Microbiota respiratoria normal en Salud y Enfermedad

Las infecciones respiratorias graves son un riesgo para todos los pacientes hospitalizados, pero son particularmente comunes en la unidad de cuidados intensivos (UCI). Los pacientes ingresados en la UCI tienen un mayor riesgo de desarrollar neumonía nosocomial que los pacientes ingresados en otras salas del hospital, y los pacientes ventilados tienen un riesgo 3-10 veces mayor de desarrollar neumonía nosocomial en comparación con aquellos que no están ventilados. Esto se debe en parte a que muchos pacientes de la UCI necesitan soporte de ventilación para ayudar con las vías obstruidas u otras afecciones que les impiden respirar por sí solos. La ventilación implica colocar un tubo endotraqueal por la tráquea para llevar oxígeno directamente a los pulmones, lo que es un procedimiento que salva vidas, pero no sin riesgos. Por muchas razones, los pacientes ventilados mecánicamente son especialmente susceptibles a desarrollar neumonía. De hecho, la neumonía es la segunda infección nosocomial más común que afecta a pacientes críticos en la UCI.

Neumonía asociada a la ventilación mecánica y El Papel de la Flora Respiratoria Normal

Los pacientes tienen un mayor riesgo de desarrollar neumonía asociada a la ventilación mecánica (PAV) en las primeras 48 horas después de la colocación de una sonda endotraqueal. La colocación del tubo altera la anatomía normal del tracto respiratorio y evita que el paciente deglute, tose o elimine moco y otras secreciones normalmente. A medida que estas secreciones se acumulan en la orofaringe, las bacterias que viven en el tracto respiratorio pueden comenzar a acumularse a lo largo del tubo endotraqueal. Si el paciente aspira estas bacterias, pueden causar infección dentro de los pulmones.

Representación de la colocación del tubo endotraqueal en un paciente en estado crítico.
Representación de la colocación del tubo endotraqueal en un paciente en estado crítico.

Los organismos que normalmente viven dentro del tracto respiratorio pueden terminar siendo los mismos organismos que causan neumonía en estos pacientes. Comprender que un solo organismo puede ser microbiota normal o un patógeno alienta al microbiólogo y al clínico a considerar otros factores clave al hacer un diagnóstico de VAP, como qué organismos constituyen la flora respiratoria normal y qué hace que algunos miembros de la microbiota respiratoria sean más patogénicos que otros.

Los organismos comensales Tienen El Potencial de Causar Daño

Al igual que todas las superficies de la piel y la mucosa humanas, el tracto respiratorio está colonizado con bacterias comensales que protegen al huésped de enfermedades, aumentan las tasas de renovación de las células epiteliales y promueven la producción de inmunoglobulinas de la mucosa. La dificultad para diagnosticar la causa de la PAV proviene del hecho de que muchos de estos organismos tienen el potencial de causar enfermedades. ¿Están los organismos presentes simplemente colonizando el tubo endotraqueal y las vías respiratorias circundantes sin causar daño, o son la causa de la infección? En la Tabla 1 se enumeran los organismos aislados con mayor frecuencia de las vías respiratorias y el papel que pueden desempeñar tanto en la colonización inofensiva como en la enfermedad.

Lugar de detección Organismo / Significación
La orofaringe y la nasofaringe

Los estreptococos del Grupo C o G

  • representan con mayor frecuencia la colonización, pero pueden causar casos aislados y brotes de faringitis sintomática.

Los estreptococos del grupo A

  • Colonizan hasta el 20% de los niños.
  • Con menos frecuencia: causa faringitis o infecciones respiratorias localizadas.
  • La relación entre la enfermedad invasiva por Estreptococos del Grupo A y la colonización faríngea no está clara.

Streptococcus pneumoniae

  • Una amplia gama (6% a 100%) de bebés y niños pequeños están colonizados.
  • Aproximadamente el 25% de los niños entre 3 meses y 4 años de edad están colonizados, y el 5-10% de las personas mayores y jóvenes.
  • Puede persistir durante semanas o meses en este sitio.
  • Crecimiento de S. la neumoniae de un cultivo de orofaringe / nasofaringe no tiene importancia, pero aproximadamente el 15% de los niños desarrollarán infecciones clínicas en el plazo de un mes después de adquirir una nueva cepa.
  • Un niño que desarrolla una infección viral del tracto respiratorio superior mientras está colonizado puede desarrollar otitis media aguda o sinusitis.

