Pathologie infectieuse Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risque D. Lepelletier(1), S. Perron(1), J.L. Michaud(2) (1) Unité d’Hygiène Hospitalière, Laboratoire de Bactériologie, (2) Service de Chirurgie Thoracique et Cardiovasculaire, Hôpital R&G Laënnec, CHU Nantes, 44093 Nantes cedex 1. Correspondance : D. LEPELLETIER, voir adresse ci-dessus. e-mail : [email protected] Résumé/Abstract ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risque D. Lepelletier, S. Perron, J.L. Michaud 18 Les médiastinites postopératoires représentent la complication infectieuse majeure de la chirurgie cardiaque. Elles correspondent à une infection du médiastin antérieur, du sternum et parfois du péricarde, secondaire à la contamination péri-opératoire de la plaie chirurgicale. Leur pronostic dépend de la précocité du diagnostic et du traitement, de la méthode thérapeutique et de l’efficacité de l’antibiothérapie. Essentiellement staphylococciques, elles nécessitent une reprise chirurgicale précoce et une antibiothérapie rapidement bactéricide au niveau du sang, des tissus mous et du sternum. Leurs conséquences sont sévères en terme de mortalité, morbidité et allongement de la durée de séjour hospitalier. Les facteurs de risque de médiastinites sont liés aux patients (obésité, diabète, insuffisance respiratoire), à la chirurgie (type de chirurgie, durée d’intervention, reprises chirurgicales précoces) et à l’hospitalisation (durée de séjour pré-opératoire, préparation de l’opéré). Mots-clés : Infection du site opératoire, médiastinite, facteurs de risque, pontage aorto-coronarien. Postcardiac surgery mediastinitis: incidence, microbiology and risk factors D. Lepelletier, S. Perron, J.L. Michaud Mediastinitis after cardiac surgery are feared complications. They follow a preoperative contamination of mediastinal tissues. The prognosis depends on the diagnosis rapidity and early antibiotic therapy. Antimicrobial therapy must be focused on Staphylococcus which is the most commonly isolated pathogen. Mediastinitis represents a major public health problem with significant morbidity and mortality, and is also associated with prolonged hospitalization and important cost of care. Risk factors associated with mediastinitis include factors linked to the patient (obesity, diabetes, respiratory trouble), to the surgery (type and duration of cardiac operative procedures, re-operation for cardiac tamponade or pericardial effusion or re-operation for bleeding) and to the hospital stay (preoperative length of stay and preparation of the patient). Key words: Infection of operation site, mediastinitis, risk factors, Aorto-coronary bypass. Antibiotiques 2005; 7: 18-22 Introduction De nos jours, la chirurgie cardiaque est pratiquée à une large échelle. La sternotomie médiane, incision la plus communément pratiquée, a été utilisée pour la première fois à la fin du 19e siècle et a été généralisée à partir de 1957 [1, 2]. Malgré l’utilisation de techniques opératoires modernes, l’élaboration de recommandations concernant la prescription d’une antibioprophylaxie et la réalisation d’une préparation cutanée soigneuse du patient, les médiastinites postopératoires demeurent des infections sévères représentant la complication infectieuse majeure de la chirurgie cardiaque. Elles correspondent à une infection du médiastin antérieur, du sternum et parfois du péricarde, secondaire à la contamination péri-opératoire de la plaie chirurgicale. Leur pronostic dépend de la précocité du diagnostic et du traitement, de la méthode thérapeutique et de l’efficacité de l’antibiothérapie. Essentiellement staphylococciques, elles nécessitent une reprise chirurgicale précoce et une antibiothérapie rapidement bactéricide au niveau du sang, des tissus mous et du sternum [3-8]. Leurs conséquences sont sévères en termes de mortalité, morbidité et allongement de la durée de séjour hospitalier [9-13]. © Masson, Paris, 2005 Définition et classification des ISO Les infections du site opératoire (ISO) du sternum incluent les infections superficielles et les infections profondes, telles que les ostéites sternales, les médiastinites et les endocardites. Ces différentes catégories sont souvent regroupées dans la recherche des facteurs ANTIBIOTIQUES, 2005 ; 7 : 18-22 © MASSON, PARIS, 2005 Pathologie infectieuse de risque (FdR). Même si un grand nombre d’études a mis en évidence depuis longtemps des FdR similaires susceptibles de développer une médiastinite, certaines études sont contradictoires sur l’identification de tels FdR, pouvant s’expliquer par une difficulté à définir clairement les médiastinites post-opératoires ; les complications d’une plaie sternale varient d’une déhiscence sternale à une médiastinite suppurative. En fait, sternite ou ostéite sternale, médiastinite, complication de plaie opératoire et infection de plaie opératoire ont été utilisés comme synonymes pour définir une infection profonde d’une plaie sternale. Les définitions recommandées en France par le Comité Technique national des Infections Nosocomiales (CTIN) et le réseau d’Alerte, d’Investigation et de Surveillance des Infections Nosocomiales (RAISIN) sont largement inspirées de celles des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) [14, 15]. Ces divergences de définitions sont importantes à souligner pour expliquer également les variations dans les taux d’incidence. La tendance dans la littérature anglosaxonne est de parler « d’infection sternale profonde » englobant les médiastinites vraies et les ostéites sternales. Certaines définitions sont mêmes propres à leurs auteurs comme celles de El Oakley ou celles de Gardlund [5, 16]. Incidence des ISO en chirurgie cardiaque Les médiastinites sont des complications de chirurgie cardiaque très redoutables, rencontrées chez 0,14 % à 2,90 % des patients ayant eu une sternotomie (tableau 1). L’incidence globale réelle de l’infection en chirurgie cardiaque est difficile à évaluer car les chiffres publiés sont souvent ceux de séries de patients sélectionnés ou de séries rapportant une complication infectieuse spécifique. La fréquence des médiastinites dans les années 19701980 pouvait varier de 0,2 à 2 % et le taux de mortalité de 17 à 47 %. Selon plusieurs auteurs, la fréquence des médiastinites pour les patients opérés après 1990 ne semblait pas avoir diminué, oscillant entre 0,5 % et 4,4 % ; cependant, le taux de mortalité semblait moins élevé, de 5 à 12 %, alors que l’état clinique préopératoire des patients paraissait plus altéré [17, 18]. Ces résultats traduisent probablement une amélioration de la gestion du risque infectieux chez les patients. Tableau 1 Taux d’incidence de médiastinites pour 100 interventions en chirurgie cardiaque dans 13 séries. Levels of Incidence of mediastinitis for 100 cardiac surgery in 13 series. Auteur Pays Année Nombre Taux de de sujets d’incidence publication inclus Référence Lepelletier France 2003 1268 1,40 % * Jonkers Pays-Bas 2004 1185 1,30 % [20] Lu UK 2003 4228 0,70 % [21] Gardlung Suède 2002 9557 1,32 % [16] Baskett Canada 1999 9771 0,25 % [22] El Oakley UK 1997 4043 0,40 % [23] Parisian mediastinitis Study group France 1996 1830 2,30 % [24] Brown USA 1996 1717 0,23 % [25] Zacharias USA 1996 2317 0,91 % [26] Blanchard Suisse 1995 4137 0,14 % [27] Sisto Finlande 1994 551 2,90 % [28] Loop USA 1990 6504 1,10 % [10] * Sous presse, in Infection Control and Hospital Epidemiology. De plus, l’incidence des médiastinites varie selon la définition utilisée ; il n’est pas toujours facile de savoir quelle est la cause de la complication (mécanique, instabilité, ou infection) ; dans la majorité des cas, les patients présentent une instabilité sternale et une infection. Selon Stahle et al., utiliser le terme « reprise chirurgicale avec réouverture sternale » pour définir