Klinička provedba kontinuiranog genomskog nadzora za identifikaciju, praćenje i prekid prijenosa patogenih bakterija rezistentnih na više lijekova

Klinička provedba kontinuiranog genomskog nadzora za identifikaciju, praćenje i prekid prijenosa patogenih bakterija rezistentnih na više lijekova

Infekcije povezane sa zdravstvenom skrbi (HAI) često su povezane s povećanim rizikom od razvoja antimikrobne rezistencije (AMR). HAI pogađaju mnoge pacijente diljem svijeta, što je značajno povećalo ukupne troškove vlasništva zdravstvenog sustava. Iako je iznimno važno identificirati patogene s visokim stopama prijenosa u bolnicama, nedostaje dijagnostičkih laboratorijskih kapaciteta za njihovo praćenje.

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

pozadina

E-knjiga o genetici i genomici

Kompilacija najboljih intervjua, članaka i vijesti iz prošle godine. Preuzmite besplatnu kopiju

U Australiji više od 165 000 pacijenata oboli od HAI svake godine. Australsko 30-dnevno istraživanje pokazalo je da su stope smrtnosti za meticilin-rezistentne Staphylococcus aureus (MRSA) i vankomicin-rezistentne Enterococcus (VRE) infekcije u bolnicama bile 14,9% odnosno 20%. Ista je anketa također izvijestila o stopi smrtnosti od 18,6% zbog infekcija krvotoka bakterijom Escherichia coli (ESBL-E) proširenog spektra koja proizvodi beta-laktamazu u bolnicama.

Analiza genoma se pokazala učinkovitim alatom za karakterizaciju putova prijenosa patogena. Ovaj bi alat mogao poboljšati mjere prevencije infekcije i kontrole tijekom izbijanja patogenih bolesti. Ipak, rijetko se koristi kao alat za praćenje i prevenciju u stvarnom vremenu.

Tradicionalne metode genetske analize obično oduzimaju puno vremena, a alati za analizu nisu lako dostupni izvan specijaliziranih laboratorija. Nedavno su razvijene metode sekvenciranja cijelog genoma (WGS) za analizu dinamike prijenosa bakterijskih patogena, što je pomoglo u procjeni njihovog potencijala izbijanja. Ova bi se metoda mogla koristiti kao prvi alat za borbu protiv patogena koji bi mogli ugroziti ljudski život.

U nedavnoj Kliničke zarazne bolesti Znanstvenici su razvili klinički WGS tijek rada koji može detektirati događaje prijenosa patogena prije nego što postanu dominantni. Stoga ova metoda može učinkovito spriječiti i kontrolirati infekcije te pomoći u razvoju strategija za odgovarajući odgovor na izbijanja.

O studiranju

Izolati MRSA, VRE, ESBL-E, Acinetobacter baumannii (CRAB) otpornog na karbapeneme i Enterobacterales koji proizvode karbapenemazu (CPE) dobiveni su iz hemokultura, CSF-a, sterilnih mjesta i uzoraka za probir (npr. rektalni brisevi) iz tri velike bolnice u Brisbaneu, Australija. Ukupno 2660 bakterijskih izolata dobiveno je iz bolnica koje su sudjelovale između 19. travnja 2017. i 1. srpnja 2021. Ovi bakterijski patogeni izolirani su od 2336 pacijenata, od kojih je 259 pacijenata dalo višestruke izolate.

U ovoj studiji uzorci su prikupljani tjedno, u prosjeku 8 uzoraka tjedno. Ti su uzorci podvrgnuti WGS analizi. WGS je doprinio uspostavi in ​​silico multi-locus sequence typing (MLST). Osim toga, profiliranje gena otpornosti provedeno je korištenjem prilagođenog cjevovoda za genomsku analizu.

Pretpostavljeni događaji izbijanja utvrđeni su usporedbom polimorfizama jednog nukleotida (SNP) jezgre genoma. Odgovarajući klinički podaci analizirani su zajedno s podacima genomske analize putem prilagođene automatizacije. Ovi su rezultati sastavljeni s bolničkim izvješćima koja su redovito distribuirana timovima za kontrolu infekcije.

Rezultati studije

Među ukupnim bakterijskim izolatima sekvenciranim tijekom razdoblja istraživanja, 293 su bili gram-negativni MDR bacili, 620 bili su MRSA, a 433 bili su VRE. Kombinacija genomskih i epidemioloških podataka pomogla je identificirati 37 klastera koji su možda nastali zbog događaja prijenosa u zajednici, a ne u bolnicama.

SNP podaci temeljnog genoma pokazali su da je 335 izolata formiralo 76 različitih skupina. Zanimljivo, od 76 klastera, 43 su bila povezana s bolnicama koje su sudjelovale. Ovo otkriće sugerira pojavu stalnog prijenosa bakterija unutar bolnica. Preostala 33 klastera povezana su ili s interhospitalnim prijenosom ili s bakterijskim sojevima koji kruže unutar zajednice.

Učinci na studije

Dostupnost pravovremenih izvješća ključna je za razvoj učinkovitog programa praćenja. Važno je da bi trenutni protokol mogao dati genomske podatke unutar 10 dana od prikupljanja uzorka. Važno je napomenuti da prosječno vrijeme obrade izvješća od 33 dana ograničava kliničku važnost podataka.

Neki čimbenici povezani s dugim razdobljima izvješćivanja uključuju otežan transport uzoraka do središnjeg laboratorija, nedostatak namjenske WGS infrastrukture na licu mjesta i tekući razvoj analitičkih cjevovoda. Unatoč tome, ta se kašnjenja mogu svesti na najmanju moguću mjeru strukturnom reorganizacijom i usavršavanjem tijeka rada.

U ovoj studiji, metoda temeljena na WGS-u pomogla je identificirati dva navodna prijenosna klastera Ab1050-A1 i Eh90-A2 koji su bili povezani s prethodnim izbijanjima. Ovo otkriće snažno sugerira da se WGS treba koristiti kao potencijalno sredstvo nadzora za sprječavanje izbijanja patogenih bolesti.

Zaključci

Glavno ograničenje ove studije je da se prospektivni program nadzora prvenstveno temeljio na bakterijama otpornim na više lijekova. Stoga drugi organizmi koji uzrokuju bolesti osjetljivi na antibiotike nisu razmatrani u ovoj studiji.

Iako je teško integrirati tijek rada WGS-a i drugu odgovarajuću računalnu infrastrukturu u postojeće zdravstvene sustave, važno ih je uspostaviti kako bi se spriječile buduće epidemije. Ustanova temeljena na WGD-u može smanjiti ukupne troškove zdravstvenog sustava.

Referenca:

• 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

.