Quantitative versus qualitative cultures of respiratory secretions for clinical outcomes in patients with ventilator-associated pneumonia

  • Review
  • Intervention

Authors

  • Danilo Cortozi Berton,

    1. Federal University of Health Sciences of Porto Alegre (UFCSPA) and Feevale University, Department of Pulmonary Medicine - Pavilhão Pereira Filho - Santa Casa de Porto Alegre, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
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  • Andre C Kalil,

    1. Nebraska Medical Centre, Transplant ID Program, Omaha, NE, USA
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  • Paulo José Zimermann Teixeira

    Corresponding author
    1. Federal University of Health Sciences of Porto Alegre (UFCSPA) and Feevale University, Department of Pulmonary Medicine - Pavilhão Pereira Filho - Santa Casa de Porto Alegre, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
    • Paulo José Zimermann Teixeira, Department of Pulmonary Medicine - Pavilhão Pereira Filho - Santa Casa de Porto Alegre, Federal University of Health Sciences of Porto Alegre (UFCSPA) and Feevale University, Rua Prof Annes Dias, 295, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, CEP 90020-090, Brazil. paulozt@via-rs.net.

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Abstract

Background

Ventilator-associated pneumonia (VAP) is a common infectious disease in intensive care units (ICUs). The best diagnostic approach to resolve this condition remains uncertain.

Objectives

To evaluate whether quantitative cultures of respiratory secretions are effective in reducing mortality in immunocompetent patients with VAP, compared with qualitative cultures. We also considered changes in antibiotic use, length of ICU stay and mechanical ventilation.

Search methods

We searched The Cochrane Library, Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL) Issue 2, 2011, which contains the Acute Respiratory Infections Group's Specialised Register, MEDLINE (1966 to June Week 4, 2011), EMBASE (1974 to June 2011) and LILACS (1982 to June 2011).

Selection criteria

Randomised controlled trials (RCTs) comparing respiratory samples processed quantitatively or qualitatively, obtained by invasive or non-invasive methods from immunocompetent patients with VAP and which analysed the impact of these methods on antibiotic use and mortality rates.

Data collection and analysis

Two review authors independently reviewed and trials identified in the search results and assessed studies for suitability, methodology and quality. We analysed data using Review Manager software. We pooled the included studies to yield the risk ratio (RR) for mortality and antibiotic change with 95% confidence intervals (CI).

Main results

Of the 4459 references identified from the electronic databases, five RCTs (1367 patients) met the inclusion criteria. Three studies compared invasive methods using quantitative cultures versus non-invasive methods using qualitative cultures, and were used to answer the main objective of this review. The other two studies compared invasive versus non-invasive methods, both using quantitative cultures. We combined all five studies to compare invasive versus non-invasive interventions for diagnosing VAP. The studies that compared quantitative and qualitative cultures (1240 patients) showed no statistically significant differences in mortality rates (RR 0.91; 95% CI 0.75 to 1.11). The analysis of all five RCTs showed there was no evidence of reduction in mortality in the invasive group versus the non-invasive group (RR 0.93; 95% CI 0.78 to 1.11). There were no significant differences between the interventions with respect to the number of days on mechanical ventilation, length of ICU stay or antibiotic change.

Authors' conclusions

There is no evidence that the use of quantitative cultures of respiratory secretions results in reduced mortality, reduced time in ICU and on mechanical ventilation, or higher rates of antibiotic change when compared to qualitative cultures in patients with VAP. Similar results were observed when invasive strategies were compared with non-invasive strategies.

Résumé

Cultures quantitatives versus qualitatives de sécrétions respiratoires pour l'obtention de résultats cliniques chez les patients atteints de pneumonie sous ventilation assistée

Contexte

La pneumonie sous ventilation assistée (PVA) est une maladie infectieuse fréquente dans les unités de soins intensifs (USI). La meilleure approche diagnostique pour résoudre cette affection reste incertaine.

Objectifs

Évaluer si les cultures quantitatives de sécrétions respiratoires sont efficaces pour réduire la mortalité chez les patients immunocompétents atteints de PVA, comparativement aux cultures qualitatives. Nous avons également examiné les changements au niveau de l'utilisation des antibiotiques et des durées de séjour en USI et sous ventilation mécanique.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche dans The Cochrane Library, dans le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL) numéro 2, 2011, qui contient le registre spécialisé du groupe Cochrane sur les infections respiratoires aiguës, ainsi que dans MEDLINE (de 1966 jusqu'à la 4ème semaine du mois de juin 2011), EMBASE (de 1974 à juin 2011) et LILACS (de 1982 à juin 2011).

Critères de sélection

Des essais contrôlés randomisés (ECR) comparant des échantillons respiratoires traités quantitativement ou qualitativement, obtenus par des méthodes invasives ou non-invasives chez des patients immunocompétents atteints de PVA, et où les essais ont analysé l'impact de ces méthodes sur l'utilisation d'antibiotiques et sur les taux de mortalité.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs ont passé en revue de manière indépendante les essais identifiés dans les résultats de recherche et évalué la pertinence, la méthodologie et la qualité des études. Nous avons analysé les données au moyen du logiciel Review Manager. Nous avons regroupé les études incluses afin d'obtenir le risque relatif (RR) pour la mortalité et le changement d'antibiotiques avec des intervalles de confiance (IC) à 95 %.

Résultats Principaux

D'entre les 4 459 références identifiées dans les bases de données électroniques, cinq ECR (1 367 patients) répondaient aux critères d'inclusion. Trois études comparaient des méthodes invasives utilisant des cultures quantitatives versus des méthodes non-invasives utilisant des cultures qualitatives ; elles ont été utilisées pour répondre à l'objectif principal de cette revue. Les deux autres études comparaient des méthodes invasives et non-invasives utilisant toutes deux des cultures quantitatives. Nous avons combiné les cinq études afin de comparer les interventions invasives et non-invasives de diagnostic de la PVA. Les études ayant comparé les cultures quantitatives et qualitatives (1 240 patients) n'ont mis en évidence aucune différence statistiquement significative dans les taux de mortalité (RR 0,91 ; IC à 95 % 0,75 à 1,11). L'analyse de l'ensemble des cinq ECR a montré qu'il n'y avait pas de preuves d'une réduction de la mortalité dans le groupe invasif versus le groupe non-invasif (RR 0,93 ; IC à 95 % 0,78 à 1,11). Il n'y avait pas de différences significatives entre les interventions concernant le nombre de jours de ventilation mécanique, la durée du séjour en USI ou le changement d'antibiotiques.

Conclusions des auteurs

Il n'existe aucune preuve que l'utilisation de cultures quantitatives de sécrétions respiratoires ait pour résultat une moindre mortalité, une réduction du séjour en ISU ou sous ventilation mécanique, ou un taux plus élevé de changement d'antibiotiques par rapport aux cultures qualitatives chez les patients atteints de PVA. Des résultats similaires ont été observés lorsque des stratégies invasives étaient comparées à des stratégies non-invasives.

Plain language summary

Quantitative versus qualitative cultures of respiratory secretions for clinical outcomes in patients with ventilator-associated pneumonia

Ventilator-associated pneumonia (VAP) is a condition which occurs in patients mechanically-ventilated for more than 48 hours and can significantly increase the mortality of intensive care unit (ICU) patients. The best method for diagnosing VAP and identifying the causative organism (bacteria) is uncertain. Both invasive and non-invasive techniques are used to obtain samples of respiratory secretions and these can be analysed quantitatively (with a threshold count of the bacterial growth to differentiate between infection and colonisation of the lower airways) or qualitatively (presence or absence of pathogenic germs in the culture). The rationale for using quantitative cultures of respiratory secretions sampled from patients with VAP is to differentiate the infectious organisms (those with a higher concentration) from colonising organisms (those with lower concentration), thereby optimising antibiotic therapy.

Until now, there has been no clear evidence to determine whether quantitative cultures are associated with better clinical outcomes than qualitative ones. Three studies (1240 patients) were included comparing invasive methods using quantitative cultures, versus the non-invasive method using qualitative cultures. Two additional studies (127 patients) compared invasive versus non-invasive methods, both using quantitative cultures. All five studies (1367 patients) were combined to compare invasive versus non-invasive interventions for diagnosing VAP.

Evidence from trials included in this review indicates that there is no clinical advantage in the use of quantitative over qualitative cultures, nor in using invasive over non-invasive diagnostic approaches.

Résumé simplifié

Cultures quantitatives versus qualitatives de sécrétions respiratoires pour l'obtention de résultats cliniques chez les patients atteints de pneumonie sous ventilation assistée

Cultures quantitatives versus qualitatives de sécrétions respiratoires pour l'obtention de résultats cliniques chez les patients atteints de pneumonie sous ventilation assistée

La pneumonie sous ventilation assistée (PVA) est une infection contractée par des patients ventilés mécaniquement depuis plus de 48 heures ; elle peut accroitre significativement la mortalité des patients en unité de soins intensifs (USI). La meilleure méthode pour diagnostiquer la PVA et identifier l'organisme pathogène (bactérie) reste à déterminer. Des échantillons de sécrétions respiratoires, obtenus tant par des techniques invasives que non-invasives, peuvent être analysés quantitativement (une valeur seuil de croissance bactérienne permettant de distinguer entre infection et colonisation des voies respiratoires inférieures) ou qualitativement (présence ou absence de germes pathogènes dans la culture). On utilise des cultures quantitatives de sécrétions respiratoires prélevées sur des patients atteints de PVA afin de distinguer les micro-organismes infectieux (ceux ayant une concentration plus élevée) des organismes colonisateurs (ceux à faible concentration) et optimiser ainsi l'antibiothérapie.

Jusqu'à présent, on n'a pas disposé de preuves suffisamment probantes pour déterminer si les cultures quantitatives sont associées à de meilleurs résultats cliniques que les cultures qualitatives. Trois études (1 240 patients) ont été incluses qui comparaient des méthodes invasives utilisant des cultures quantitatives avec la méthode non-invasive utilisant des cultures qualitatives. Deux études supplémentaires (127 patients) comparaient des méthodes invasives et non-invasives utilisant toutes deux des cultures quantitatives. Les cinq études (1 367 patients) ont été combinées afin de comparer les interventions invasives et non-invasives de diagnostic de la PVA.

Les résultats des essais inclus dans cette revue indiquent qu'il n'y a aucun avantage clinique à utiliser des cultures quantitatives plutôt que qualitatives, ni à utiliser des approches diagnostiques invasives plutôt que non-invasives.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 10th April, 2012
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français