une complication de plaie sternale permet une mesure fiable de la survenue des médiastinites [19]. Incidence selon l’index de risque du Nosocomial National Infection Surveillance (NNIS) System Bien que beaucoup de facteurs de risque (liés à l’hôte, à la procédure chirurgicale, ou à l’hospitalisation) d’ISO aient été identifiés depuis longtemps, ces variables étaient peu utilisées pour élaborer des stratégies de prévention et pour identifier les patients à risque infectieux élevé. Les Centers for Disease Control and Prevention ont créé le score de risque infectieux NNIS (National Nosocomial Infection Surveillance system) afin de calculer des taux d’ISO pour des patients de niveau de risque équivalent [29, 30]. Cet index utilise trois variables : le score de risque anesthésique ASA (1 à 5), la durée de chirurgie (seuil du 75e percentile) et la classe de contamination (1 à 4). Il attribue un point à chacun des trois critères, par exemple lorsque 1) les patients présentent un score ASA supérieur ou égal à 3 ; 2) les patients bénéficient d’une chirurgie de classe de contamination 3 ou 4 ; et 3) les patients dont la durée d’intervention dépasse le 75 e percentile du temps opératoire pour la chirurgie concernée. Le score de risque infectieux NNIS varie donc de 0 à 3 points. Plus le score de risque NNIS est élevé, plus le risque infectieux augmente. Les patients ayant un score NNIS ≥ 2 ont 1,8 fois plus de risque de développer une ISO que les patients ayant un score NNIS < 2 (p < 0,01) [30, 31]. Néanmoins, bien que l’index NNIS soit simple d’utilisation et semble approprié à de nombreuses chirurgies, l’utilisation de cet index pour la chirurgie cardiaque ne permet pas de bien stratifier les taux d’ISO, car seule la durée d’intervention semble classer les 19 Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risque patients [32]. Kohli et al. ont mis au point un nouvel index permettant aux cliniciens de rapidement classer leurs patients dans un des groupes de risque associés à une augmentation du risque d’ISO, utilisant comme critères la reprise chirurgicale pour complication, le diabète, un séjour supérieur à 3 jours en unité de soins intensifs et l’utilisation d’artère mammaire interne pour la revascularisation [33]. Microorganismes responsables d’ISO 20 Les données de la littérature ne permettent pas de donner un tableau exhaustif de la répartition des microorganismes responsables de médiastinites car certains auteurs associent les infections superficielles et profondes et d’autres ne citent que les pathogènes les plus fréquents (tableau 2). Néanmoins, les bactéries à Gram positif sont les germes les plus fréquemment responsables de médiastinite, notamment Staphylococcus aureus ou Staphylococcus epidermidis (en parti- D. Lepelletier et al. culier dans les chirurgies avec mise en place de matériel). La proportion de souches résistantes à la méticilline au sein de l’espèce S. aureus est faible alors qu’elle est très élevée parmi les souches de staphylocoques à coagulase négative. D’autres bactéries à Gram positif comme Enterococcus faecalis sont également parfois citées. Parmi les bactéries à Gram négatif, les entérobactéries et plus rarement Pseudomonas aeruginosa sont les pathogènes le plus souvent cités et peuvent représenter jusqu’à 25 % de l’ensemble des microorganismes Facteurs de risque liés aux patients Facteurs de risque de médiastinites Les FdR indépendants de médiastinite ont largement été identifiés durant les 20 dernières années. Les patients peuvent être contaminés avant, pendant ou après l’intervention et toute ré-intervention expose au risque de développer une infection du site opératoire. Les facteurs de risque sont liés au patient (obésité, diabète, insuffisance respiratoire), à Tableau 2 Micro-organismes responsables d’infection du site opératoire après chirurgie cardiaque. Microrganisms responsible for infection of operation