Haemophilus influenzae y Moraxella catarrhalis no tipables

  • Un gran porcentaje de bebés y niños pequeños están colonizados.
  • El crecimiento de estos organismos a partir de un cultivo de orofaringe/nasofaringe no tiene importancia, pero los niños con infecciones de las vías respiratorias superiores pueden desarrollar infecciones secundarias como otitis media o sinusitis si están colonizados.

Neisseria meningitidis

  • 5 hasta el 30% de la población está colonizada, siendo el porcentaje más alto el de adolescentes y adultos jóvenes.
  • El cultivo de este organismo a partir de un cultivo de orofaringe o nasofaringe no tiene importancia, pero la colonización puede provocar bacteriemia, meningitis o artritis séptica.
Tracto respiratorio inferior

Streptococcus pneumoniae

  • Contaminante común del tracto respiratorio superior (donde se trata de un organismo colonizador), pero también una causa común de enfermedad del tracto respiratorio inferior. La importancia de la presencia de este organismo en cultivo dependerá en gran medida del cuadro clínico, otras pruebas diagnósticas y el predominio en cultivo.

Staphylococcus aureus

  • Aproximadamente un tercio de los adultos están colonizados con S. aureus en sus vías respiratorias superiores. Este organismo es una de las causas más comunes de PAV, y la enfermedad grave con S. aureus casi siempre está precedida por la colonización.

Las especies no tipables de Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis y Enterococcus

  • Rara vez causan infecciones de las vías respiratorias inferiores o PAV. Si se cultivan en cultivo a partir del tracto respiratorio inferior, es probable que representen contaminación por colonización del tracto respiratorio superior.

Enterobacteriaceae y bacilos gramnegativos no fermentantes

  • Estos organismos se encuentran entre las causas más comunes de PAV.
  • Colonizar el tracto respiratorio superior en niños que han estado en cuidados intensivos o que han recibido ciclos frecuentes de antibióticos. Estos pueden convertirse en la nueva «microbiota normal» de los niños ventilados en la UCI y su presencia en el cultivo no siempre indica infección.
  • La importancia de estos organismos en el cultivo depende en gran medida del cuadro clínico, otras pruebas diagnósticas y el predominio en el cultivo.
Cualquier Zona del Tracto respiratorio

Estreptococos del grupo Viridans, estreptococos no hemolíticos, estafilococos coagulasa negativos, Especies de Neisseria No patogénicas, especies de Corynebacterium, especies de Lactobacillus, especies de Micrococos, especies de Estomatococos y especies de Bacillus

  • Parte de la microbiota normal del tracto respiratorio superior y no asociada a enfermedad clínica.

Cuadro 1 Los organismos más comúnmente aislados del tracto respiratorio y su importancia.

Muchos patógenos respiratorios viven normalmente en el huésped sin causar enfermedad. La identificación de uno de estos organismos como la causa de la infección debe hacerse en el contexto de los signos y síntomas clínicos de neumonía*. El tratamiento de todos los organismos identificados a partir de cultivos de las vías respiratorias puede llevar al uso excesivo de antibióticos y fomentar el desarrollo de organismos resistentes a los antibióticos. ¿Qué hace que estas bacterias aparentemente normales sean tan peligrosas, y cómo pueden vivir dentro de los seres humanos y no causar enfermedades la mayor parte del tiempo, sino que ocasionalmente causan infecciones letales? Es importante entender cómo algunas de las causas más comunes de neumonía pasan de colonizadores a patógenos oportunistas. A continuación se muestran 3 bacterias principales asociadas con VAP y los rasgos que les permiten hacerlo.

Tinción de Gram de una muestra respiratoria de un paciente sin neumonía
Tinción de Gram de una muestra respiratoria de un paciente sin neumonía

Fuente: Foto cortesía de A. Prinzi.

Streptococcus pneumoniae como patógeno del Tracto Respiratorio Inferior

Streptococcus pneumoniae es un colonizador normal del tracto respiratorio, sin embargo, es la principal causa de mortalidad por neumonía a nivel mundial. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que este organismo es responsable de matar a medio millón de niños en todo el mundo cada año.
Rasgo de virulencia: Cápsula de polisacáridos.

  • Ayuda a la bacteria a evadir las defensas del huésped.
  • La cápsula, que está cargada negativamente, permite que la bacteria evite atascarse en la mucosa, alcance y se adhiera a las células epiteliales.

