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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 : didier.lepelletier@chu-nantes.fr

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Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risqueD. Lepelletier, S. Perron, J.L. Michaud

Les médiastinites postopératoires représentent la complication infectieuse majeure de la chirur-gie cardiaque. Elles correspondent à une infection du médiastin antérieur, du sternum et par-fois du péricarde, secondaire à la contamination péri-opératoire de la plaie chirurgicale. Leurpronostic dépend de la précocité du diagnostic et du traitement, de la méthode thérapeutiqueet de l’efficacité de l’antibiothérapie. Essentiellement staphylococciques, elles nécessitent unereprise 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, morbi-dité et allongement de la durée de séjour hospitalier. Les facteurs de risque de médiastinitessont liés aux patients (obésité, diabète, insuffisance respiratoire), à la chirurgie (type de chirur-gie, durée d’intervention, reprises chirurgicales précoces) et à l’hospitalisation (durée de séjourpré-opératoire, préparation de l’opéré).

Mots-clés : Infection du site opératoire, médiastinite, facteurs de risque, pontage aorto-coro-narien.

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 preoperativecontamination of mediastinal tissues. The prognosis depends on the diagnosis rapidity andearly antibiotic therapy. Antimicrobial therapy must be focused on Staphylococcus which is themost commonly isolated pathogen. Mediastinitis represents a major public health problemwith significant morbidity and mortality, and is also associated with prolonged hospitalizationand important cost of care. Risk factors associated with mediastinitis include factors linked tothe patient (obesity, diabetes, respiratory trouble), to the surgery (type and duration of cardiacoperative procedures, re-operation for cardiac tamponade or pericardial effusion or re-opera-tion for bleeding) and to the hospital stay (preoperative length of stay and preparation of thepatient).

Key words: Infection of operation site, mediastinitis, risk factors, Aorto-coronary bypass.

Antibiotiques 2005; 7: 18-22 © Masson, Paris, 2005

De nos jours, la chirurgie cardiaque estpratiquée à une large échelle. La sterno-tomie médiane, incision la plus commu-nément pratiquée, a été utilisée pour lapremière fois à la fin du 19e siècle et aété généralisée à partir de 1957 [1, 2].Malgré l’utilisation de techniques opé-ratoires modernes, l’élaboration de re-commandations concernant la prescrip-tion d’une antibioprophylaxie et laréalisation d’une préparation cutanéesoigneuse du patient, les médiastinitespostopératoires demeurent des infec-tions sévères représentant la complica-tion infectieuse majeure de la chirurgiecardiaque. Elles correspondent à une in-fection du médiastin antérieur, du ster-num et parfois du péricarde, secondaireà la contamination péri-opératoire de laplaie chirurgicale. Leur pronostic dé-pend de la précocité du diagnostic et dutraitement, de la méthode thérapeutiqueet de l’efficacité de l’antibiothérapie. Es-sentiellement staphylococciques, ellesnécessitent une reprise chirurgicale pré-coce et une antibiothérapie rapidementbactéricide au niveau du sang, des tissusmous et du sternum [3-8]. Leurs consé-quences sont sévères en termes de mor-talité, morbidité et allongement de ladurée de séjour hospitalier [9-13].

Les infections du site opératoire (ISO) dus t e rnum inc lue nt l e s in fec t ionssuperficielles et les infections profondes,telles que les ostéites sternales, lesmédiastinites et les endocardites. Cesdifférentes catégories sont souvent re-groupées dans la recherche des facteurs

Introduction

Définition et classification des ISO

ANTIBIOTIQUES, 2005 ; 7 : 18-22© MASSON, PARIS, 2005

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Pathologie infectieuse

de risque (FdR). Même si un grand nom-bre d’études a mis en évidence depuislongtemps des FdR similaires suscepti-bles de développer une médiastinite, cer-taines études sont contradictoires surl’identification de tels FdR, pouvant s’ex-pliquer par une difficulté à définir claire-ment les médiastinites post-opératoires ;les complications d’une plaie sternale va-rient d’une déhiscence sternale à une mé-diastinite suppurative. En fait, sternite ouostéite sternale, médiastinite, complica-tion de plaie opératoire et infection deplaie opératoire ont été utilisés commesynonymes pour définir une infectionprofonde d’une plaie sternale. Les défini-tions recommandées en France par leComité Technique national des Infec-tions Nosocomiales (CTIN) et le réseaud’Alerte, d’Investigation et de Sur-veillance des Infections Nosocomiales(RAISIN) sont largement inspirées decelles des Centers for Disease Controland Prevention (CDC) [14, 15]. Ces di-vergences de définitions sont importan-tes à souligner pour expliquer égalementles variations dans les taux d’incidence.La tendance dans la littérature anglo-saxonne est de parler « d’infection ster-nale profonde » englobant les médiasti-nites vraies et les ostéites sternales. Cer-taines définitions sont mêmes propres à

leurs auteurs comme celles de El Oakleyou celles de Gardlund [5, 16].

Les médiastinites sont des complica-tions de chirurgie cardiaque très re-doutables, rencontrées chez 0,14 % à2,90 % des patients ayant eu une ster-notomie (tableau 1). L’incidence glo-bale réelle de l’infection en chirurgiecardiaque est difficile à évaluer car leschiffres publiés sont souvent ceux deséries de patients sélectionnés ou de sé-ries rapportant une complication in-fectieuse spécifique. La fréquence desmédiastinites dans les années 1970-1980 pouvait varier de 0,2 à 2 % et letaux de mortalité de 17 à 47 %. Selonplusieurs auteurs, la fréquence des mé-diastinites pour les patients opérésaprès 1990 ne semblait pas avoir dimi-nué, oscillant entre 0,5 % et 4,4 % ; ce-pendant, le taux de mortalité semblaitmoins élevé, de 5 à 12 %, alors quel’état clinique préopératoire des pa-tients paraissait plus altéré [17, 18].Ces résultats traduisent probablementune amélioration de la gestion du ris-que infectieux chez les patients.

Incidence des ISO en chirurgie cardiaque

Tableau 1Taux d’incidence de médiastinites pour 100 interventions en chirurgie cardiaquedans 13 séries.Levels of Incidence of mediastinitis for 100 cardiac surgery in 13 series.

Auteur PaysAnnée

depublication

Nombrede sujets

inclus

Tauxd’incidence 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 médiastinitesvarie selon la définition utilisée ; il n’estpas toujours facile de savoir quelle est lacause de la complication (mécanique,instabilité, ou infection) ; dans la majo-rité des cas, les patients présentent uneinstabilité sternale et une infection. Se-lon Stahle et al., utiliser le terme « re-prise chirurgicale avec réouverture ster-nale » pour définir une complication deplaie sternale permet une mesure fiablede la survenue des médiastinites [19].

Bien que beaucoup de facteurs de risque(liés à l’hôte, à la procédure chirurgi-cale, ou à l’hospitalisation) d’ISO aientété identifiés depuis longtemps, ces va-riables étaient peu utilisées pour élabo-rer des stratégies de prévention et pouridentifier les patients à risque infec-tieux élevé. Les Centers for DiseaseControl and Prevention ont créé lescore de risque infectieux NNIS (Na-tional Nosocomial Infection Sur-veillance system) afin de calculer destaux d’ISO pour des patients de niveaude risque équivalent [29, 30]. Cet indexutilise trois variables : le score de risqueanesthésique ASA (1 à 5), la durée dechirurgie (seuil du 75e percentile) et laclasse de contamination (1 à 4). Il attri-bue un point à chacun des trois cri-tères, par exemple lorsque 1) les pa-t i e n t s p r é s e n t e n t u n s c o r e A S Asupérieur ou égal à 3 ; 2) les patientsbénéficient d’une chirurgie de classe decontamination 3 ou 4 ; et 3) les patientsdont la durée d’intervention dépasse le75e percentile du temps opératoirepour la chirurgie concernée. Le scorede risque infectieux NNIS varie doncde 0 à 3 points. Plus le score de risqueNNIS est élevé, plus le risque infectieuxaugmente. Les patients ayant un scoreNNIS ≥ 2 ont 1,8 fois plus de risque dedévelopper une ISO que les patientsayant un score NNIS < 2 (p < 0,01)[30, 31]. Néanmoins, bien que l’indexNNIS soit simple d’utilisation et sembleapproprié à de nombreuses chirurgies,l’utilisation de cet index pour la chirur-gie cardiaque ne permet pas de bienstratifier les taux d’ISO, car seule la du-rée d’intervention semble classer les

Incidence selon l’index de risque du Nosocomial National Infection Surveillance (NNIS) System

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Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risque D. Lepelletier et al.

patients [32]. Kohli et al. ont mis aupoint un nouvel index permettant auxcliniciens de rapidement classer leurspatients dans un des groupes de risqueassociés à une augmentation du risqued’ISO, utilisant comme critères la re-prise chirurgicale pour complication, lediabète, un séjour supérieur à 3 joursen unité de soins intensifs et l’utilisa-tion d’artère mammaire interne pour larevascularisation [33].

