Клинично прилагане на непрекъснато геномно наблюдение за идентифициране, проследяване и прекъсване на предаването на мултирезистентни патогенни бактерии

Клинично прилагане на непрекъснато геномно наблюдение за идентифициране, проследяване и прекъсване на предаването на мултирезистентни патогенни бактерии

Инфекциите, свързани със здравни грижи (HAIs), често са свързани с повишен риск от развитие на антимикробна резистентност (AMR). HAI засягат много пациенти по света, което значително увеличи общите разходи за притежание на здравната система. Въпреки че е изключително важно да се идентифицират патогени с висока степен на предаване в болниците, липсва диагностичен лабораторен капацитет за тяхното проследяване.

Lernen: Klinische Implementierung der routinemäßigen Gesamtgenomsequenzierung zur Kontrolle von Krankenhausinfektionen mit multiresistenten Krankheitserregern. Bildnachweis: nobeastsofierce/Shutterstock

фон

Електронна книга по генетика и геномика

Компилация от най-добрите интервюта, статии и новини от последната година. Изтеглете безплатно копие

В Австралия повече от 165 000 пациенти страдат от HAI всяка година. Австралийско 30-дневно проучване установи, че нивата на смъртност при метицилин-резистентни Staphylococcus aureus (MRSA) и ванкомицин-резистентни Enterococcus (VRE) инфекции в болниците са съответно 14,9% и 20%. Същото проучване съобщава също за 18,6% смъртност поради инфекции на кръвния поток с Escherichia coli (ESBL-E), произвеждащи бета-лактамаза с разширен спектър в болниците.

Анализът на генома се оказа ефективен инструмент за характеризиране на пътищата на предаване на патогени. Този инструмент може да подобри мерките за предотвратяване на инфекции и контрол по време на патогенни огнища. Въпреки това рядко се използва като инструмент за наблюдение и превенция в реално време.

Традиционните методи за генетичен анализ обикновено отнемат време и инструментите за анализ не са лесно достъпни извън специализираните лаборатории. Наскоро бяха разработени методи за секвениране на целия геном (WGS) за анализ на динамиката на предаване на бактериални патогени, което помогна да се оцени техният потенциал за избухване. Този метод може да се използва като инструмент на първа линия за борба с патогени, които могат да застрашат човешкия живот.

В скорошен Клинични инфекциозни заболявания Учените са разработили клиничен работен процес на WGS, който може да открие събития на предаване на патогени, преди те да станат доминиращи. Следователно този метод може ефективно да предотврати и контролира инфекциите и да помогне за разработването на стратегии за адекватен отговор на огнища.

Относно ученето

Изолати на MRSA, VRE, ESBL-E, резистентни на карбапенем Acinetobacter baumannii (CRAB) и продуциращи карбапенемаза Enterobacterales (CPE) са получени от кръвни култури, CSF, стерилни места и проби за скрининг (напр. ректални тампони) от три големи болници в Бризбейн, Австралия. Общо 2660 бактериални изолати са получени от участващите болници между 19 април 2017 г. и 1 юли 2021 г. Тези бактериални патогени са изолирани от 2336 пациенти, от които 259 пациенти са предоставили множество изолати.

В това проучване пробите се събират всяка седмица със средно 8 проби на седмица. Тези проби бяха подложени на WGS анализ. WGS допринесе за установяването на in silico многолокусно типизиране на последователности (MLST). В допълнение, генното профилиране на резистентност беше извършено с помощта на персонализиран тръбопровод за геномен анализ.

Предполагаемите избухващи събития бяха определени чрез сравняване на единични нуклеотидни полиморфизми (SNP) на основния геном. Подходящите клинични данни бяха анализирани заедно с данните от геномния анализ чрез персонализирана автоматизация. Тези резултати бяха събрани със специфични за болницата доклади, които редовно се разпространяваха на екипите за контрол на инфекциите.

Резултати от изследването

Сред общите бактериални изолати, секвенирани по време на периода на изследването, 293 са грам-отрицателни MDR бацили, 620 са MRSA и 433 са VRE. Комбинацията от геномни и епидемиологични данни помогна за идентифицирането на 37 групи, които може да са възникнали поради събития на предаване в общността, а не поради болници.

Данните за SNP на основния геном показват, че 335 изолата образуват 76 различни клъстера. Интересното е, че от 76 клъстера 43 са свързани с участващите болници. Това откритие предполага наличието на продължаващо предаване на бактерии в рамките на болниците. Останалите 33 групи са свързани или с междуболнично предаване, или с бактериални щамове, циркулиращи в общността.

Ефекти върху изследванията

Наличието на навременни доклади е от решаващо значение за разработването на ефективна програма за мониторинг. Важно е, че настоящият протокол може да предостави геномни данни в рамките на 10 дни от вземането на пробата. Важно е да се отбележи, че средното време за обработка на доклада от 33 дни ограничава клиничното значение на данните.

Някои фактори, свързани с дългите периоди на докладване, включват възпрепятствано транспортиране на пробите до централната лаборатория, липса на специална или специализирана WGS инфраструктура на място и текущо развитие на аналитични тръбопроводи. Независимо от това, тези забавяния могат да бъдат сведени до минимум чрез структурна реорганизация и усъвършенстване на работния процес.

В това проучване базираният на WGS метод помогна да се идентифицират два предполагаеми предавателни клъстера Ab1050-A1 и Eh90-A2, които бяха свързани с предишни огнища. Тази констатация силно предполага, че WGS трябва да се използва като проспективен инструмент за наблюдение за предотвратяване на патогенни огнища.

Изводи

Основно ограничение на това проучване е, че проспективната програма за наблюдение се основава предимно на мултирезистентни бактерии. Следователно други чувствителни към антибиотици болестотворни организми не са взети предвид в настоящото проучване.

Въпреки че е трудно да се интегрират работният процес на WGS и друга подходяща компютърна инфраструктура в съществуващите здравни системи, важно е да се установят, за да се предотвратят бъдещи огнища. Съоръжението, базирано на WGD, може да намали общите разходи на здравната система.

Справка:

• Förde, B. et al. (2022) „Klinische Implementierung der routinemäßigen Gesamtgenomsequenzierung zur Krankenhausinfektionskontrolle multiresistenter Krankheitserreger“, Clinical Infectious Diseases. doi: 10.1093/cid/ciac726. https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciac726/6691363?searchresult=1&login=false#google_vignette

.