Ventilator-associated Pneumonia or Endotracheal Tube-associated Pneumonia?

1. Ventilator-associated Pneumonia or Endotracheal Tube-associated Pneumonia? An Approach to the Pathogenesis and Preventive Strategies Emphasizing the Importance of Endotracheal Tube Anesthesiology2009; 110: 673–80 R3Ji-sung Noh

2. Ventilator-associated pneumonia(VAP) : m/c nosocomial infection in ICU a/w prolonged hospitalization, increased health care costs, and high mortality VAP 의 병인론에 있어 endotracheal tube (ETT)의 역할에 focus를 맞춘 수많은 논문이 개재되었다. Tracheal intubation cough reflex 방해 mucocilliary clearance, tracheal epithelial surface 손상 상기도로부터 하기도로 세균의 직접적인 전도로를 제공 ETT 내표면에 biofilm 의 형성 이런 요소들이 합쳐져 VAP 발생 위험 예방 전략 intracuff pressure 조절 subglottic secretion을 밖으로 배출 subglottic area의 오염제거 항생제가 주입된 ETT를 사용 ETT biofilm 형성을 저해

3. VAP: ETT또는tracheostomy tube를 통해 MV48시간 후에 생기는 병원 감염 Classification early onset (<96 h) late onset (>96 h) 9–27% of all intubated patients Incidence는 duration에 비례 Risk 재원일수가 초기일수록 높다. 1st 5 days : 3%, 5~10 days : 2% , >10days : 1% 병인, 예방 전략에 대한 연구논문이 많음에도 이러한 문제에 대한 논쟁이 여전히 남아있다.

4. Tracheal intubation 대개 응급procedure 응급 삽관 : 과거 건강한 환자에 있어 endogenous flora의 24 h내의 rapid tracheal colonization을 배제할 수 없다. early onsetVAP의 독립적 risk factor로 작용 Aspiration 기관 삽관 자체보다도 early onset VAP의 독립적 risk factor로 작용 ETT impairs mucocilliary clearance disrupts the cough reflex  tracheobronchial secretions과 pneumonia의 위험을 증가 tracheal mucosa: Injury and exoㆍendogenous bacterial inoculum Torres et al : 재삽관은 VAP의 중요한 인자였다고 보고 Another multicenter study: 우발적인 삽관과 재삽관 : 병원폐렴의 위험증가

5. Subglottic Space Secretions Cuffed ETT positive pressure ventilation을 가능케 한다. 타액과 인두 내용물이 하기도로 흡인되는 것을 예방한다. stomach and sinuses oropharynx 와 trachea에 이식되는 세균의 잠재적 저장소 subglottic space의 분비물 pathogenesis of VAP Several studies : ETT cuff 위의 분비물 source of microaspiration cause of tracheobronchial colonization, VAP 중요한 예방 전략 Blocking the leakage of subglottic secretions drainage of secretions from subglottic space decontamination of the subglottic secretions.

6. Subglottic Space Secretions Blocking the Leakage of Subglottic Secretions Control of Intracuff Pressure(PC) or/and a Specifically Designed Cuff? low-volume, high-pressure cuffs :의미있는 봉합을 위해서는 60 cm H2O이상의 PC가 필요, 그러나 이는 오래 유지할 경우 tracheal injury를 야기 High volume low-pressure (HVLP) cuffs Clinical Seals below 30 cm H2O 1.5–2 times the diameter of the average adult trachea

7. Blunt et al 수용성 젤로 HVLP cuff를 lubrication하여 폐 흡인 발생률을 줄였다. Rello et al analyze the effects of PC on the development of VAP. 삽관 첫 8일간 지속적으로 PC를 20 cm H2O 이하로 유지  VAP발생과 관련한 독립적 인자 Ferre et al. 적절한 PC 를 자동 또는 지속적으로 확인해주는 장치 Routine care와 비교해서 VAP 발생률에 차이가 없다. Polyurethane 초박형 cuff (7 mm)를 사용한 HVLP ETT Fold 형성을 막아 액체와 공기 유출 예방 Subglottic secretion drainage를 위한 lumen이 있음 Early and late-onset VAP 발생률 감소 Subglottic Space Secretions

8. Aspiration of Subglottic Secretions Aspiration과 VAP위험을 감소 특별히 디자인된 격벽의 lumen을 포함하는 ETT (Hi-Lo Evac tube)가 필요 Five randomized controlled trials- examined the effectiveness mortality, duration of MV, ICU or hospital stay에 대한 효과는 없다고 보고 subglottic secretion의 연속적 흡인, 배출 : 72 h 이상 MV를 하는 환자에게 추천 Rello et al.: 실패율 보고 (34%) suction port가 tracheal mucosa에 의해 막혀  severe tracheal injury Efficacy : influenced by many factors 분비물 점도, intermittent versus continuous aspiration, swallow여부, patient position, position of the Hi-Lo Evac tube Subglottic Space Secretions

9. Selective Decontamination of Subglottic Space Selective digestive decontamination (SDD) 병원 후천성 감염의 예방 항생제 정주와 함께 국소 항생제 첫 3–4 일 사용 aerobic G(-)bacilli and yeast (mouth and stomach) Chlorhexidine으로 oropharyngeal secretions 오염 제거 : VAP예방 subglottic space에 antibiotic solution의 지속주입을 위한 Evac ETT의 suction lumen 을 사용하는 MV(fig.1) Subglottic Space Secretions

10. Fig. 1. Selective decontamination of subglottic space. (A) Hi-Lo Evac tube (Mallinckrodt, Athlon, Ireland). (B) Suction lumen.

