Implementazione clinica della sorveglianza genomica continua per identificare, tracciare e interrompere la trasmissione di batteri patogeni multiresistenti

Implementazione clinica della sorveglianza genomica continua per identificare, tracciare e interrompere la trasmissione di batteri patogeni multiresistenti

Le infezioni associate all’assistenza sanitaria (ICA) sono spesso associate a un aumento del rischio di sviluppare resistenza antimicrobica (AMR). Le IOS colpiscono molti pazienti in tutto il mondo, il che ha aumentato significativamente il costo totale di proprietà del sistema sanitario. Sebbene sia estremamente importante identificare gli agenti patogeni con tassi di trasmissione elevati negli ospedali, mancano le capacità diagnostiche dei laboratori per rintracciarli.

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

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In Australia, ogni anno più di 165.000 pazienti soffrono di ICA. Un’indagine australiana durata 30 giorni ha rilevato che i tassi di mortalità per le infezioni da Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) e da Enterococcus resistente alla vancomicina (VRE) negli ospedali erano rispettivamente del 14,9% e del 20%. La stessa indagine ha anche riportato un tasso di mortalità del 18,6% dovuto a infezioni del sangue da Escherichia coli produttore di beta-lattamasi a spettro esteso (ESBL-E) negli ospedali.

L'analisi del genoma si è rivelata uno strumento efficace per caratterizzare le vie di trasmissione dei patogeni. Questo strumento potrebbe migliorare le misure di prevenzione e controllo delle infezioni durante le epidemie patogene. Eppure viene utilizzato raramente come strumento di monitoraggio e prevenzione in tempo reale.

I metodi tradizionali di analisi genetica richiedono in genere molto tempo e gli strumenti di analisi non sono facilmente disponibili al di fuori dei laboratori specializzati. Recentemente sono stati sviluppati metodi di sequenziamento dell’intero genoma (WGS) per analizzare le dinamiche di trasmissione dei batteri patogeni, che hanno contribuito a valutare il loro potenziale di epidemia. Questo metodo potrebbe essere utilizzato come strumento di prima linea per combattere gli agenti patogeni che potrebbero minacciare la vita umana.

In un recente Malattie infettive cliniche Gli scienziati hanno sviluppato un flusso di lavoro WGS clinico in grado di rilevare eventi di trasmissione di agenti patogeni prima che diventino dominanti. Pertanto, questo metodo può prevenire e controllare efficacemente le infezioni e aiutare a sviluppare strategie per rispondere adeguatamente alle epidemie.

A proposito di studiare

Isolati di MRSA, VRE, ESBL-E, Acinetobacter baumannii resistente ai carbapenemi (CRAB) ed Enterobacterales produttori di carbapenemasi (CPE) sono stati ottenuti da emocolture, liquido cerebrospinale, siti sterili e campioni di screening (ad esempio, tamponi rettali) da tre grandi ospedali a Brisbane, Australia. Tra il 19 aprile 2017 e il 1 luglio 2021 sono stati ottenuti un totale di 2.660 isolati batterici dagli ospedali partecipanti. Questi agenti patogeni batterici sono stati isolati da 2.336 pazienti, di cui 259 pazienti hanno fornito isolati multipli.

In questo studio, i campioni sono stati raccolti settimanalmente, con una media di 8 campioni a settimana. Questi campioni sono stati sottoposti all'analisi WGS. WGS ha contribuito alla creazione della tipizzazione di sequenze multi-locus in silico (MLST). Inoltre, è stata eseguita la profilazione dei geni di resistenza utilizzando una pipeline di analisi genomica personalizzata.

Gli eventi presunti dell'epidemia sono stati determinati confrontando i polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) del genoma centrale. I dati clinici appropriati sono stati analizzati insieme ai dati dell'analisi genomica attraverso l'automazione personalizzata. Questi risultati sono stati compilati con rapporti specifici dell’ospedale che sono stati regolarmente distribuiti alle squadre di controllo delle infezioni.

Risultati dello studio

Tra gli isolati batterici totali sequenziati durante il periodo di studio, 293 erano bacilli MDR gram-negativi, 620 erano MRSA e 433 erano VRE. La combinazione di dati genomici ed epidemiologici ha contribuito a identificare 37 cluster che potrebbero essersi verificati a causa di eventi di trasmissione nella comunità piuttosto che negli ospedali.

I dati SNP del genoma centrale hanno mostrato che 335 isolati formavano 76 cluster distinti. È interessante notare che dei 76 cluster, 43 erano associati agli ospedali partecipanti. Questa scoperta suggerisce il verificarsi di una trasmissione batterica in corso all’interno degli ospedali. I restanti 33 cluster erano associati a eventi di trasmissione interospedaliera o a ceppi batterici circolanti all'interno di una comunità.

Effetti sugli studi

La disponibilità di rapporti tempestivi è fondamentale per sviluppare un programma di monitoraggio efficace. È importante sottolineare che l'attuale protocollo potrebbe fornire dati genomici entro 10 giorni dalla raccolta del campione. È importante notare che il tempo medio di consegna del referto di 33 giorni limita la rilevanza clinica dei dati.

Alcuni fattori associati a lunghi periodi di reporting includono l'ostacolo del trasporto dei campioni al laboratorio centrale, la mancanza di infrastrutture WGS in loco dedicate o dedicate e lo sviluppo continuo di pipeline analitiche. Tuttavia, questi ritardi potrebbero essere ridotti al minimo attraverso la riorganizzazione strutturale e il perfezionamento del flusso di lavoro.

In questo studio, il metodo basato su WGS ha contribuito a identificare due presunti cluster di trasmissione Ab1050-A1 e Eh90-A2 associati a precedenti epidemie. Questa scoperta suggerisce fortemente che il WGS debba essere utilizzato come potenziale strumento di sorveglianza per prevenire epidemie patogene.

Conclusioni

Una limitazione importante di questo studio è che il programma di sorveglianza prospettica era basato principalmente su batteri multiresistenti. Pertanto, nel presente studio non sono stati considerati altri organismi patogeni sensibili agli antibiotici.

Sebbene sia difficile integrare il flusso di lavoro WGS e altre infrastrutture informatiche adeguate nei sistemi sanitari esistenti, è importante istituirli per prevenire future epidemie. La struttura basata sul WGD può ridurre il costo complessivo del sistema sanitario.

Riferimento:

• 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

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