site after cardiac surgery. Micro-organismes Proportion des principaux micro-organismes (%) * Gardlund Jonkers [16] [20] Pedro [34] Mossad [35] Tegnell [36] Lepelletier [**] Bactérie à gram positif S. aureus 24 % 26 % – 32 % 12 % 40 % SCN5 43 % 11 % 25 % 23 % 64 % 30 % – 10 % 5% – 10 % – – – Enterococcus faecalis Autres Bacilles à Gram négatif 25 % 6% Entérobactéries 6% 22 % – 19 % Pseudomonas aeruginosa 5% 10 % – – Champignons 1% – 5% – – Cultures négatives 6% – – 6% 11 % Infections polymicrobiennes – 32 % – 12 % 4% – la chirurgie (type de chirurgie, durée de l’intervention, reprises chirurgicales précoces) et à l’hospitalisation (durée de séjour pré-opératoire, préparation de l’opéré). La plupart des études s’intéressant à la recherche des FdR d’ISO après chirurgie cardiaque se limitent aux ISO profondes. Zacharias et al. ont démontré que les facteurs de risque d’infection superficielle ou profonde après chirurgie cardiaque ne diffèrent pas, bien que leur impact sur la morbidité et la mortalité puisse être considéré comme différent [26]. * Le total des proportions peut ne pas représenter 100 % car certains auteurs ne précisent que les principaux micro-organismes responsables d’infections du site opératoire. ** Sous presse, in Infection Control and Hospital Epidemiology. 5 Staphylocoques à coagulase négative. Parmi les FdR liés aux patients, plusieurs études ont démontré que l’obésité était un facteur de risque indépendant des médiastinites avec des mesures d’association Odds ratio (OR) ou Risque relatif (RR) variant en analyse multivariée de 2 à 4, notamment chez les patients bénéficiant de pontage aorto-coronarien [37-40]. Mouton et al., dans une étude portant sur 2 299 patients bénéficiant de chirurgie cardiaque, ont mis en évidence par régression logistique que les obèses avaient 2,3 fois plus de risque de développer une ISO superficielle que les patients non obèses, mais n’avaient pas de risque surajouté de médiastinites [41]. Par ailleurs les patients obèses sévères (BM > 35 kg/m2) ont des risques de co-morbidité augmentés du fait de durées d’hospitalisation plus longues que les patients non obèses, et ont une survie à 5 ans réduite en analyse de Kaplan Meier et analyse multivariée utilisant un modèle de Cox. Les doses d’antibiotiques administrées en périopératoire non adaptées au volume de distribution des patients obèses et les difficultés de réalisation d’un champ opératoire pourraient expliquer ce risque [42, 43]. Le diabète et particulièrement l’hyperglycémie péri-opératoire majorent également le risque infectieux après chirurgie cardiaque. Plus précisément, des glycémies élevées (> 200 mg/dl) aux 1ee et 2e jours post-opératoires seraient associées à une augmentation des infections sternales chez les diabétiques et le contrôle de la glycémie en per-opératoire pourrait diminuer la morbidité [44]. ANTIBIOTIQUES, 2005 ; 7 : 18-22 © MASSON, PARIS, 2005 Facteurs liés au type de chirurgie Des techniques opératoires peuvent également être associées au risque de médiastinite. En particulier, l’utilisation de l’artère mammaire interne (AMI) chez les patients bénéficiant de pontage aortocoronarien, est controversée. Cette technique opératoire est considérée comme la meilleure par rapport à l’utilisation de veine saphène, car elle permet une meilleure perméabilité à long terme. De plus, de nombreuses études ont montré que les patients ont une diminution du taux de reprises pour revascularisation par rapport aux patients bénéficiant de pontage par veine saphène. Cependant, l’utilisation de l’AMI dévascularise la région sternale et augmente le risque d’infection, en particulier chez les obèses et diabétiques [45-50]. Et si l’utilisation des deux AMI semble augmenter le risque infectieux, elle présente un réel bénéfice en terme de mortalité [51]. Reprises chirurgicales précoces Parmi les autres facteurs de risque liés à la chirurgie, la