Kliniczne wdrożenie ciągłego nadzoru genomicznego w celu identyfikacji, śledzenia i przerywania przenoszenia bakterii chorobotwórczych opornych na wiele leków

Kliniczne wdrożenie ciągłego nadzoru genomicznego w celu identyfikacji, śledzenia i przerywania przenoszenia bakterii chorobotwórczych opornych na wiele leków

Zakażenia związane z opieką zdrowotną (HAI) często wiążą się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR). Infekcje HAI dotykają wielu pacjentów na całym świecie, co znacznie zwiększa całkowity koszt posiadania systemu opieki zdrowotnej. Chociaż identyfikacja patogenów o wysokim wskaźniku przenoszenia w szpitalach jest niezwykle ważna, brakuje laboratoriów diagnostycznych, które mogłyby je śledzić.

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

tło

E-book Genetyka i genomika

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz bezpłatną kopię

W Australii każdego roku na zakażenia HAI cierpi ponad 165 000 pacjentów. Australijskie 30-dniowe badanie wykazało, że śmiertelność w szpitalach z powodu zakażeń Staphylococcus aureus opornym na metycylinę (MRSA) i Enterococcus opornym na wankomycynę (VRE) wyniosła odpowiednio 14,9% i 20%. To samo badanie wykazało również 18,6% współczynnik śmiertelności z powodu zakażeń krwioobiegu Escherichia coli (ESBL-E) o rozszerzonym spektrum działania w szpitalach.

Analiza genomu okazała się skutecznym narzędziem do charakteryzowania dróg przenoszenia patogenów. Narzędzie to mogłoby ulepszyć środki zapobiegania infekcjom i ich kontroli podczas ognisk chorobotwórczych. Jednak rzadko jest używany jako narzędzie monitorowania i zapobiegania w czasie rzeczywistym.

Tradycyjne metody analizy genetycznej są zazwyczaj czasochłonne, a narzędzia analityczne nie są łatwo dostępne poza wyspecjalizowanymi laboratoriami. Niedawno opracowano metody sekwencjonowania całego genomu (WGS) w celu analizy dynamiki przenoszenia patogenów bakteryjnych, co pomogło ocenić potencjał ich wybuchu. Metodę tę można zastosować jako narzędzie pierwszej linii walki z patogenami, które mogą zagrażać życiu ludzkiemu.

W niedawnym Kliniczne choroby zakaźne Naukowcy opracowali kliniczny przepływ pracy WGS, który umożliwia wykrywanie zdarzeń przenoszenia patogenów, zanim staną się one dominujące. Dlatego metoda ta może skutecznie zapobiegać infekcjom i je kontrolować, a także pomóc w opracowaniu strategii odpowiedniego reagowania na epidemie.

O studiowaniu

Izolaty MRSA, VRE, ESBL-E, opornego na karbapenemy Acinetobacter baumannii (CRAB) i Enterobacterales wytwarzającego karbapenemazę (CPE) uzyskano z posiewów krwi, płynu mózgowo-rdzeniowego, miejsc sterylnych i próbek do badań przesiewowych (np. wymazów z odbytu) z trzech dużych szpitali w Brisbane w Australii. W okresie od 19 kwietnia 2017 r. do 1 lipca 2021 r. ze szpitali uczestniczących w badaniu uzyskano łącznie 2660 izolatów bakterii. Te patogeny bakteryjne wyizolowano od 2336 pacjentów, z czego 259 pacjentów dostarczyło wielokrotne izolaty.

W tym badaniu próbki pobierano co tydzień, średnio 8 próbek tygodniowo. Próbki te poddano analizie WGS. WGS przyczyniło się do opracowania in silico typowania sekwencji z wieloma locus (MLST). Ponadto przeprowadzono profilowanie genów oporności przy użyciu dostosowanego potoku analizy genomicznej.

Domniemane zdarzenia ogniska określono poprzez porównanie polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP) genomu rdzeniowego. Odpowiednie dane kliniczne zostały przeanalizowane wraz z danymi z analizy genomu poprzez niestandardową automatyzację. Wyniki te zestawiono z raportami specyficznymi dla szpitala, które były regularnie przekazywane zespołom ds. kontroli zakażeń.

Wyniki badań

Spośród wszystkich izolatów bakteryjnych sekwencjonowanych w okresie badania 293 to pałeczki Gram-ujemne MDR, 620 to MRSA, a 433 to VRE. Połączenie danych genomicznych i epidemiologicznych pomogło zidentyfikować 37 skupisk, które mogły powstać w wyniku transmisji w społecznościach, a nie w szpitalach.

Dane dotyczące SNP genomu rdzenia wykazały, że 335 izolatów utworzyło 76 odrębnych klastrów. Co ciekawe, spośród 76 klastrów 43 były powiązane ze szpitalami uczestniczącymi w badaniu. Odkrycie to sugeruje występowanie ciągłej transmisji bakterii w szpitalach. Pozostałe 33 skupiska były powiązane albo ze zdarzeniami przenoszenia międzyszpitalnego, albo ze szczepami bakteryjnymi krążącymi w społeczności.

Wpływ na studia

Dostępność aktualnych raportów ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznego programu monitorowania. Co ważne, obecny protokół mógłby dostarczyć dane genomiczne w ciągu 10 dni od pobrania próbki. Należy zauważyć, że średni czas realizacji raportu wynoszący 33 dni ogranicza znaczenie kliniczne danych.

Niektóre czynniki związane z długimi okresami raportowania obejmują utrudniony transport próbek do laboratorium centralnego, brak dedykowanej lub dedykowanej infrastruktury WGS na miejscu oraz ciągły rozwój rurociągów analitycznych. Niemniej jednak opóźnienia te można zminimalizować poprzez reorganizację strukturalną i udoskonalenie przepływu pracy.

W tym badaniu metoda oparta na WGS pomogła zidentyfikować dwa domniemane skupiska transmisji Ab1050-A1 i Eh90-A2, które były powiązane z poprzednimi epidemiami. Odkrycie to zdecydowanie sugeruje, że WGS należy wykorzystać jako narzędzie potencjalnego nadzoru w celu zapobiegania ogniskom patogenów.

Wnioski

Głównym ograniczeniem tego badania jest to, że prospektywny program nadzoru opierał się głównie na bakteriach wielolekoopornych. Dlatego w bieżącym badaniu nie uwzględniono innych organizmów chorobotwórczych wrażliwych na antybiotyki.

Chociaż trudno jest zintegrować przepływ pracy WGS i inną odpowiednią infrastrukturę obliczeniową z istniejącymi systemami opieki zdrowotnej, ważne jest ich utworzenie, aby zapobiec przyszłym epidemiom. Placówka oparta na WGD może obniżyć całkowity koszt systemu opieki zdrowotnej.

Odniesienie:

• 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

.