Pideva genoomse seire kliiniline rakendamine, et tuvastada, jälgida ja katkestada multiresistentsete patogeensete bakterite levik

Pideva genoomse seire kliiniline rakendamine, et tuvastada, jälgida ja katkestada multiresistentsete patogeensete bakterite levik

Tervishoiuga seotud infektsioonid (HAI) on sageli seotud antimikroobse resistentsuse (AMR) suurenenud riskiga. HAI-d mõjutavad paljusid patsiente kogu maailmas, mis on oluliselt suurendanud tervishoiusüsteemi omamise kogukulusid. Kuigi haiglates on ülimalt oluline tuvastada kõrge levikumääraga patogeenid, napib diagnostilise labori võimekust nende jälgimiseks.

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

taustal

Geneetika ja genoomika e-raamat

Eelmise aasta tippintervjuude, artiklite ja uudiste koostamine. Laadige alla tasuta koopia

Austraalias kannatab igal aastal HAI üle 165 000 patsiendi. Austraalias läbi viidud 30-päevane uuring näitas, et metitsilliiniresistentse Staphylococcus aureus'e (MRSA) ja vankomütsiiniresistentse Enterococcus'e (VRE) infektsioonide suremus haiglates oli vastavalt 14,9% ja 20%. Samas uuringus teatati ka 18,6%-lisest suremusest, mis oli tingitud laia toimespektriga beetalaktamaasi tootvatest Escherichia coli (ESBL-E) vereringeinfektsioonidest haiglates.

Genoomianalüüs on osutunud tõhusaks vahendiks patogeenide ülekandeteede iseloomustamiseks. See tööriist võib parandada nakkuste ennetamise ja tõrje meetmeid patogeensete puhangute ajal. Siiski kasutatakse seda harva reaalajas jälgimise ja ennetusvahendina.

Traditsioonilised geneetilise analüüsi meetodid on tavaliselt aeganõudvad ja analüüsivahendid ei ole väljaspool spetsialiseeritud laboreid kergesti kättesaadavad. Hiljuti töötati bakteriaalsete patogeenide ülekandedünaamika analüüsimiseks välja kogu genoomi järjestamise (WGS) meetodid, mis aitasid hinnata nende haiguspuhangu potentsiaali. Seda meetodit võiks kasutada eesliini vahendina, et võidelda patogeenidega, mis võivad ohustada inimelu.

Ühes hiljutises Kliinilised nakkushaigused Teadlased on välja töötanud kliinilise WGS-i töövoo, mis suudab tuvastada patogeenide ülekandesündmusi enne, kui need domineerivad. Seetõttu võib see meetod nakkusi tõhusalt ennetada ja kontrollida ning aidata välja töötada strateegiaid haiguspuhangutele adekvaatseks reageerimiseks.

Õppimisest

MRSA, VRE, ESBL-E, karbapeneemresistentsete Acinetobacter baumannii (CRAB) ja karbapenemaasi tootvate Enterobacterales'i (CPE) isolaadid saadi verekultuuridest, CSF-st, steriilsetest kohtadest ja sõelumisproovidest (nt rektaalsed tampooniproovid) kolmest suurest Austraalia Brisbani haiglast. Ajavahemikus 19. aprill 2017 kuni 1. juuli 2021 saadi osalevatest haiglatest kokku 2660 bakteriaalset isolaati. Need bakteriaalsed patogeenid eraldati 2336 patsiendilt, kellest 259 patsienti andsid mitu isolaati.

Selles uuringus koguti proove igal nädalal, keskmiselt 8 proovi nädalas. Nendele proovidele tehti WGS-analüüs. WGS aitas kaasa in silico mitme lookuse järjestuse tüpiseerimise (MLST) loomisele. Lisaks viidi läbi kohandatud genoomse analüüsi torujuhtme abil resistentsusgeeni profiilide koostamine.

Oletatavad haiguspuhangud määrati tuumagenoomi ühe nukleotiidi polümorfismide (SNP-de) võrdlemisel. Asjakohaseid kliinilisi andmeid analüüsiti koos genoomanalüüsi andmetega kohandatud automatiseerimise abil. Need tulemused koostati haiglaspetsiifiliste aruannetega, mida jagati regulaarselt infektsioonitõrjemeeskondadele.

Uuringu tulemused

Uuringuperioodi jooksul järjestatud bakteriaalsetest isolaatidest 293 olid gramnegatiivsed MDR-batsillid, 620 olid MRSA ja 433 olid VRE. Genoomiliste ja epidemioloogiliste andmete kombinatsioon aitas tuvastada 37 klastrit, mis võisid tekkida pigem kogukonna leviku sündmuste kui haiglate tõttu.

Tuumagenoomi SNP andmed näitasid, et 335 isolaati moodustasid 76 erinevat klastrit. Huvitaval kombel oli 76 klastrist 43 seotud osalevate haiglatega. See leid viitab jätkuvale bakterite levikule haiglates. Ülejäänud 33 klastrit olid seotud kas haiglatevahelise ülekandega või kogukonnas ringlevate bakteritüvedega.

Mõju uuringutele

Õigeaegsete aruannete kättesaadavus on tõhusa seireprogrammi väljatöötamiseks ülioluline. Oluline on see, et praegune protokoll võib anda genoomiandmeid 10 päeva jooksul pärast proovide kogumist. Oluline on märkida, et aruande keskmine 33-päevane tööaeg piirab andmete kliinilist tähtsust.

Mõned pikkade aruandlusperioodidega seotud tegurid hõlmavad proovide transportimise takistamist kesklaborisse, spetsiaalse või spetsiaalse kohapealse WGS-infrastruktuuri puudumist ja analüütiliste torustike jätkuvat arendamist. Sellegipoolest saab neid viivitusi minimeerida struktuurilise ümberkorraldamise ja töövoo täpsustamise abil.

Selles uuringus aitas WGS-põhine meetod tuvastada kaks oletatavat ülekandeklastrit Ab1050-A1 ja Eh90-A2, mis olid seotud varasemate haiguspuhangutega. See leid viitab kindlalt sellele, et WGS-i tuleb kasutada tulevase seirevahendina patogeensete puhangute vältimiseks.

Järeldused

Selle uuringu peamiseks piiranguks on see, et tulevane seireprogramm põhines peamiselt multiresistentsetel bakteritel. Seetõttu ei võetud käesolevas uuringus arvesse muid antibiootikumide suhtes tundlikke haigusi põhjustavaid organisme.

Kuigi WGS-i töövoogu ja muud sobivat arvutustaristut on raske olemasolevatesse tervishoiusüsteemidesse integreerida, on oluline need luua, et vältida tulevasi haiguspuhanguid. WGD-põhine rajatis võib vähendada tervishoiusüsteemi üldkulusid.

Viide:

• 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

.