reprise chirurgicale précoce, le plus souvent pour hémorragie post-opératoire, est souvent citée comme FdR d’infection sternale, en particulier lorsque la chirurgie initiale était longue et compliquée [52-54]. La formation d’un hématome médiastinal suite à un saignement excessif constitue un milieu idéal pour la croissance des bactéries pouvant ainsi conduire à une médiastinite [53]. La formation d’un hématome médiastinal, pouvant survenir après une hémostase de mauvaise qualité lors de la fermeture sternale, favorise le développement de collections de sérosités et de matériel nécrosé dans lesquelles les bactéries peuvent proliférer [55]. Les auteurs suggèrent une attention particulière durant la fermeture sternale, méticuleuse, afin de diminuer le risque de saignement [55]. La réouverture sternale entraîne une exposition plus longue du champ opératoire et traumatise davantage les tissus [43, 52, 54]. Newman et al. ont montré que parmi les FdR postopératoires, une reprise pour saignement était associée à un risque élevé de médiastinite suppura- Pathologie infectieuse tive ; ainsi, les patients repris au bloc dans les 7 jours suivant leur chirurgie initiale avaient 3,5 fois plus de risque de développer une médiastinite, que les patients n’ayant pas subi une nouvelle intervention [54]. De même, Yellin et al. [55] lors d’une étude portant sur 10 863 patients bénéficiant de chirurgie cardiaque, ont observé un saignement majeur chez 5,4 % des patients ; les taux d’incidence des ISO profondes et des saignements (pendant ou après la chirurgie, et nécessitant une reprise) étaient plus élevés chez les patients ayant bénéficié de pontage. La mortalité associée à cette complication était élevée puisque les auteurs rapportaient une mortalité immédiate de 27 % et une mortalité totale de 53 %, chez les patients ayant à la fois une ISO et un saignement majeur [16, 55]. Selon Gardlund et al., ces reprises sont plus fréquentes lorsque la chirurgie initiale était longue et compliquée [16]. Une hémorragie importante en post-opératoire ainsi qu’une réouverture sternale pour saignement ont permis aussi d’établir une corrélation entre le volume sanguin transfusé et l’incidence des ISO [5, 16, 53]. Durée de séjour pré-opératoire élevée D’après Nagachinta et al. une durée de séjour pré-opératoire supérieure à 5 jours serait un FdR indépendant d’ISO après chirurgie cardiaque. Ceci peut s’expliquer par l’exposition des patients aux germes hospitaliers, plus résistants aux antibiotiques, moins sensibles à ceux utilisés en prophylaxie, pendant cette période pré-opératoire [37]. Conclusion En conclusion, les médiastinites sont des complications pouvant survenir jusque chez 2 % des patients bénéficiant de chirurgie cardiaque. Certains facteurs de risque connus comme l’obésité et le diabète, l’utilisation de l’artère mammaire interne pour les pontages aorto-coronariens, et les reprises chirurgicales précoces pour saignement majorent ce risque infectieux post-opératoire. Compte tenu de leurs conséquences en terme de morbi-mortalité et de coûts, la mise en place d’une surveillance prospective de ces infections associée à une politique de gestion du risque infectieux chez l’opéré doit être une priorité. Des recommandations ont été publiées par les Centers for Disease Control and Prevention, et par le Comité Technique national des Infections Nosocomiales en France. La gestion pré-opératoire du risque infectieux a notamment été réévaluée en mars 2004 lors de la Conférence de Consensus organisée par la Société Française d’Hygiène Hospitalière. Ces mesures préventives ont pour but de réduire l’importance de la contamination du site chirurgical par des micro-organismes, associant principalement l’antibioprophylaxie et la préparation cutanée de l’opéré, mesures pour lesquelles une adéquation aux référentiels est possible. 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