The modern era struvite stone: patterns of urinary ... AWS

The modern era struvite stone: patterns of urinary infection and colonization   Haresh Thummar,Adam De Fazio, Piruz Motamedinia, Gina Badalato, Ruslan Korets, Mantu Gupta

Introduc*on:     •  While  observa-onal  studies  from  1970s  and   1980s  demonstrated  a  strong  associa-on   between  struvite  stones  and  urea-­‐spli>ng   organisms,  subsequent  work  in  the  1990s     reported  a  weakening  of  this  associa-on   •  This  change  prompted  considera-on  of  number   of  explana-ons,  including  (1)  fluoroquinolone   mediated  stone  steriliza-on  and  (2)  struvite   forma-on  in  the  absence  of  tradi-onal  urea-­‐ spli>ng  organisms   •  Since  the  last  major  observa-onal  study  was   published  20  years  ago,  we  sought  to  examine   whether  this  observed  trend  has  con-nued  while   offering  a  modern  assessment  of  struvite  stone   infec-on  paMerns  

Methods:   •  We  retrospec-vely  iden-fied  pa-ents  who   underwent  PCNL  between  February  2009  and   August  2013   •  Extracted  stones  were  sent  for  composi-on   analysis  and  stone  culture   •  Urine  samples  were  collected  both     preopera-vely  and  intraopera-vely     •  All  subjects  were  started  on  preopera-ve   an-bio-cs   •  Stones  were  classified  as  struvite  or  non-­‐struvite   based  on  the  presence  of  magnesium   ammonium  phosphate     •  Isolated  organisms  were  classified  as  either  urea-­‐ spli>ng  (US)  or  non-­‐urea-­‐spli>ng  based  on  the   findings  of  previously  published  studies  of   organism  specific  urease  ac-vity   •  For  struvite  formers,  addi-onal  clinical  data  was   gathered  regarding  UTI  risk  factors,  an-bio-c   exposure  prior  to  ini-al  presenta-on  and  urine   culture  results  from  the  12  months  prior  to  PCNL    

Table  3  –  Clinical  Characteris*cs  of  Struvite  Formers  

Figure  1  -­‐  Struvite  Stone  Cultures  –     Results  from  7  Previous  Studies  (1973-­‐1995)  

Recurrent  UTI,  no.  (%)   UTI  Risk  Factors,  no.  (%)      All      Neurogenic  bladder      Foreign  Body      Disease  State  (HIV,  DM)      Obstruc-on      Anatomic  Abnormality      Reflux   An*bio*c  Tx,  no.  (%)      Preop      Prior  to  Ini-al  Office  Visit  

100%  

Results:  

33  (83)     29  (73)   11  (28)   10  (25)      9  (23)      8  (20)      6  (15)      2    (5)     40  (100)   30  (75)  

Non-­‐ Struvite  

p-­‐value  

Pts,  no.  (%)   480  (100)   42    (9)  

438  (91)  

-­‐-­‐-­‐  

Age,  mean   55  

53    

56  

     0.341  

•  Overall  70%  of  struvite  stone  cultures  were   posi-ve  (vs.  24%  ,  p  <  0.001)  while  30%  grew   urea-­‐spli>ng  organisms    (vs.  10%,  p  ng  organisms  (vs.  10%,   p  ng   organism   •  Considering  the  12  sterile  struvite  stones,  8   (67%)  were  associated  with  at  a  posi-ve  urine   culture  and  all  12  were  associated  with  a  history   of  recurrent  UTI  or  a  known  UTI  risk  factor  

Sex,  no.   240  (50)   female  (%)  

34  (81)  

206  (47)    

<  0.001  

Conclusions:  

90%   %  Posi-ve  (All  Organisms)  

80%  

%  Posi-ve  (Urea-­‐Spli>ng  Only)  

70%   60%   50%   40%   30%   20%   10%   0%   Thompson   and  Stamey*   (1973)  

Fowler   (1984)  

Lewi               McCartney   (1984)   (1985)  

