Multicenter Observational Study of the Development of Progressive Organ Dysfunction and Therapeutic Interventions in Normotensive Sepsis Patients in the Emergency Department

Authors


  • Dr. Sherwin is a consultant to Pfizer; Dr. Arnold receives funding from Cooper Research Institute for an interventional trial in sepsis; Dr. Shapiro is a consultant to Hutchinson Technologies; the rest of the authors have no disclosures or conflicts of interest to report.

Address for correspondence and reprints: Alan E. Jones, MD; e-mail: aejones@umc.edu.

Abstract

Objectives

Progressive organ dysfunction is the leading cause of sepsis-associated mortality; however, its incidence and management are incompletely understood. Sepsis patients with moderately impaired perfusion (serum lactate 2.0 to 3.9 mmol/L) who are not in hemodynamic shock (“preshock” sepsis patients) may be at increased risk for progressive organ dysfunction and increased mortality. The objectives of this study were to: 1) quantify the occurrence of progressive organ dysfunction among preshock sepsis patients, 2) examine if there were baseline differences in demographic and physiologic parameters between preshock sepsis patients who experienced progressive organ dysfunction and those who did not, and 3) examine if intravenous (IV) fluid administered in the emergency department (ED) differed between these two groups of patients.

Methods

This was a prospective, observational study in four urban EDs targeting the preshock sepsis population, defined as adults (18 years or older) with suspected infection, serum lactate between 2.0 and 3.9 mmol/L, and without hypotension (systolic blood pressure [sBP] < 90 mm Hg or mean arterial pressure [MAP] < 70 mm Hg) or requiring mechanical ventilation at ED presentation. The primary composite outcome was progressive organ dysfunction, defined as a rise in the Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) score of ≥1, vasopressor use, mechanical ventilation use within 72 hours after ED presentation, or in-hospital death. The secondary outcomes were any intensive care unit (ICU) admission, and total ICU and hospital lengths of stay (LOS).

Results

Among 94 preshock sepsis patients, the primary composite outcome occurred in 24 of 94 (26%). In patients with the primary outcome, 22 of 24 (92%) experienced a rise in SOFA score of ≥1, five of 24 (21%) received vasopressor agents, and seven of 24 (30%) required mechanical ventilation. There were no baseline demographic or physiologic parameter differences between patients who met the primary outcome versus those who did not, while patients with the primary outcome had a higher average SOFA score at admission (2.4 vs. 1.3, p = 0.011) and at all subsequent time points. Median IV fluid volume administered to all preshock sepsis patients during their ED stay was 1,225 mL (interquartile range [IQR] = 712 to 2,000 mL) and did not differ significantly between patients with (1,150 mL, IQR = 469 to 2,000 mL) or without (1,250 mL, IQR = 750 to 2,000 mL) the primary outcome (p = 0.73). Patients with progressive organ dysfunction or death were more likely to be admitted to an ICU (50% vs. 20%, p < 0.01) and have an increased median hospital LOS (6 days vs. 3 days, p = 0.005), compared to those without progressive organ dysfunction.

Conclusions

Over one-quarter of preshock sepsis patients developed progressive organ dysfunction with associated increased resource use. Demographic and physiologic parameters were unable to differentiate patients with progressive organ dysfunction, while the initial SOFA score was increased in patients meeting the outcome. Overall, these patients received relatively little IV fluid therapy during their ED stays. Further research to determine if more aggressive therapy can prevent progressive organ dysfunction in this population is warranted.

Resumen

Estudio Observacional Multicéntrico del Desarrollo de la Disfunción Orgánica Progresiva y las Intervenciones Terapéuticas en los Pacientes con Sepsis Normotensiva en el Servicio de Urgencias

Objetivos

La disfunción orgánica progresiva es la principal causa de mortalidad asociada a la sepsis; sin embargo, su incidencia y manejo son completamente desconocidos. Los pacientes con sepsis con deterioro de la perfusión moderada (lactato sérico de 2,0 a 3,9 mmol/L) que no están en shock hemodinámico (pacientes con sepsis “preshock”) pueden tener un riesgo aumentado de disfunción orgánica progresiva e incremento de la mortalidad. Los objetivos de este estudio fueron: 1) cuantificar la aparición de disfunción orgánica progresiva en los pacientes con sepsis preshock, 2) examinar si hubo diferencias basales en los parámetros demográficos y fisiológicos entre los pacientes con sepsis preshock que experimentaron disfunción orgánica progresiva frente a aquéllos que no, y 3) examinar si la administración de fluidos intravenosos (IV) en el servicio de urgencias (SU) difirió entre estos dos grupos de pacientes.

Metodología

Estudio observacional prospectivo en cuatro SU urbanos que seleccionaron la población con sepsis preshock, definida como adultos (18 años o más) con sospecha de infección, lactato sérico entre 2,0 y 3,9 mmol/L, y sin hipotensión (presión arterial sistólica < 90 mmHg o presión arterial media < 70 mmHg) y sin necesidad de ventilación mecánica a la llegada al SU. El resultado principal compuesto fue la disfunción orgánica progresiva, definida como un aumento en la escala Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) de ≥1, uso de vasopresor, uso de ventilación mecánica en las primeras 72 horas tras la llegada al SU o muerte intrahospitalaria. El resultado secundario fue cualquier ingreso en la unidad de cuidados intensivos (UCI) y los tiempos de estancia (TDE) en la UCI y total en el hospital.

Resultados

De los 94 pacientes con sepsis preshock, el resultado principal compuesto ocurrió en 24 de los 94 (26%). En pacientes con el resultado primario, 22 de 24 (92%) experimentaron un incremento en la puntuación del SOFA ≥ 1;5 de 24 (21%) recibieron agentes vasopresores, y 7 de 24 (30%) requirieron ventilación mecánica. No hubo diferencias demográficas o en los parámetros fisiológicos basales entre los pacientes que tuvieron el resultado principal frente a los que no, mientras que los pacientes con el resultado principal tuvieron una mayor media de puntuación de SOFA al ingreso (2,4 vs. 1,3; p = 0,011) y en todos los momentos posteriores. La mediana de volumen de fluido IV administrado a todos los pacientes con sepsis preshock durante su estancia en el SU fue 1.225 mL (RIC 712 a 2.000 mL) y no difirió significativamente entre los pacientes con o sin el resultado principal (grupo resultado 1.150 mL (RIC 469 a 2.000 mL) frente grupo sin resultado principal 1.250 mL (RIC 750 a 2.000 mL); p = 0,73). Los pacientes con disfunción orgánica progresiva o muerte tuvieron mayor probabilidad de ser ingresados en una UCI (50% vs 20%; p < 0,01) y tuvieron una mayor mediana de TDE hospitalaria (6 vs. 3 días, p = 0,005), comparados con aquéllos sin disfunción orgánica progresiva.

Conclusiones

Algo más de un cuarto de los pacientes con sepsis preshock desarrollaron disfunción orgánica progresiva y se asociaron a un incremento en el consumo de recursos. Los parámetros demográficos y fisiológicos no fueron capaces de diferenciar a los pacientes con disfunción orgánica progresiva, mientras que la puntación inicial del SOFA estaba aumentada en los pacientes que alcanzaron el resultado. En general, esta población recibió relativamente menos tratamiento con fluidos IV durante su estancia en SU. Futuras investigaciones determinaran si está justificada una terapia más agresiva que pueda prevenir la disfunción orgánica progresiva en esta población.

Ancillary