Κλινική εφαρμογή συνεχούς γονιδιωματικής επιτήρησης για τον εντοπισμό, την παρακολούθηση και τη διακοπή της μετάδοσης παθογόνων βακτηρίων ανθεκτικών σε πολλά φάρμακα

Κλινική εφαρμογή συνεχούς γονιδιωματικής επιτήρησης για τον εντοπισμό, την παρακολούθηση και τη διακοπή της μετάδοσης παθογόνων βακτηρίων ανθεκτικών σε πολλά φάρμακα

Οι λοιμώξεις που σχετίζονται με την υγειονομική περίθαλψη (HAI) συχνά συνδέονται με αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης μικροβιακής αντοχής (AMR). Τα HAI επηρεάζουν πολλούς ασθενείς παγκοσμίως, γεγονός που έχει αυξήσει σημαντικά το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας του συστήματος υγειονομικής περίθαλψης. Αν και είναι εξαιρετικά σημαντικό να εντοπιστούν παθογόνα με υψηλά ποσοστά μετάδοσης στα νοσοκομεία, υπάρχει έλλειψη διαγνωστικής εργαστηριακής ικανότητας για την ανίχνευσή τους.

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

φόντο

Ηλεκτρονικό βιβλίο Γενετικής & Γονιδιωματικής

Συγκέντρωση των κορυφαίων συνεντεύξεων, άρθρων και ειδήσεων του περασμένου έτους. Κατεβάστε ένα δωρεάν αντίγραφο

Στην Αυστραλία, περισσότεροι από 165.000 ασθενείς υποφέρουν από HAI κάθε χρόνο. Μια αυστραλιανή έρευνα 30 ημερών διαπίστωσε ότι τα ποσοστά θνησιμότητας για λοιμώξεις από Staphylococcus aureus (MRSA) και ανθεκτικό στη βανκομυκίνη Enterococcus (VRE) στα νοσοκομεία ήταν 14,9% και 20%, αντίστοιχα. Η ίδια έρευνα ανέφερε επίσης ποσοστό θνησιμότητας 18,6% λόγω λοιμώξεων της κυκλοφορίας του αίματος Escherichia coli (ESBL-E) εκτεταμένου φάσματος που παράγουν βήτα-λακταμάση στα νοσοκομεία.

Η ανάλυση γονιδιώματος έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για τον χαρακτηρισμό των οδών μετάδοσης των παθογόνων. Αυτό το εργαλείο θα μπορούσε να βελτιώσει τα μέτρα πρόληψης και ελέγχου των λοιμώξεων κατά τη διάρκεια παθογόνων εστιών. Ωστόσο, σπάνια χρησιμοποιείται ως εργαλείο παρακολούθησης και πρόληψης σε πραγματικό χρόνο.

Οι παραδοσιακές μέθοδοι γενετικής ανάλυσης είναι συνήθως χρονοβόρες και τα εργαλεία ανάλυσης δεν είναι άμεσα διαθέσιμα εκτός εξειδικευμένων εργαστηρίων. Πρόσφατα, αναπτύχθηκαν μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS) για την ανάλυση της δυναμικής μετάδοσης των βακτηριακών παθογόνων, οι οποίες βοήθησαν στην αξιολόγηση της πιθανότητας έκρηξής τους. Αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο πρώτης γραμμής για την καταπολέμηση παθογόνων που θα μπορούσαν να απειλήσουν την ανθρώπινη ζωή.

Σε μια πρόσφατη Κλινικές μολυσματικές ασθένειες Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια κλινική ροή εργασιών WGS που μπορεί να ανιχνεύσει συμβάντα μετάδοσης παθογόνων προτού καταστούν κυρίαρχα. Ως εκ τούτου, αυτή η μέθοδος μπορεί να αποτρέψει και να ελέγξει αποτελεσματικά τις λοιμώξεις και να βοηθήσει στην ανάπτυξη στρατηγικών για την επαρκή αντιμετώπιση των εστιών.

Σχετικά με τη μελέτη

Απομονώσεις MRSA, VRE, ESBL-E, ανθεκτικό στην καρβαπενέμη Acinetobacter baumannii (CRAB) και εντεροβακτηρίδια που παράγουν καρβαπενεμάση (CPE) ελήφθησαν από καλλιέργειες αίματος, ΕΝΥ, στείρες θέσεις και δείγματα διαλογής (π. Συνολικά ελήφθησαν 2.660 απομονώσεις βακτηρίων από νοσοκομεία που συμμετείχαν μεταξύ 19 Απριλίου 2017 και 1 Ιουλίου 2021. Αυτά τα βακτηριακά παθογόνα απομονώθηκαν από 2336 ασθενείς, εκ των οποίων 259 ασθενείς παρείχαν πολλαπλές απομονώσεις.