Bratell   (1990)  

Hugosson*   (1990)  

Gault               (1995)  

Figure  2  –  Struvite  Stone  Culture  Results    

*  Studies  included  both  intrarenal  and  extrarenal  stones  

25%   20%  

Table  1  –  Demographics  of  En*re  Sample  and   Comparison  of  Struvite  and  Non-­‐Struvite  Formers   All  

Struvite  

15%   10%   5%   0%  

Table  4  –  Profiles  of  Subjects  with  Sterile  Struvite  Stones   Table  2  –  Culture  Results  for  En*re  Sample  and    Comparison  of  Struvite  and  Non-­‐Struvite  Stones   Stone  Cx  -­‐  All  organisms   no.  pos  (%)   Stone  Cx  –  US  Only   no.  pos  (%)   Preop  Urine  Cx  –  All  organisms   no.  pos  (%)   Preop  Urine  Cx  –  US  Only   no.  pos  (%)   Prev  Urine  Cx  -­‐  All  organisms   no.  pos  (%)     Prev  Urine  Cx  –  US  Only   no.  pos  (%)  

Struvite   Non-­‐Struvite     p-­‐value   28  (70)   95  (24)   <  0.001   12  (30)  

40  (10)  

<  0.001  

23  (56)  

85  (22)  

<  0.001  

13  (32)  

38  (10)  

<  0.001  

24  (86)   15  (54)  

-­‐-­‐-­‐   -­‐-­‐-­‐  

-­‐-­‐-­‐   -­‐-­‐-­‐  

Previous   Previous  UCx     Pt.  #     Recurrent     UTI    Risk  Factors   ABX   (Sex)     UTI     Neurogenic  bladder   N   P.  aeruginosa   3  (F)   Y  

Preop  UCx  

Intraop  UCx  

No  growth  

No  growth  

Retroperitoneal  mass   N  

E.  coli  

No  growth  

No  growth  

-­‐-­‐-­‐  

No  growth  

No  growth  

No  growth  

Calyceal  Diver-culum   Y  

K.  pneumoniae  

K.  pneumoniae  

No  growth  

Neurogenic  bladder  

Y  

P.  mirabilis  

No  growth  

No  growth  

-­‐-­‐-­‐  

Y  

No  growth    

No  growth  

No  growth  

DM  

Y  

E.  coli  

E.  coli  

No  growth  

DM  

N  

No  growth  

No  growth  

No  growth  

Neurogenic  bladder  

Y  

S.  agalac6ae  

No  growth  

No  growth  

Bifid  collec-ng   system   -­‐-­‐-­‐  

Y  

-­‐-­‐-­‐  

No  growth  

No  growth  

Y  

S.  saprophy6cus  

No  growth  

No  growth  

Pregnancy  

Y  

P.  mirabilis  

No  growth  

No  growth  

10(F)   12(M)   14  (F)   15  (F)   17  (F)   18  (F)  

Y     Y   Y   N   Y   Y  

22  (F)   N   28  (F)   Y   30  (F)   Y   31  (F)   Y   36  (F)   Y  

Y  

•  While  culture  results,  demographic  data  and   clinical  history  suggest  a  significant  associa-on   between  struvite  stones  and  infec-on,  urea-­‐ spli>ng  organisms  could  not  be  iden-fied  in   associa-on  with  all  struvite  stones  in  this  series   •  The  finding  of  sterile  struvite  stones  suggests   possible  stone  steriliza-on,  especially  in  the   context  of  extensive  preopera-ve  an-bio-c   exposure   •  The  presence  of  tradi-onally  non-­‐urea-­‐spli>ng   organisms  on  stone  culture  encourages  1)   reevalua-on  of  their  urease-­‐producing  poten-al,   2)  considera-on  of  a  contributory  role  in  struvite   forma-on  and  3)  expansion  of  an-bio-c   coverage  for  both  Enterococcus  spp.  and  E.  coli  in   the  management  of  suspected  struvite  stones