Determinants of healthcare-associated infection among hospitalized children

Dramowski, Angela (2017-03)

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2017.

Thesis

ENGLISH SUMMARY: Healthcare-associated infection (HAI) is the most frequent complication of hospitalization resulting in suffering, excess mortality and increased healthcare costs. Although paediatric HAI burden and impact is well-described in high-income countries, it is largely unquantified in Africa. Our research aimed to: (i) comprehensively describe the epidemiology and impact of HAI and HA-bloodstream infections in an African cohort of hospitalized children; (ii) establish appropriate HAI surveillance methods for our setting; (iii) investigate selected local determinants of paediatric HAI (including healthcare worker HAI-related knowledge, attitudes and practices, isolation facility utilization and terminal cleaning practices). In a retrospective analysis of paediatric bloodstream infection trends at Tygerberg Hospital, we reported the highest estimate of HA-bloodstream infections rates among African children to date. HIV-infection, HA-bloodstream infection, fungal and Gram-negative pathogens were important predictors of bloodstream infection-associated mortality. We conducted prospective clinical surveillance in paediatric wards and the intensive care unit at Tygerberg Children’s Hospital. HAI incidence (31/1000 patient days) exceeded published rates in high and low-middle income countries, with highest infection density in the paediatric intensive care unit (94/1000 patient days). Children experiencing HAI events were young (median 8.4 months), more likely to be malnourished, HIV-exposed uninfected or HIV-infected and to have pre-existing co-morbidities. Hospital-acquired pneumonia, bloodstream and urinary tract infections predominated. The increased odds for HAI in HIV-exposed uninfected and HIV-infected children is a novel association. Two-thirds of in-patient mortality was associated with HAI and patients with any HAI event had a 6-fold increase in crude mortality. Patients experiencing HAI had 3-fold higher rates of re-hospitalization within 30 days. Direct costs of HAI were substantial; mean duration of hospitalization, bed availability, antimicrobial consumption and laboratory investigation usage were significantly impacted by HAI. Although prospective clinical HAI surveillance is considered the reference standard, its use in Africa is limited by lack of resources and expertise. We compared the performance of three alternate HAI surveillance methods (point prevalence surveys [PPS], laboratory surveillance and tracking of antimicrobial prescriptions) using the prospectively collected paediatric HAI dataset as the reference standard. Although repeated PPS, laboratory and antimicrobial prescription tracking were demonstrated to be feasible HAI surveillance methods, a combination of laboratory-antimicrobial surveillance achieved best sensitivity (85%) and positive predictive value (97%), and required fewer resources to perform. South African paediatric healthcare facilities should individualise HAI surveillance, selecting a method suited to available resources and practice context. We identified a shortage of isolation facilities and sub-optimal identification of patients requiring isolation as potential contributors to infection transmission. The need for negative-pressure ventilation and airborne isolation facilities on children’s wards in TB-endemic settings was also highlighted. For terminal cleaning of paediatric isolation rooms we investigated three evaluation methods; fluorescent markers emerged as most cost-effective and feasible for our resource-limited setting. Finally, we surveyed two-thirds of our paediatric department’s staff regarding their knowledge, attitudes and practices related to HAI, identifying several knowledge gaps and opportunities for improved infection prevention practice. Owing to the extreme paucity of data, paediatric HAI in Africa remains an underappreciated and underfunded public health problem. We believe that this doctoral research dissertation provides unequivocal justification for greater resource allocation to HAI surveillance and prevention programmes for hospitalized African children.