Les données de la littérature ne per-mettent pas de donner un tableau ex-haustif de la répartition des micro-organismes responsables de médiasti-nites car certains auteurs associent lesinfections superficielles et profondeset d’autres ne citent que les patho-gènes les plus fréquents (tableau 2).Néanmoins, les bactéries à Gram posi-tif sont les germes les plus fréquem-ment responsables de médiastinite,notamment Staphylococcus aureus ouStaphylococcus epidermidis (en parti-

culier dans les chirurgies avec mise enplace de matériel). La proportion desouches résistantes à la méticilline ausein de l’espèce S. aureus est faiblealors qu’elle est très élevée parmi lessouches de staphylocoques à coagulasenégative. D’autres bactéries à Grampositif comme Enterococcus faecalissont également parfois citées. Parmiles bactéries à Gram négatif, les enté-robactéries et plus rarement Pseudo-monas aeruginosa sont les pathogènesle plus souvent cités et peuvent repré-senter jusqu’à 25 % de l’ensemble desmicroorganismes

Les FdR indépendants de médiastiniteont largement été identifiés durant les20 dernières années. Les patientspeuvent être contaminés avant, pendantou après l’intervention et toute ré-inter-vention expose au risque de développerune infection du site opératoire. Les fac-teurs de risque sont liés au patient (obé-sité, diabète, insuffisance respiratoire), à

Microorganismesresponsables d’ISO

Tableau 2Micro-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[16]

Jonkers[20]

Pedro[34]

Mossad[35]

Tegnell[36]

Lepelletier[**]

Bactérie à gram positif

S. aureus 24 % 26 % – 32 % 12 % 40 %

SCN 43 % 11 % 25 % 23 % 64 % 30 %

Enterococcus faecalis – 10 % 5 % –

Autres 10 % – – –

Bacilles à Gram négatif

25 % 6 %

Entérobactéries 6 % 22 % – 19 %

Pseudomonasaeruginosa

5 % 10 % – –

Champignons 1 % – 5 % – –

Cultures négatives 6 % – – 6 % 11 %

Infectionspolymicrobiennes – 32 % – – 12 % 4 %

* 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. Staphylocoques à coagulase négative.

Facteurs de risque de médiastinites

la chirurgie (type de chirurgie, durée del’intervention, reprises chirurgicalesprécoces) et à l’hospitalisation (durée deséjour pré-opératoire, préparation del’opéré). La plupart des études s’intéres-sant à la recherche des FdR d’ISO aprèschirurgie cardiaque se limitent aux ISOprofondes. Zacharias et al. ont démon-tré que les facteurs de risque d’infectionsuperficielle ou profonde après chirur-gie cardiaque ne diffèrent pas, bien queleur impact sur la morbidité et la morta-lité puisse être considéré comme diffé-rent [26].

Parmi les FdR liés aux patients, plu-sieurs études ont démontré que l’obésitéétait un facteur de risque indépendantdes médiastinites avec des mesures d’as-sociation Odds ratio (OR) ou Risque re-latif (RR) variant en analyse multivariéede 2 à 4, notamment chez les patientsbénéficiant de pontage aorto-corona-rien [37-40]. Mouton et al., dans uneétude portant sur 2 299 patients bénéfi-ciant de chirurgie cardiaque, ont mis enévidence par régression logistique queles obèses avaient 2,3 fois plus de risquede développer une ISO superficielle queles patients non obèses, mais n’avaientpas de risque surajouté de médiastinites[41]. Par ailleurs les patients obèses sé-vères (BM > 35 kg/m2) ont des risquesde co-morbidité augmentés du fait dedurées d’hospitalisation plus longuesque les patients non obèses, et ont unesurvie à 5 ans réduite en analyse de Ka-plan Meier et analyse multivariée utili-sant un modèle de Cox. Les doses d’anti-b io t iq ue s ad min i s t rée s en pér i -opératoire non adaptées au volume dedistribution des patients obèses et lesdifficultés de réalisation d’un champopératoire pourraient expliquer ce risque[42, 43].

Le diabète et particulièrement l’hyper-glycémie péri-opératoire majorent éga-lement le risque infectieux après chirur-gie cardiaque. Plus précisément, desglycémies élevées (> 200 mg/dl) aux 1ee et2e jours post-opératoires seraient associéesà une augmentation des infections sterna-les chez les diabétiques et le contrôle dela glycémie en per-opératoire pourraitdiminuer la morbidité [44].

Facteurs de risque liés aux patients

ANTIBIOTIQUES, 2005 ; 7 : 18-22© MASSON, PARIS, 2005

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Pathologie infectieuse

Des techniques opératoires peuvent éga-lement être associées au risque de mé-diastinite. En particulier, l’utilisation del’artère mammaire interne (AMI) chezles patients bénéficiant de pontage aorto-coronarien, est controversée. Cette tech-nique opératoire est considérée commela meilleure par rapport à l’utilisation deveine saphène, car elle permet unemeilleure perméabilité à long terme. Deplus, de nombreuses études ont montréque les patients ont une diminution dutaux de reprises pour revascularisationpar rapport aux patients bénéficiant depontage par veine saphène. Cependant,l’utilisation de l’AMI dévascularise la ré-gion sternale et augmente le risque d’in-fection, en particulier chez les obèses etdiabétiques [45-50]. Et si l’utilisation desdeux AMI semble augmenter le risqueinfectieux, elle présente un réel bénéficeen terme de mortalité [51].

