Klinická implementácia nepretržitého genómového dohľadu na identifikáciu, sledovanie a prerušenie prenosu patogénnych baktérií rezistentných voči viacerým liekom

Klinická implementácia nepretržitého genómového dohľadu na identifikáciu, sledovanie a prerušenie prenosu patogénnych baktérií rezistentných voči viacerým liekom

Infekcie spojené so zdravotnou starostlivosťou (HAI) sú často spojené so zvýšeným rizikom rozvoja antimikrobiálnej rezistencie (AMR). HAI postihujú mnohých pacientov na celom svete, čo výrazne zvýšilo celkové náklady na vlastníctvo systému zdravotnej starostlivosti. Hoci je mimoriadne dôležité identifikovať patogény s vysokou mierou prenosu v nemocniciach, chýbajú diagnostické laboratórne kapacity na ich sledovanie.

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

pozadia

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilácia top rozhovorov, článkov a noviniek za posledný rok. Stiahnite si bezplatnú kópiu

V Austrálii trpí HAI každý rok viac ako 165 000 pacientov. Austrálsky 30-dňový prieskum zistil, že úmrtnosť na meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA) a na vankomycín-rezistentný Enterococcus (VRE) v nemocniciach bola 14,9 % a 20 %. Rovnaký prieskum tiež uviedol 18,6% úmrtnosť v dôsledku infekcií krvného riečišťa Escherichia coli (ESBL-E) produkujúcich rozšírené spektrum beta-laktamázy v nemocniciach.

Analýza genómu sa ukázala ako účinný nástroj na charakterizáciu ciest prenosu patogénov. Tento nástroj by mohol zlepšiť opatrenia na prevenciu a kontrolu infekcií počas prepuknutia patogénov. Napriek tomu sa zriedka používa ako nástroj monitorovania a prevencie v reálnom čase.

Tradičné metódy genetickej analýzy sú zvyčajne časovo náročné a analytické nástroje nie sú ľahko dostupné mimo špecializovaných laboratórií. Nedávno boli vyvinuté metódy sekvenovania celého genómu (WGS) na analýzu dynamiky prenosu bakteriálnych patogénov, čo pomohlo posúdiť ich potenciál prepuknutia. Táto metóda by sa mohla použiť ako nástroj prvej línie v boji proti patogénom, ktoré by mohli ohroziť ľudský život.

V nedávnom Klinické infekčné choroby Vedci vyvinuli klinický pracovný postup WGS, ktorý dokáže odhaliť udalosti prenosu patogénov skôr, ako sa stanú dominantnými. Preto môže táto metóda účinne predchádzať a kontrolovať infekcie a pomôcť pri vývoji stratégií primeranej reakcie na prepuknutie.

O štúdiu

Izoláty MRSA, VRE, ESBL-E, Acinetobacter baumannii (CRAB) rezistentného na karbapeném a Enterobacterales produkujúce karbapenémázu (CPE) boli získané z krvných kultúr, CSF, sterilných miest a skríningových vzoriek (napr. rektálne výtery) z troch veľkých nemocníc v Brisbane, Austrália. Od 19. apríla 2017 do 1. júla 2021 sa zo zúčastnených nemocníc celkovo získalo 2 660 bakteriálnych izolátov. Tieto bakteriálne patogény boli izolované od 2 336 pacientov, z ktorých 259 pacientov poskytlo viacero izolátov.

V tejto štúdii sa vzorky odoberali týždenne, v priemere 8 vzoriek za týždeň. Tieto vzorky boli podrobené WGS analýze. WGS prispel k vytvoreniu in silico multilokusového sekvenčného typovania (MLST). Okrem toho sa uskutočnilo profilovanie génov rezistencie pomocou prispôsobeného potrubia genómovej analýzy.

Predpokladané prípady prepuknutia sa určili porovnaním jednonukleotidových polymorfizmov jadrového genómu (SNP). Príslušné klinické údaje sa analyzovali spolu s údajmi genómovej analýzy prostredníctvom vlastnej automatizácie. Tieto výsledky boli zostavené so správami špecifickými pre nemocnice, ktoré boli pravidelne distribuované tímom na kontrolu infekcií.

Výsledky štúdie

Spomedzi celkových bakteriálnych izolátov sekvenovaných počas obdobia štúdie bolo 293 gramnegatívnych MDR bacilov, 620 bolo MRSA a 433 bolo VRE. Kombinácia genomických a epidemiologických údajov pomohla identifikovať 37 zhlukov, ktoré mohli vzniknúť skôr v dôsledku udalostí prenosu v komunite ako v nemocniciach.

Údaje o SNP jadrového genómu ukázali, že 335 izolátov vytvorilo 76 odlišných zhlukov. Zaujímavé je, že zo 76 zoskupení bolo 43 spojených so zúčastnenými nemocnicami. Toto zistenie naznačuje výskyt prebiehajúceho prenosu baktérií v nemocniciach. Zvyšných 33 zhlukov bolo spojených buď s medzinemocničnými prenosovými udalosťami alebo s bakteriálnymi kmeňmi cirkulujúcimi v komunite.

Účinky na štúdie

Dostupnosť včasných správ je rozhodujúca pre vývoj efektívneho monitorovacieho programu. Dôležité je, že súčasný protokol by mohol poskytnúť genómové údaje do 10 dní od odberu vzoriek. Je dôležité poznamenať, že priemerný čas spracovania správy 33 dní obmedzuje klinickú relevantnosť údajov.

Niektoré faktory spojené s dlhými obdobiami vykazovania zahŕňajú sťaženú prepravu vzoriek do centrálneho laboratória, nedostatok vyhradenej alebo vyhradenej infraštruktúry WGS na mieste a pokračujúci vývoj analytických potrubí. Tieto oneskorenia by sa však dali minimalizovať štrukturálnou reorganizáciou a zdokonalením pracovného toku.

V tejto štúdii metóda založená na WGS pomohla identifikovať dva predpokladané prenosové klastre Ab1050-A1 a Eh90-A2, ktoré súviseli s predchádzajúcimi ohniskami. Toto zistenie silne naznačuje, že WGS je potrebné použiť ako perspektívny nástroj dohľadu na prevenciu patogénnych ohnísk.

Závery

Hlavným obmedzením tejto štúdie je, že prospektívny program dohľadu bol založený predovšetkým na baktériách odolných voči viacerým liekom. Preto sa v súčasnej štúdii nebrali do úvahy iné organizmy spôsobujúce ochorenie citlivé na antibiotiká.

Hoci je ťažké integrovať pracovný tok WGS a inú vhodnú výpočtovú infraštruktúru do existujúcich systémov zdravotnej starostlivosti, je dôležité ich zaviesť, aby sa predišlo budúcim prepuknutiam. Zariadenie založené na WGD môže znížiť celkové náklady na systém zdravotnej starostlivosti.

Referencia:

• 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

.