AFRIKAANSE OPSOMMING: Gesondheidsorgverwante infeksie (GVI) is die mees algemene komplikasie van hospitalisasie en kan lyding, sterftes en verhoogde gesondheidsorgkoste tot gevolg hë. Alhoewel die omvang en impak van pediatriese GVI omvattend in hoë-inkomste lande beskryf is, is die voorkoms van GVI in Afrika grootliks onbekend. Ons navorsingsdoelwitte het die volgende ingesluit: (i) om volledig die epidemiologie en impak van GVI en gesondheidsorgverwante (GV)-bloedstroom-infeksies in ‘n groep gehospitaliseerde Afrika-kinders te beskryf ; (ii) om toepaslike GVI-waarnemingstoesigmetodes vir ons omgewing te identifiseer; en (iii) om plaaslike oorsake van pediatriese GVI te ondersoek (insluitend gesondheidswerkers se GVI-verwante kennis, houdings en praktyke, en benutting van isolasiefasiliteite en terminale skoonmaakpraktyke). In 'n retrospektiewe ontleding van tendense in pediatriese bloedstroominfeksies by Tygerberg Kinderhospitaal het ons die hoogste beraming tot op hede van GV-bloedstroom-infeksiekoerse onder Afrika-kinders gedokumenteer. Die teenwoordigheid van MIV-infeksie, GV-bloedstroominfeksies, swamme en Gram-negatiewe organismes het 'n belangrike voorspellingswaarde gehad tot sterftes verwant aan bloedstroominfeksies. Ons het prospektiewe kliniese waarneming vir GVI in die pediatriese sale en intensiewesorgeenheid van Tygerberg Kinderhospitaal gedoen. Die GVI-koers (31/1000 pasiëntdae) was hoër as dié van gepubliseerde GVI-koerse in hoë en lae-middel-inkomstelande, met die hoogste infeksiedigtheid in die intensiewesorgeenheid (94/1000 pasiëntdae). Kinders met GVI-episodes was jonk (mediaan van 8.4 maande), meer geneig tot wanvoeding, MIV-blootgestel (geïnfekteerd en nie-geïnfekteerd) en het meer onderliggende siektetoestande gehad. Hospitaalverworwe longontsteking, bloedstroom- en urienweginfeksies was die mees algemene GVI’s wat voorgekom het. Die verwantskap tussen 'n verhoogde kans op GVI en MIV-blootgestelde, ongeïnfekteerde en MIV-geïnfekteerde kinders is 'n nuwe bevinding. Twee-derdes van binne-pasiëntsterftes het verband gehou met GVI en daar was 'n sesvoudige toename in die onverwerkte sterftesyfer van pasiënte met 'n GVI-episode. Pasiënte met GVI het ˈn drievoudige hoër risiko vir hertoelating binne 30 dae tot die hospitaal gehad. Die direkte koste verbonde aan 'n GVI was aansienlik; GVI het die gemiddelde duur van hospitalisasie, beskikbaarheid van beddens, verbruik van antimikrobiese middels en laboratorium-ondersoeke aansienlik beïnvloed. Hoewel prospektiewe kliniese GVI-waarneming as die standaardmetode van waarneming beskou word, word die gebruik daarvan in Afrika beperk deur ‘n tekort aan hulpbronne en kundigheid. Ons het die resultate van drie verskillende GVI-waarnemingsmetodes (tydstipvoorkomsstudies, laboratorium-gebaseerde GVI-waarneming en die monitering van uitgereikte antibiotika-voorskrifte) teen data opgeweeg wat deur middel van die standaardmetode van prospektief-ingesamelde pediatriese GVI-waarneming ingesamel is. Alhoewel herhaalde tydstipvoorkomsstudies, laboratorium-gebaseerde waarneming en die monitering van uitgereikte antibiotika-voorskrifte almal haalbare GVI-waarnemingsmetodes was, het ‘n kombinasie van laboratorium-gebaseerde waarneming en monitering van uitgereikte antibiotika-voorskrifte die hoogste sensitiwiteit (85%) en positiewe voor-spellingswaarde (97%) gehad. Minder hulpbronne was ook nodig met die kombinasie van hierdie twee GVI-waarnemingsmetodes. Suid-Afrikaanse pediatriese gesondheidssorgs-fasiliteite moet GVI-waarneming individualiseer en aanpas na gelang van beskikbare hulpbronne en die konteks waarbinne gesondheidsorg verleen word. Ons het ‘n tekort aan isolasiefasiliteite, asook die gebrek aan identifisering van pasiënte wat isolasie benodig, geïdentifiseer as moontlike faktore wat kon bydra tot die verspreiding van infeksies. Daar is ook klem gelê op die behoefte aan negatiewe druk ventilasie vir die voorkoming van lugoordraagbare infeksies in kindersale waar tuberkulose endemies is. Ons het drie tegnieke ondersoek vir die evaluering van terminale skoonmaak van pediatriese isolasiekamers; fluoressentmerkers was die koste-effektiefste en ook die mees haalbare metode vir ons omgewing met beperkte hulpbronne. Ten slotte het ons twee derdes van ons pediatriese departement se personeellede oor hulle kennis, houdings en praktyke met betrekkig tot GVI uitgevra. In die proses het ons verskeie areas geidentifiseer waar kennis tekort skiet, asook areas waar infeksievoorkomingspraktyke verbeter kan word. As gevolg van 'n groot leemte in pediatriese GVI data in Afrika, bly dit ˈn openbare gesondheidsprobleem wat onvoldoende aandag en beperkte befondsing ontvang. Ons glo dat hierdie doktorale navorsing onomwonde bewys hoekom meer fondse bewillig moet word vir GVI-waarneming en voorkomingsprogramme vir gehospitaliseerde kinders in Afrikalande.

Please refer to this item in SUNScholar by using the following persistent URL: http://hdl.handle.net/10019.1/101389
This item appears in the following collections: