A study on the impact of the implementation of an antibiotic stewardship program for adult patients in a Greek academic hospital

Abstract

Introduction: Antimicrobial resistance (AMR) is one of the most important public health problems worldwide. The misuse and overuse of antimicrobials, mainly antibiotics, is one of the main drivers of the AMR. Greece is among the countries characterized by high rate of multidrug-resistant organisms (MDROs) in the community and the hospital sector, and by increased use of broad-spectrum antibiotics, including carbapenems. The aim of this dissertation was to evaluate the impact of a carbapenem-focused antimicrobial stewardship program (ASP) for adult patients in a Greek academic hospital on the quality of antimicrobial prescribing, the overall consumption of last-line antibiotics with activity against Gram-negative bacteria, patient outcomes, and on the behavior of the treating physicians regarding the management of infections caused by MDROs.Methods: This dissertation included three different studies conducted in the University Hospital of Heraklion, in Greece. A carbapenem-focused ASP was implemented between 1st of January 2020 and 31st of December 2020 in all adult wards of the hospital. A repeated point prevalence survey (PPS) was performed among all adult inpatients before and after implementing the ASP to assess its impact on the quality of antimicrobial prescribing. Furthermore, a quasi-experimental, before–after cohort study was undertaken, comparing the 12-month pre-intervention period with the 12-month intervention period regarding the consumption of broad-spectrum antibiotics with activity against Gram-negative bacteria and patient outcomes. Finally, a cross-sectional study was conducted among all resident and specialist doctors of our hospital’s adult wards to evaluate the impact of this carbapenem-focused ASP on their perceptions, attitudes, and practices towards the management of infections caused by difficult-to-treat bacteria.Results: The repeated PPS showed a statistically significant improvement in several quality indicators (QIs) related to antimicrobial prescribing after the implementation of the ASP. Specifically, the rate of documentation in patient files of the reason and of the stop/review date of antimicrobial administration was significantly higher (p < 0.001) in the second PPS, while full compliance to national or international treatment guidelines was also significantly increased from 61.8% to 73.6% (p = 0.003). The quasi-experimental cohort study demonstrated a statistically significant decrease of −4.9 Define Daily Doses (DDD)/100 patient-days (PD) (95% CI −7.3 to −2.6; P = 0.007) in carbapenem use and a statistically significant increase only in the use of piperacillin/tazobactam [+2.1 DDD/100 PD (95% CI 1.0–3.3; P = 0.010)], while the consumption of ceftolozane/tazobactam, ceftazidime/avibactam, tigecycline, and colistin had no statistically significant shifts. Thirty-day mortality following initiation of carbapenem treatment and all-cause in-hospital mortality remained unaltered after ASP implementation. In contrast, the length of hospital stay increased (median 17.0 versus 19.0 days; P < 0.001), while the risk of infection related readmission within 30 days of hospital discharge decreased (24.6% versus 16.8%; P = 0.007). Importantly, in the post-implementation period, acceptance of the ASP intervention by the treating physicians was associated with lower daily hazard of in hospital death [cause-specific HR (csHR) 0.49; 95% CI 0.30–0.80], lower odds of 30-day mortality (OR 0.36; 95% CI 0.18–0.70) and higher rate of treatment success (csHR 2.45; 95% CI 1.59–3.77). Regarding the impact of the stewardship intervention on the behavior of our hospital’s doctors when managing infections caused by MDROs, ASP implementation prompted most of them to monitor the continuously evolving microbiological data of their patients more closely. It also shifted them towards a multidisciplinary and personalized care of patients with infections caused by MDROs and towards a more rigorous implementation of infection prevention and control (IPC) measures. The vast majority of our colleagues (98.5%) wanted the ASP to be continued and further developed, even though at that time they were under the pressure of the COVID-19 pandemic.Conclusions: This dissertation demonstrated the favorable effect of a carbapenem-focused ASP on the use of last-line antimicrobials with activity against Gram-negative MDROs on the overall quality of antimicrobial prescribing, even during the COVID-19 pandemic. Notably, the intervention described here was correlated with improved patient outcomes. Finally, the implementation of the ASP in our hospital had a positive impact on doctors’ perceptions, attitudes, and practices towards the management of patients with difficult-to-treat infections.