Parmi les autres facteurs de risque liés àla chirurgie, la reprise chirurgicale pré-coce, le plus souvent pour hémorragiepost-opératoire, est souvent citéecomme FdR d’infection sternale, enparticulier lorsque la chirurgie initialeétait longue et compliquée [52-54]. Laformation d’un hématome médiastinalsuite à un saignement excessif constitueun milieu idéal pour la croissance desbactéries pouvant ainsi conduire à unemédiastinite [53]. La formation d’unhématome médiastinal, pouvant surve-nir après une hémostase de mauvaisequalité lors de la fermeture sternale, fa-vorise le développement de collectionsde sérosités et de matériel nécrosé danslesquelles les bactéries peuvent prolifé-rer [55]. Les auteurs suggèrent une at-tention particulière durant la fermeturesternale, méticuleuse, afin de diminuerle risque de saignement [55].

La réouverture sternale entraîne uneexposition plus longue du champ opéra-toire et traumatise davantage les tissus[43, 52, 54]. Newman et al. ont montréque parmi les FdR postopératoires, unereprise pour saignement était associée àun risque élevé de médiastinite suppura-

tive ; ainsi, les patients repris au blocdans les 7 jours suivant leur chirurgieinitiale avaient 3,5 fois plus de risque dedévelopper une médiastinite, que les pa-tients n’ayant pas subi une nouvelle in-tervention [54]. De même, Yellin et al.[55] lors d’une étude portant sur10 863 patients bénéficiant de chirurgiecardiaque, ont observé un saignementmajeur chez 5,4 % des patients ; les tauxd’incidence des ISO profondes et des sai-gnements (pendant ou après la chirur-gie, et nécessitant une reprise) étaientplus élevés chez les patients ayant bénéfi-cié de pontage. La mortalité associée àcette complication était élevée puisqueles auteurs rapportaient une mortalitéimmédiate de 27 % et une mortalité to-tale de 53 %, chez les patients ayant à lafois une ISO et un saignement majeur[16, 55]. Selon Gardlund et al., ces repri-ses sont plus fréquentes lorsque la chi-rurgie initiale était longue et compliquée[16]. Une hémorragie importante enpost-opératoire ainsi qu’une réouverturesternale pour saignement ont permisaussi d’établir une corrélation entre levolume sanguin transfusé et l’incidencedes ISO [5, 16, 53].

D’après Nagachinta et al. une durée deséjour pré-opératoire supérieure à5 jours serait un FdR indépendant d’ISOaprès chirurgie cardiaque. Ceci peut s’ex-pliquer par l’exposition des patients auxgermes hospitaliers, plus résistants auxantibiotiques, moins sensibles à ceux uti-lisés en prophylaxie, pendant cette pé-riode pré-opératoire [37].

En conclusion, les médiastinites sont descomplications pouvant survenir jusquechez 2 % des patients bénéficiant de chi-rurgie cardiaque. Certains facteurs de ris-que connus comme l’obésité et le dia-bète, l’utilisation de l’artère mammaireinterne pour les pontages aorto-corona-riens, et les reprises chirurgicales préco-ces pour saignement majorent ce risqueinfectieux post-opératoire. Compte tenude leurs conséquences en terme demorbi-mortalité et de coûts, la mise enplace d’une surveillance prospective de

ces infections associée à une politique degestion du risque infectieux chez l’opérédoit être une priorité. Des recommanda-tions ont été publiées par les Centers forDisease Control and Prevention, et par leComité Technique national des Infec-tions Nosocomiales en France. La gestionpré-opératoire du risque infectieux a no-tamment été réévaluée en mars 2004 lorsde la Conférence de Consensus organiséepar la Société Française d’Hygiène Hos-pitalière. Ces mesures préventives ontpour but de réduire l’importance de lacontamination du site chirurgical par desmicro-organismes, associant principale-ment l’antibioprophylaxie et la prépara-tion cutanée de l’opéré, mesures pourlesquelles une adéquation aux référen-tiels est possible. Ces mesures serontcomplétées notamment par l’adoptiondes meilleures techniques chirurgicalesvisant à minimiser les facteurs locauxprédisposant à l’infection.

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Facteurs liés au type de chirurgie

Reprises chirurgicales précoces

Durée de séjour pré-opératoire élevée

Conclusion

Références

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Médiastinites après chirurgie cardiaque : incidence, microbiologie et facteurs de risque D. Lepelletier et al.

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