Σε αυτή τη μελέτη, τα δείγματα συλλέγονταν εβδομαδιαία, με μέσο όρο 8 δείγματα την εβδομάδα. Αυτά τα δείγματα υποβλήθηκαν σε ανάλυση WGS. Το WGS συνέβαλε στην καθιέρωση της τυποποίησης αλληλουχίας πολλαπλών θέσεων σε πυρίτιο (MLST). Επιπλέον, το προφίλ γονιδίου αντίστασης πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μια προσαρμοσμένη γραμμή γονιδιωματικής ανάλυσης.

Τα πιθανά συμβάντα έκρηξης προσδιορίστηκαν συγκρίνοντας πολυμορφισμούς μονονουκλεοτιδίου του πυρήνα του γονιδιώματος (SNPs). Τα κατάλληλα κλινικά δεδομένα αναλύθηκαν μαζί με δεδομένα γονιδιωματικής ανάλυσης μέσω προσαρμοσμένου αυτοματισμού. Αυτά τα αποτελέσματα συντάχθηκαν με αναφορές ειδικών για νοσοκομεία που διανέμονταν τακτικά σε ομάδες ελέγχου λοιμώξεων.

Αποτελέσματα μελέτης

Μεταξύ των συνολικών βακτηριακών απομονώσεων που προσδιορίστηκαν κατά την περίοδο της μελέτης, 293 ήταν αρνητικοί κατά Gram βάκιλλοι MDR, 620 ήταν MRSA και 433 ήταν VRE. Ο συνδυασμός γονιδιωματικών και επιδημιολογικών δεδομένων βοήθησε στον εντοπισμό 37 συστάδων που μπορεί να προέκυψαν λόγω γεγονότων μετάδοσης της κοινότητας και όχι νοσοκομείων.

Τα δεδομένα SNP του πυρήνα γονιδιώματος έδειξαν ότι 335 απομονώσεις σχημάτισαν 76 διακριτές συστάδες. Είναι ενδιαφέρον ότι από τις 76 ομάδες, οι 43 συσχετίστηκαν με τα νοσοκομεία που συμμετείχαν. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει την εμφάνιση συνεχιζόμενης βακτηριακής μετάδοσης μέσα στα νοσοκομεία. Οι υπόλοιπες 33 συστάδες συσχετίστηκαν είτε με συμβάντα διανοσοκομειακής μετάδοσης είτε με βακτηριακά στελέχη που κυκλοφορούν σε μια κοινότητα.

Επιδράσεις στις μελέτες

Η διαθεσιμότητα έγκαιρων αναφορών είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού προγράμματος παρακολούθησης. Είναι σημαντικό ότι το τρέχον πρωτόκολλο θα μπορούσε να παρέχει γονιδιωματικά δεδομένα εντός 10 ημερών από τη συλλογή του δείγματος. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο μέσος χρόνος διεκπεραίωσης της αναφοράς των 33 ημερών περιορίζει την κλινική συνάφεια των δεδομένων.

Ορισμένοι παράγοντες που σχετίζονται με μεγάλες περιόδους αναφοράς περιλαμβάνουν την παρεμπόδιση της μεταφοράς δειγμάτων στο κεντρικό εργαστήριο, την έλλειψη αποκλειστικής ή αποκλειστικής επιτόπιας υποδομής WGS και τη συνεχή ανάπτυξη αναλυτικών αγωγών. Ωστόσο, αυτές οι καθυστερήσεις θα μπορούσαν να ελαχιστοποιηθούν μέσω της δομικής αναδιοργάνωσης και της βελτίωσης της ροής εργασίας.

Σε αυτή τη μελέτη, η μέθοδος που βασίζεται στο WGS βοήθησε στον εντοπισμό δύο πιθανών συστάδων μετάδοσης Ab1050-A1 και Eh90-A2 που σχετίστηκαν με προηγούμενα ξεσπάσματα. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει έντονα ότι το WGS πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως προοπτικό εργαλείο επιτήρησης για την πρόληψη παθογόνων εστιών.

συμπεράσματα

Ένας σημαντικός περιορισμός αυτής της μελέτης είναι ότι το μελλοντικό πρόγραμμα επιτήρησης βασίστηκε κυρίως σε πολυανθεκτικά βακτήρια. Επομένως, άλλοι ευαίσθητοι στα αντιβιοτικά μικροοργανισμοί που προκαλούν ασθένειες δεν ελήφθησαν υπόψη στην τρέχουσα μελέτη.

Αν και είναι δύσκολο να ενσωματωθεί η ροή εργασιών του WGS και άλλη κατάλληλη υπολογιστική υποδομή στα υπάρχοντα συστήματα υγειονομικής περίθαλψης, είναι σημαντικό να καθιερωθούν για την πρόληψη μελλοντικών εστιών. Η εγκατάσταση που βασίζεται στο WGD μπορεί να μειώσει το συνολικό κόστος του συστήματος υγειονομικής περίθαλψης.

Αναφορά:

• 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

.