Εισαγωγή: Η μικροβιακή αντοχή αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα Δημόσιας Υγείας παγκοσμίως. Η λανθασμένη και η υπερβολική χρήση των αντιμικροβιακών, κυρίως των αντιβιοτικών, είναι ένας από τους κύριους αιτιολογικούς παράγοντες της μικροβιακής αντοχής. Η Ελλάδα βρίσκεται μεταξύ των χωρών οι οποίες χαρακτηρίζονται από υψηλή συχνότητα πολυανθεκτικών μικροοργανισμών στην κοινότητα και στον νοσοκομειακό τομέα και από αυξημένη χρήση ευρέος φάσματος αντιβιοτικών, συμπεριλαμβανομένων των καρβαπενεμών. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να αξιολογήσει τον αντίκτυπο ενός εστιασμένου στις καρβαπενέμες προγράμματος διαχείρισης της ορθολογικής χρήσης αντιβιοτικών σε ενήλικες ασθενείς ενός ελληνικού πανεπιστημιακού νοσοκομείου στην ποιότητα της συνταγογράφησης των αντιμικροβιακών, στη συνολική κατανάλωση προωθημένων αντιβιοτικών με δραστικότητα έναντι των Gram-αρνητικών βακτηρίων, στις εκβάσεις των ασθενών, και στη συμπεριφορά των θεραπόντων ιατρών σε σχέση με τη διαχείριση λοιμώξεων προκαλούμενων από πολυανθεκτικούς μικροοργανισμούς. Μέθοδοι: Η παρούσα διατριβή συμπεριέλαβε τρεις διαφορετικές μελέτες εκτελεσμένες στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Ηρακλείου, στην Ελλάδα. Ένα εστιασμένο στις καρβαπενέμες πρόγραμμα διαχείρισης της ορθολογικής χρήσης των αντιβιοτικών εφαρμόστηκε μεταξύ 1ης Ιανουαρίου 2020 και 31η Δεκεμβρίου 2020 σε όλες τις κλινικές ενηλίκων του νοσοκομείου. Προκειμένου να προσεγγιστεί ο αντίκτυπός του στην ποιότητα της συνταγογράφησης αντιμικροβιακών, μια επαναλαμβανόμενη μελέτη σημειακού επιπολασμού έλαβε χώρα μεταξύ όλων των ενηλίκων ασθενών πριν και μετά την εφαρμογή του προαναφερθέντος προγράμματος. Επιπρόσθετα, μια οιονεί-πειραματική, προ και μετά μελέτη κοόρτης έλαβε χώρα, συγκρίνοντας τη δωδεκάμηνη περίοδο προ της παρέμβασης με τη δωδεκάμηνη περίοδο μετά την παρέμβαση αναφορικά με την κατανάλωση ευρέος φάσματος αντιβιοτικών με δραστικότητα έναντι των Gram-αρνητικών βακτηρίων και αναφορικά με τις εκβάσεις των ασθενών. Τέλος, τελέστηκε μια συγχρονική μελέτη μεταξύ όλων των ειδικευόμενων και ειδικών ιατρών των κλινικών ενηλικών του νοσοκομείου μας προκειμένου να εκτιμηθεί η επίδραση του προγράμματος στις αντιλήψεις, στάσεις και πρακτικές τους σχετικά με τη διαχείριση των λοιμώξεων οι οποίες προκαλούνται από δύσκολα να θεραπευθούν βακτήρια.Αποτελέσματα: Η επαναλαμβανόμενη μελέτη σημειακού επιπολασμού έδειξε στατιστικά σημαντική βελτίωση σε αρκετούς ποιοτικούς δείκτες που σχετίζονται με τη συνταγογράφηση των αντιμικροβιακών. Συγκεκριμένα, η συχνότητα της γραπτής αποτύπωσης στους φακέλους των ασθενών της αιτιολόγησης και της ημερομηνίας διακοπής/επανεκτίμησης της χορήγησης αντιμικροβιακών ήταν σημαντικά υψηλότερη (p < 0,001) στη δεύτερη μελέτη σημειακού επιπολασμού, ενώ η πλήρης συμμόρφωση με τις εθνικές ή διεθνείς οδηγίες θεραπείας επίσης αυξήθηκε σημαντικά, από 61,8% σε 73,6% (p = 0,003). Η