Klinisk implementering av kontinuerlig genomisk overvåking for å identifisere, spore og avbryte overføring av multiresistente patogene bakterier

Klinisk implementering av kontinuerlig genomisk overvåking for å identifisere, spore og avbryte overføring av multiresistente patogene bakterier

Helse-assosierte infeksjoner (HAI) er ofte forbundet med økt risiko for å utvikle antimikrobiell resistens (AMR). HAI påvirker mange pasienter over hele verden, noe som har økt de totale eierkostnadene for helsevesenet betydelig. Selv om det er ekstremt viktig å identifisere patogener med høy overføringshastighet på sykehus, er det mangel på diagnostisk laboratoriekapasitet for å spore dem.

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

bakgrunn

Genetikk og genomikk eBok

Sammenstilling av de beste intervjuene, artikler og nyheter fra det siste året. Last ned en gratis kopi

I Australia lider mer enn 165 000 pasienter av HAI hvert år. En australsk 30-dagers undersøkelse fant at dødeligheten for meticillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) og vancomycin-resistente Enterococcus (VRE)-infeksjoner på sykehus var henholdsvis 14,9 % og 20 %. Den samme undersøkelsen rapporterte også en dødelighet på 18,6 % på grunn av utvidet spektrum beta-laktamase-produserende Escherichia coli (ESBL-E) blodstrøminfeksjoner på sykehus.

Genomanalyse har vist seg å være et effektivt verktøy for å karakterisere patogenoverføringsveier. Dette verktøyet kan forbedre infeksjonsforebygging og kontrolltiltak under patogene utbrudd. Likevel brukes den sjelden som et sanntids overvåkings- og forebyggingsverktøy.

Tradisjonelle metoder for genetisk analyse er vanligvis tidkrevende og analyseverktøyene er ikke lett tilgjengelige utenfor spesialiserte laboratorier. Nylig ble metoder for helgenomsekvensering (WGS) utviklet for å analysere overføringsdynamikken til bakterielle patogener, noe som bidro til å vurdere utbruddspotensialet deres. Denne metoden kan brukes som et frontlinjeverktøy for å bekjempe patogener som kan true menneskeliv.

I en nylig Kliniske infeksjonssykdommer Forskere har utviklet en klinisk WGS-arbeidsflyt som kan oppdage patogenoverføringshendelser før de blir dominerende. Derfor kan denne metoden effektivt forebygge og kontrollere infeksjoner og bidra til å utvikle strategier for adekvat respons på utbrudd.

Om å studere

Isolater av MRSA, VRE, ESBL-E, karbapenem-resistente Acinetobacter baumannii (CRAB) og karbapenemase-produserende Enterobacterales (CPE) ble hentet fra blodkulturer, CSF, sterile steder og screeningsprøver (f.eks. rektale vattpinner) fra tre store sykehus i Brisbane, Australia. Totalt 2660 bakterieisolater ble hentet fra deltakende sykehus mellom 19. april 2017 og 1. juli 2021. Disse bakterielle patogenene ble isolert fra 2336 pasienter, hvorav 259 pasienter ga flere isolater.

I denne studien ble det samlet inn prøver ukentlig, med et gjennomsnitt på 8 prøver per uke. Disse prøvene ble utsatt for WGS-analyse. WGS bidro til etableringen av in silico multi-locus sekvenstyping (MLST). I tillegg ble resistensgenprofilering utført ved bruk av en tilpasset genomisk analysepipeline.

De antatte utbruddshendelsene ble bestemt ved å sammenligne kjernegenom-enkelnukleotidpolymorfismer (SNP-er). Passende kliniske data ble analysert sammen med genomiske analysedata gjennom tilpasset automatisering. Disse resultatene ble satt sammen med sykehusspesifikke rapporter som regelmessig ble distribuert til smittevernteam.

Studieresultater

Blant de totale bakterieisolatene som ble sekvensert i løpet av studieperioden, var 293 gramnegative MDR-basiller, 620 var MRSA og 433 var VRE. Kombinasjonen av genomiske og epidemiologiske data bidro til å identifisere 37 klynger som kan ha oppstått på grunn av overføringshendelser i samfunnet i stedet for sykehus.

Kjernegenom SNP-data viste at 335 isolater dannet 76 distinkte klynger. Interessant nok var 43 av de 76 klyngene assosiert med de deltakende sykehusene. Dette funnet tyder på forekomsten av pågående bakteriell overføring innen sykehus. De resterende 33 klyngene var assosiert med enten interhospitale overføringshendelser eller med bakteriestammer som sirkulerte i et samfunn.

Effekter på studier

Tilgjengeligheten av tidsriktige rapporter er avgjørende for å utvikle et effektivt overvåkingsprogram. Viktigere, den nåværende protokollen kan gi genomiske data innen 10 dager etter prøvesamling. Det er viktig å merke seg at den gjennomsnittlige omløpstiden for rapporter på 33 dager begrenser den kliniske relevansen til dataene.

Noen faktorer knyttet til lange rapporteringsperioder inkluderer hindret prøvetransport til sentrallaboratoriet, mangel på dedikert eller dedikert WGS-infrastruktur på stedet og pågående utvikling av analytiske rørledninger. Likevel kan disse forsinkelsene minimeres gjennom strukturell omorganisering og forbedringer av arbeidsflyten.

I denne studien bidro den WGS-baserte metoden til å identifisere to antatte overføringsklynger Ab1050-A1 og Eh90-A2 som var assosiert med tidligere utbrudd. Dette funnet tyder sterkt på at WGS må brukes som et prospektivt overvåkingsverktøy for å forhindre patogene utbrudd.

Konklusjoner

En stor begrensning ved denne studien er at det prospektive overvåkingsprogrammet hovedsakelig var basert på multiresistente bakterier. Derfor ble ikke andre antibiotika-sensitive sykdomsfremkallende organismer vurdert i den nåværende studien.

Selv om det er vanskelig å integrere WGS-arbeidsflyten og annen passende datainfrastruktur i eksisterende helsesystemer, er det viktig å etablere dem for å forhindre fremtidige utbrudd. Det WGD-baserte anlegget kan redusere de totale kostnadene for helsevesenet.

Referanse:

• 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

.