efetivas após seis meses.

 

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Melhorando a forma como os antibióticos são prescritos por médicos que trabalham em ambientes hospitalares.

Os antibióticos são usados para tratar infecções causadas por bactérias, como a pneumonia. Porém, com o tempo, várias bactérias têm se tornado resistentes aos antibióticos. A resistência aos antibióticos é um grave problema para os pacientes e para os sistemas de saúde; em hospitais, as infecções causadas por bactérias resistentes a antibióticos são associadas a altas taxas de mortalidade, a doenças e hospitalização prolongada. As bactérias frequentemente se tornam resistentes porque os antibióticos são usados de forma excessiva e incorretamente. Estudos têm demonstrado que, em aproximadamente metade das vezes, os médicos não estão prescrevendo antibióticos apropriadamente no âmbito hospitalar. Os médicos que trabalham em hospitais podem não ter clareza sobre os benefícios e riscos da prescrição de antibióticos, incluindo quando prescrever antibiótico, qual antibiótico prescrever, em que dose e durante quanto tempo.

Diferentes métodos para melhorar a prescrição de antibióticos nos hospitais têm sido estudados. Nesta revisão, 89 estudos de 19 países foram analisados para determinar quais métodos funcionam melhor. A principal comparação foi entre os métodos persuasivos e os restritivos. Os métodos persuasivos aconselhavam os médicos sobre como prescrever ou davam-lhes um retorno sobre como eles prescreviam. Os métodos restritivos colocavam limites em como os médicos prescreviam; por exemplo, os médicos tinham que obter a aprovação de um infectologista para poder prescrever um antibiótico. De maneira geral, os 89 estudos mostraram que os métodos melhoraram a prescrição. Além disso, 21 estudos mostraram que os métodos reduziram o número de infecções hospitalares. Os métodos restritivos tiveram um efeito maior do que os métodos persuasivos. Em suma, esta revisão encontrou uma grande quantidade de evidências de que existem métodos que podem melhorar a prescrição de antibióticos aos pacientes internados, mas precisamos de mais estudos para avaliar completamente os benefícios clínicos desses métodos.

Notas de tradução

Tradução do Centro Cochrane do Brasil (Aline de Gregori Adami)

 

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Postupci za pravilnije propisivanje antibiotika u bolnicama

Antibiotici su lijekovi kojima se liječe upale izazvane bakterijama. Međutim, nakon nekog vremena mnoge bakterije mogu postati otporne na antibiotike. Rezistencija na antibiotike je ozbiljan problem za pacijente i za cijeli zdravstveni sustav. Kad u bolnici dođe do upala izazvanih bakterijama otpornima na antibiotike, takve upale češće dovode do smrti, bolesti i duljeg boravka u bolnici. Bakterije često postaju otporne zbog toga što se antibiotici koriste prečesto i na pogrešan način. Istraživanja pokazuju da u gotovo polovici slučajeva liječnici u bolnicama ne propisuju antibiotike pravilno. Liječnici u bolnicama možda ne poznaju koristi i štete povezane s propisivanjem antibiotika, primjerice treba li propisati antibiotik, koji antibiotik propisati, u kojoj dozi i koliko dugo.

Dosad su istraživane brojne metode za poboljšavanje načina na koji se antibiotici propisuju u bolnicama. U ovom Cochrane sustavnom pregledu analizirano je 89 studija iz 19 zemalja da bi se utvrdilo koje metode su djelotvorne. Glavna usporedba učinjena je između poticajnih metoda i ograničenja. Poticajne metode uključuju savjetovanje liječnika o načinu propisivanja antibiotika ili povratnu informaciju o načinu na koji oni propisuju antibiotike. Ograničavajuće metode podrazumijevaju uvođenje ograničenja na propisivanje antibiotika, primjerice kad liječnici trebaju tražiti odobrenje od specijalista za zarazne bolesti kako bi mogli propisati antibiotik. U 89 studija pronađeni su dokazi da te metode poboljšavaju propisivanje antibiotika. Nadalje, u 21 studiji pokazano je da ove metode smanjuju broj upala u bolnici. Ograničavajuće metode imaju veći učinak nego poticajne metode. Zaključno, ovaj sustavni pregled pronašao je dokaze da metode za poboljšavanje propisivanja antibiotika bolničkim pacijentima mogu biti uspješne, no potrebno je više istraživanja da se u cijelosti procijene klinički učinci tih metoda.

Bilješke prijevoda

Hrvatski Cochrane
Prevela: Livia Puljak
Ovaj sažetak preveden je u okviru volonterskog projekta prevođenja Cochrane sažetaka. Uključite se u projekt i pomozite nam u prevođenju brojnih preostalih Cochrane sažetaka koji su još uvijek dostupni samo na engleskom jeziku. Kontakt: cochrane_croatia@mefst.hr