οιονεί-πειραματική μελέτη κοόρτης ανέδειξε στατιστικά σημαντική ελάττωση -4,9 καθορισμένων ημερήσιων δόσεων (Define Daily Doses, DDD)/100 ασθενοημέρες (Patient-Days, PD) (95% CI −7,3 to −2,6; p = 0,007) στη χρήση των καρβαπενεμών και στατιστικά σημαντική αύξηση μόνο στη χρήση της πιπερακιλλίνης/ταζομπακτάμης [+2,1 DDD/100 PD (95% CI 1,0–3,3; p = 0,010)], ενώ οι καταναλώσεις της κεφτολοζάνης/ταζομπακτάμης, της κεφταζιδίμης/αβιμπακτάμης, της τιγεκυκλίνης, και της κολιστίνης δεν εμφάνισαν στατιστικά σημαντικές μεταβολές. Η θνητότητα 30 ημερών μετά την έναρξη χορήγησης καρβαπενέμης και η ενδονοσοκομειακή θνητότητα ανεξαρτήτως αιτιολογίας παρέμειναν αμετάβλητες μετά την εφαρμογή του προγράμματος. Αντιθέτως, η διάρκεια νοσηλείας αυξήθηκε (διάμεσος 17.0 έναντι 19.0 ημέρες; p < 0,001) ενώ ο κίνδυνος επανεισαγωγής εντός 30 ημερών από το εξιτήριο λόγω λοίμωξης ελαττώθηκε (24,6% έναντι 16,8%; p = 0,007). Αξιοσημείωτα, κατά την περίοδο εφαρμογής του προγράμματος, η αποδοχή της παρέμβασης του προγράμματος από τους θεράποντες ιατρούς σχετίστηκε με χαμηλότερο ημερήσιο κίνδυνο για ενδονοσοκομειακή θνητότητα [cause-specific HR (csHR) 0,49; 95% CI 0,30–0,80], χαμηλότερες πιθανότητες για θάνατο εντός 30 ημερών μετά την έναρξη χορήγησης καρβαπενέμης (OR 0,36; 95% CI 0,18–0,70) και υψηλότερη συχνότητα επιτυχούς έκβασης (csHR 2,45; 95% CI 1,59–3,77). Αναφορικά με την επίδραση του προγράμματος στη συμπεριφορά των ιατρών του νοσοκομείου μας σε σχέση με τη διαχείριση λοιμώξεων από πολυανθεκτικούς μικροοργανισμούς, η παρέμβαση της εστιασμένης στις καρβαπενέμες επιμελητείας των αντιβιοτικών συνετέλεσε στη στενότερη παρακολούθηση από τους θεράποντες ιατρούς των διαρκώς προκυπτόντων μικροβιολογικών δεδομένων των ασθενών. Επίσης, τους ώθησε προς την κατεύθυνση της διεπιστημονικής και εξατομικευμένης φροντίδας των ασθενών οι οποίοι εμφάνιζαν λοιμώξεις από πολυανθεκτικούς μικροοργανισμούς, καθώς επίσης και προς την κατεύθυνση της αυστηρότερης εφαρμογής μέτρων πρόληψης και ελέγχου λοιμώξεων εντός του νοσηλευτικού ιδρύματος. Η συντριπτική πλειοψηφία των συναδέλφων μας (98,5%) επιθυμούσε το πρόγραμμα να συνεχιστεί και να εξελιχθεί περαιτέρω, παρόλο που εκείνη την περίοδο οι συνάδελφοι αυτοί ευρισκόντουσαν υπό την πίεση της πανδημίας COVID-19.Συμπεράσματα: Η παρούσα διατριβή ανέδειξε την ευνοϊκή επίδραση ενός εστιασμένου στις καρβαπενέμες προγράμματος διαχείρισης της ορθολογικής χρήσης αντιβιοτικών στη χρήση των προωθημένων αντιβιοτικών με δραστικότητα έναντι των Gram-αρνητικών βακτηρίων, και στην ποιότητα της συνταγογράφησης αντιμικροβιακών γενικότερα, ακόμα και κατά τη διάρκεια της πανδημίας της COVID-19. Αξιοσημείωτα, η παρέμβαση η οποία περιγράφηκε εδώ σχετίστηκε με βελτιωμένες εκβάσεις των ασθενών. Τέλος, η εφαρμογή του προγράμματος στο νοσοκομείο μας είχε θετικό αντίκτυπο στις αντιλήψεις, στάσεις και πρακτικές των ιατρών σε σχέση με τη διαχείριση ασθενών με δύσκολες στη θεραπεία λοιμώξεις.