Rasgo de virulencia: las proteínas de superficie (como la hialuronato liasa)

  • Fomentan y promueven el apego.
  • Promover la producción de biopelículas para que más organismos puedan adherirse y proliferar.

Si coloniza S. a los organismos pneumoniae se les permite abrirse camino en el tracto respiratorio inferior, como resultado de alteraciones anatómicas como un tubo endotraqueal, infección viral primaria como la gripe o aspiración, las bacterias utilizan una variedad de factores patógenos para unirse a las células alveolares y provocar una respuesta inflamatoria del huésped, lo que resulta en neumonía.

Colonias mucoides de S. pneumoniae en una placa de agar sanguíneo. El aspecto mucoide se debe a la producción de cápsulas particularmente abundante en esta cepa de S. pneumoniae.
Colonias mucoides de S. pneumoniae en una placa de agar sanguíneo. El aspecto mucoide se debe a la producción de cápsulas particularmente abundante en esta cepa de S. pneumoniae.

Pseudomonas aeruginosa como patógeno de las Vías Respiratorias Inferiores

Pseudomonas aeruginosa no es comúnmente parte de la microbiota de las vías respiratorias, pero puede convertirse en colonizador en pacientes que han sido ingresados en el hospital por un período prolongado de tiempo. Esto también es cierto para otras barras gramnegativas, incluidas las Enterobacterias. En un paciente hospitalizado, particularmente en un paciente intubado, no es seguro suponer que la presencia de P. aeruginosa en un cultivo respiratorio equivale automáticamente a infección. Dicho esto, en pacientes con PAV confirmada, P. aeruginosa es la causa bacteriana más común. Si P. aeruginosa es el organismo predominante que crece en un cultivo de aspirado traqueal de un paciente ventilado con síntomas de neumonía, es probable que sea el patógeno causante.
El efecto de P. aeruginosa en un paciente intubado variará en función del serotipo:

  • Los aislados con los serotipos O6 y O11 colonizan a los seres humanos con más frecuencia que otros serotipos, pero el 60% de los pacientes resuelven infecciones VAP con estos serotipos.
  • Los serotipos O1 y O2 son menos comunes y se asocian con una mayor mortalidad.

La patogenicidad de P. aeruginosa es muy compleja, y el organismo utiliza varios mecanismos para adherirse a superficies vivas y no vivas. Sus muchas propiedades de adhesión permiten que P. aeruginosa forme biopelículas, particularmente en dispositivos médicos; la formación de biopelículas en los tubos endotraqueales aumenta el riesgo del paciente de adquirir VAP si el organismo se mueve hacia los pulmones.

Staphylococcus aureus como patógeno de las Vías Respiratorias inferiores

Casi un tercio de los adultos están colonizados con Staphylococcus aureus en sus vías respiratorias. Si bien muchas personas nunca desarrollarán complicaciones como resultado de su colonización por S. aureus, los adultos colonizados e intubados tienen un riesgo 15 veces mayor de desarrollar neumonía por S. aureus en comparación con aquellos que no fueron colonizados. Además, S. aureus es responsable de > 20% de los casos de PAV, 50% de los cuales son causados por SARM.
Rasgo de virulencia: las proteínas de superficie bacterianas, en particular la proteína A, son esenciales para que el organismo pueda causar mortalidad relacionada con la neumonía.
Si bien estos números son aterradores, es importante recordar que una gran parte de la población está colonizada con este organismo, y la presencia de este en la cultura no sugiere una infección inmediata.

Comensales Respiratorios como patógenos: Todas las cosas Consideradas

Las relaciones entre humanos y bacterias son inmensamente complejas. La microbiota respiratoria normal puede desempeñar un papel clave en la salud humana, pero también puede desempeñar un papel en las enfermedades respiratorias graves. Comprender estas relaciones puede ayudar a la comunidad de microbiología clínica y enfermedades infecciosas a comprender mejor cómo descifrar los resultados de diagnóstico cuando se trata de neumonía adquirida en el hospital.
* ¿Cómo puede un microbiólogo clínico hacer un diagnóstico en el contexto de los signos y síntomas clínicos? Asegúrese de leer el siguiente artículo de esta serie que discutirá los desafíos y beneficios del diagnóstico de la neumonía.

Lo anterior representa la opinión del autor y no refleja necesariamente la opinión de la Sociedad Americana de Microbiología.



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