Nepārtrauktas genoma uzraudzības klīniska īstenošana, lai identificētu, izsekotu un pārtrauktu pret daudzām zālēm rezistentu patogēnu baktēriju pārnešanu

Nepārtrauktas genoma uzraudzības klīniska īstenošana, lai identificētu, izsekotu un pārtrauktu pret daudzām zālēm rezistentu patogēnu baktēriju pārnešanu

Ar veselības aprūpi saistītas infekcijas (HAI) bieži ir saistītas ar paaugstinātu pretmikrobu rezistences (AMR) attīstības risku. HAI skar daudzus pacientus visā pasaulē, kas ir ievērojami palielinājis veselības aprūpes sistēmas kopējās īpašumtiesību izmaksas. Lai gan slimnīcās ir ārkārtīgi svarīgi identificēt patogēnus ar augstu transmisijas ātrumu, trūkst diagnostikas laboratorijas kapacitātes, lai tos izsekotu.

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

fons

Ģenētika un genomika e-grāmata

Pagājušā gada populārāko interviju, rakstu un ziņu apkopojums. Lejupielādējiet bezmaksas kopiju

Austrālijā katru gadu vairāk nekā 165 000 pacientu cieš no HAI. Austrālijas 30 dienu aptauja atklāja, ka mirstības rādītāji no meticilīna rezistentā Staphylococcus aureus (MRSA) un vankomicīna rezistentā Enterococcus (VRE) infekcijām slimnīcās bija attiecīgi 14,9% un 20%. Tajā pašā aptaujā tika ziņots arī par 18,6% mirstības līmeni, ko izraisīja plaša spektra beta-laktamāzi ražojošas Escherichia coli (ESBL-E) asinsrites infekcijas slimnīcās.

Genoma analīze ir izrādījusies efektīvs līdzeklis patogēnu pārnešanas ceļu raksturošanai. Šis rīks varētu uzlabot infekciju profilakses un kontroles pasākumus patogēnu uzliesmojumu laikā. Tomēr to reti izmanto kā reāllaika uzraudzības un profilakses rīku.

Tradicionālās ģenētiskās analīzes metodes parasti ir laikietilpīgas, un analīzes rīki nav viegli pieejami ārpus specializētām laboratorijām. Nesen tika izstrādātas visa genoma sekvencēšanas (WGS) metodes, lai analizētu baktēriju patogēnu transmisijas dinamiku, kas palīdzēja novērtēt to uzliesmojuma potenciālu. Šo metodi varētu izmantot kā priekšējo līdzekli, lai apkarotu patogēnus, kas varētu apdraudēt cilvēka dzīvību.

Nesenā Klīniskās infekcijas slimības Zinātnieki ir izstrādājuši klīnisku WGS darbplūsmu, kas var noteikt patogēnu pārnešanas notikumus, pirms tie kļūst par dominējošiem. Tāpēc šī metode var efektīvi novērst un kontrolēt infekcijas un palīdzēt izstrādāt stratēģijas, lai adekvāti reaģētu uz uzliesmojumiem.

Par mācībām

MRSA, VRE, ESBL-E, pret karbapenēmu rezistentu Acinetobacter baumannii (CRAB) un karbapenēmu ražojošo Enterobacterales (CPE) izolāti tika iegūti no asins kultūrām, CSF, sterilām vietām un skrīninga paraugiem (piemēram, taisnās zarnas uztriepes) no trim lielām slimnīcām Brisban, Austrālijā. Kopumā no 2017. gada 19. aprīļa līdz 2021. gada 1. jūlijam no iesaistītajām slimnīcām tika iegūti 2660 baktēriju izolāti. Šie baktēriju patogēni tika izolēti no 2336 pacientiem, no kuriem 259 pacienti nodrošināja vairākus izolātus.

Šajā pētījumā paraugi tika savākti katru nedēļu, vidēji 8 paraugi nedēļā. Šie paraugi tika pakļauti WGS analīzei. WGS veicināja in silico vairāku lokusu secību tipēšanas (MLST) izveidi. Turklāt rezistences gēnu profilēšana tika veikta, izmantojot pielāgotu genoma analīzes cauruļvadu.

Iespējamie uzliesmojuma notikumi tika noteikti, salīdzinot kodola genoma viena nukleotīda polimorfismus (SNP). Izmantojot pielāgotu automatizāciju, tika analizēti atbilstoši klīniskie dati kopā ar genoma analīzes datiem. Šie rezultāti tika apkopoti ar slimnīcu specifiskiem ziņojumiem, kas regulāri tika izplatīti infekciju kontroles komandām.

Studiju rezultāti

No kopējiem baktēriju izolātiem, kas sekvencēti pētījuma periodā, 293 bija gramnegatīvi MDR baciļi, 620 bija MRSA un 433 bija VRE. Genomisko un epidemioloģisko datu kombinācija palīdzēja identificēt 37 kopas, kas varētu būt radušās kopienas pārnešanas notikumu, nevis slimnīcu dēļ.

Galvenā genoma SNP dati parādīja, ka 335 izolāti veidoja 76 atšķirīgas kopas. Interesanti, ka no 76 kopām 43 bija saistītas ar iesaistītajām slimnīcām. Šis atklājums liecina par pastāvīgu baktēriju pārnešanu slimnīcās. Atlikušās 33 kopas bija saistītas vai nu ar starpslimnīcu pārnešanas notikumiem, vai ar baktēriju celmiem, kas cirkulēja kopienā.

Ietekme uz pētījumiem

Savlaicīgu ziņojumu pieejamība ir ļoti svarīga efektīvas uzraudzības programmas izstrādei. Svarīgi, ka pašreizējais protokols varētu nodrošināt genoma datus 10 dienu laikā pēc paraugu savākšanas. Ir svarīgi atzīmēt, ka vidējais ziņojuma apstrādes laiks 33 dienas ierobežo datu klīnisko atbilstību.

Daži faktori, kas saistīti ar gariem ziņošanas periodiem, ir traucēta paraugu transportēšana uz centrālo laboratoriju, speciālas vai speciālas WGS infrastruktūras trūkums uz vietas un analītisko cauruļvadu nepārtraukta attīstība. Tomēr šīs kavēšanās varētu samazināt, veicot strukturālu reorganizāciju un pilnveidojot darbplūsmu.

Šajā pētījumā uz WGS balstītā metode palīdzēja identificēt divus iespējamos transmisijas kopas Ab1050-A1 un Eh90-A2, kas bija saistītas ar iepriekšējiem uzliesmojumiem. Šis atklājums stingri norāda, ka WGS ir jāizmanto kā perspektīvs uzraudzības instruments, lai novērstu patogēnu uzliesmojumu.

Secinājumi

Galvenais šī pētījuma ierobežojums ir tas, ka paredzamā uzraudzības programma galvenokārt balstījās uz daudzu zāļu rezistentām baktērijām. Tāpēc šajā pētījumā netika ņemti vērā citi pret antibiotikām jutīgi slimību izraisošie organismi.

Lai gan ir grūti integrēt WGS darbplūsmu un citu atbilstošu skaitļošanas infrastruktūru esošajās veselības aprūpes sistēmās, ir svarīgi tās izveidot, lai novērstu turpmākus uzliesmojumus. Uz WGD balstīta iekārta var samazināt veselības aprūpes sistēmas kopējās izmaksas.

Atsauce:

• 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

.