Klinická implementace nepřetržitého genomického dozoru k identifikaci, sledování a přerušení přenosu multirezistentních patogenních bakterií

Klinická implementace nepřetržitého genomického dozoru k identifikaci, sledování a přerušení přenosu multirezistentních patogenních bakterií

Infekce spojené se zdravotní péčí (HAI) jsou často spojeny se zvýšeným rizikem rozvoje antimikrobiální rezistence (AMR). HAI postihují mnoho pacientů po celém světě, což výrazně zvýšilo celkové náklady na vlastnictví systému zdravotní péče. Přestože je nesmírně důležité identifikovat patogeny s vysokou přenosovou rychlostí v nemocnicích, chybí zde diagnostická laboratorní kapacita k jejich sledování.

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

pozadí

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok. Stáhněte si bezplatnou kopii

V Austrálii trpí HAI ročně více než 165 000 pacientů. Australský 30denní průzkum zjistil, že úmrtnost na meticilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) a vankomycin-rezistentní Enterococcus (VRE) v nemocnicích byla 14,9 %, respektive 20 %. Stejný průzkum také uvedl 18,6% úmrtnost v důsledku infekcí krevního řečiště Escherichia coli (ESBL-E) produkující rozšířené spektrum beta-laktamázy v nemocnicích.

Genomová analýza se ukázala jako účinný nástroj pro charakterizaci cest přenosu patogenů. Tento nástroj by mohl zlepšit prevenci infekcí a kontrolní opatření během propuknutí patogenních ohnisek. Přesto se zřídka používá jako nástroj monitorování a prevence v reálném čase.

Tradiční metody genetické analýzy jsou obvykle časově náročné a analytické nástroje nejsou snadno dostupné mimo specializované laboratoře. Nedávno byly vyvinuty metody sekvenování celého genomu (WGS) pro analýzu dynamiky přenosu bakteriálních patogenů, což pomohlo posoudit jejich potenciál propuknutí. Tato metoda by mohla být použita jako přední nástroj v boji proti patogenům, které by mohly ohrozit lidský život.

V nedávném Klinická infekční onemocnění Vědci vyvinuli klinický pracovní postup WGS, který dokáže detekovat události přenosu patogenů dříve, než se stanou dominantními. Proto může tato metoda účinně předcházet a kontrolovat infekce a pomoci vyvinout strategie adekvátní reakce na ohniska.

O studiu

Izoláty MRSA, VRE, ESBL-E, Acinetobacter baumannii (CRAB) rezistentní na karbapenem a Enterobacterales produkující karbapenemázu (CPE) byly získány z hemokultur, CSF, sterilních míst a screeningových vzorků (např. rektální výtěry) ze tří velkých nemocnic v Brisbane, Austrálie. V období od 19. dubna 2017 do 1. července 2021 bylo ze zúčastněných nemocnic získáno celkem 2 660 bakteriálních izolátů. Tyto bakteriální patogeny byly izolovány od 2 336 pacientů, z nichž 259 pacientů poskytlo více izolátů.

V této studii byly vzorky odebírány týdně, v průměru 8 vzorků za týden. Tyto vzorky byly podrobeny WGS analýze. WGS přispěla k zavedení in silico multi-locus sekvenční typizace (MLST). Kromě toho bylo provedeno profilování genu rezistence pomocí přizpůsobeného potrubí genomické analýzy.

Předpokládané případy propuknutí byly určeny porovnáním jednonukleotidových polymorfismů jádrového genomu (SNP). Příslušná klinická data byla analyzována spolu s daty genomické analýzy prostřednictvím vlastní automatizace. Tyto výsledky byly sestaveny se zprávami pro konkrétní nemocnice, které byly pravidelně distribuovány týmům pro kontrolu infekcí.

Výsledky studie

Mezi celkovými bakteriálními izoláty sekvenovanými během období studie bylo 293 gramnegativních MDR bacilů, 620 MRSA a 433 VRE. Kombinace genomických a epidemiologických dat pomohla identifikovat 37 shluků, které mohly vzniknout spíše kvůli událostem přenosu v komunitě než v nemocnicích.

Data SNP jádra genomu ukázala, že 335 izolátů vytvořilo 76 odlišných shluků. Zajímavé je, že ze 76 klastrů bylo 43 spojeno se zúčastněnými nemocnicemi. Toto zjištění naznačuje výskyt probíhajícího přenosu bakterií v nemocnicích. Zbývajících 33 shluků bylo spojeno buď s mezinemocničními přenosovými událostmi, nebo s bakteriálními kmeny cirkulujícími v komunitě.

Účinky na studie

Dostupnost včasných zpráv je zásadní pro vytvoření účinného monitorovacího programu. Důležité je, že současný protokol by mohl poskytnout genomická data do 10 dnů od odběru vzorků. Je důležité poznamenat, že průměrná doba zpracování zprávy 33 dní omezuje klinickou relevanci dat.

Některé faktory spojené s dlouhými obdobími podávání zpráv zahrnují ztížený transport vzorků do centrální laboratoře, nedostatek vyhrazené nebo vyhrazené infrastruktury WGS na místě a pokračující vývoj analytických potrubí. Tato zpoždění by však mohla být minimalizována strukturální reorganizací a zdokonalením pracovních postupů.

V této studii metoda založená na WGS pomohla identifikovat dva domnělé přenosové shluky Ab1050-A1 a Eh90-A2, které byly spojeny s předchozími ohnisky. Toto zjištění silně naznačuje, že WGS je třeba použít jako perspektivní nástroj dohledu k prevenci patogenních ohnisek.

Závěry

Hlavním omezením této studie je, že prospektivní sledovací program byl založen především na multirezistentních bakteriích. Proto nebyly v současné studii brány v úvahu jiné organismy způsobující onemocnění citlivé na antibiotika.

Ačkoli je obtížné integrovat pracovní postup WGS a další vhodnou výpočetní infrastrukturu do stávajících systémů zdravotní péče, je důležité je zavést, aby se předešlo budoucím epidemiím. Zařízení založené na WGD může snížit celkové náklady na systém zdravotní péče.

Odkaz:

• 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

.