11. ETT Biofilm Formation 미세유기체가 표면에 부착하기 위한 저장고를 제공 미세유기체가 “biofilm”을 형성하게 함 Costerton et al: “자가 생산된 polymeric matrix에 동봉되어 활성이 있거나 없는 표면에 붙는 세균 세포의 구조된 군집.” 감염의 영구적 근원 이러한 glycocalyx붙어 항생제로부터 보호 suction catheter에 의해 쉽게 떨어지지만, ventilator 흡입류에 의해 하기도로 들어간다.

12. Prevention of Biofilm Formation three methods Decontamination of ETT by SDD Adair et al Tobramycin, polymyxin, and amphotericin B enteric Gram-negative bacteria(효과+) Gram-positive bacteria and Pseudomonas spp. (효과-) Nebulized gentamicin attained high concentrations in the ET lumen : effective ETT Biofilm Formation

13. 2. 특정하게 멸균된 ETT Silver : highly effective, nontoxic Olson et al.: silver-coated ETT Colonization : significantly delayed a combination of silver-sulfadiazine and chlorhexidine in polyurethane-coated ETT: tracheal colonization이 양 8 중 7 에서 감소. Rello et al.: novel silver-coated ETT은 sustained antimicrobial effect 3. Synchronized mucus aspiration in the distal end of ETT ETT 끝 근방에 도달할 때 모든 점액을 자동 흡인함 Mucus Slurper : 최근 소개되었으나, 본질적으로는Hi-Lo Evac ETT의 수정판 External controller로 pressure switch를 통해 동기화 Li Bassi et al. : ETT 의통로 내에 점액의 축적을 방지 ETT Biofilm Formation

14. Elimination of ETT Biofilm ETT의 내 표면을 기계적으로 완전히 세척하기 위해 디자인된 새로운 기구: mucus shaver (MS) balloon 이 부풀고 shaving rings이 3~5초간 ETT에서 나오면서 남아있는 점액을 제거한다. 조사자에 따르면, ETT 에 보이는 점액은 없었고, 게다가 silver로코팅된 ETT 는 mucus/secretion축적과 세균성장을 유의하게 감소시킨다고 보고 ETT Biofilm Formation

15. Overcoming the Disadvantages Of ETT Early Tracheostomy (7일 이내) several advantages comfort, better oral hygiene, greatly secretion management, minimizes airway resistance and anatomic dead space, and reduces the risk of laryngeal injury VAP 예방에 관해서는 controversial. Griffiths et al. : Pneumonia, mortality의 위험을 유의하게 감소시키지 않았으나, MV, length of stay in ICU를감소시켰다고 보고

16. Noninvasive Ventilation the avoidance of intubation and mechanical ventilation : VAP의 첫 번째 방어책 ARF의 관리에 급격한 변화를 가져왔다. pneumonia를 감소시킨 이유는 ventilation보다는 intubation을 피했기 때문이다. “ventilator-associate pneumonia.”보다는 “endotracheal tube–associated pneumonia”가 더 나은 용어일 것이다. 기술적 진보와 새로운 evidence로, 가까운 미래에 이 역할이 확장 Overcoming the Disadvantages Of ETT

17. Conclusions 그동안 VAP의 pathogenesis에서 ETT의 역할에 초점을 맞춰왔다. ETT 안에 foreign body의 존재 Cough, mucocilliary clearance 방해, cuff주위의 오염된 subglottic secretions이 미세 흡인됨, biofilm의 intraluminal formation 허용 complete seal은 계속적인 논쟁의 문제로 남아있다.

18. Conclusions • ETT 혹은 tracheostomy tube 시 subglottic secretion 인공 흡인 • incidence of VAP감소시키고, 72시간이상 MV가 필요한 환자에게서 추천되어야만 한다. • subglottic space의 오염제거도 추후 확신이 필요한 매력적인 아이디어 • 무균 코팅된 ETT 은 장래성있는 방법이지만, 증거가 아직 충분하지 않다. • Early tracheostomy로부터의 이익은 불확실하다. • 결과적으로 VAP는 Ventilator 그 자체보다는 ETT존재와 더 관련이 있는 병원에서의 폐 감염이므로 병인론을 묘사하기 위해서는 “ventilator–associated pneumonia.”보다는 “endotracheal tube–associated pneumonia”의 용어가 추천될 수 있다.