Kontekst badania
W szpitalach opieki ostrej pacjenci o obniżonej odporności są szczególnie narażeni na infekcje związane z wodą pitną, w tym wywołane przez Legionella pneumophila, bakterie niegruźlicze z rodzaju Mycobacterium (NTM) i termotolerantne ameby Vermamoeba vermiformis. Tradycyjne metody dezynfekcji, takie hiperchlorowanie czy dezynfekcja termiczna często są nieskuteczne. W związku z tym rośnie zainteresowanie trwałymi metodami kontroli mikrobiologicznej, takimi jak zastosowanie monochloraminy w instalacjach ciepłej wody użytkowej.
Cele i hipotezy
Celem badania było długoterminowe (ponad rok) sprawdzenie skuteczności dezynfekcji za pomocą monochloraminy w instalaji ciepłej wody szpitalnej w eliminowaniu L. pneumophila, NTM i V. vermiformis oraz ocena wpływu tej metody na jakość fizykochemiczną wody. Zakładano, że monochloramina znacząco zmniejszy stężenie patogenów, szczególnie przy odpowiednich warunkach temperaturowych i hydraulicznych.
Metody badawcze
Badania prowadzono w 540-łóżkowym szpitalu w Kanadzie, gdzie po wcześniejszych przypadkach legionelozy wdrożono system wytwarzania monochloraminy przy wyjściu z podgrzewaczy wody. W 17 kampaniach pomiarowych przez 12 miesięcy pobierano próbki z 32 punktów. Oceniano parametry fizykochemiczne (np. temperatura, chlor, metale) i mikrobiologiczne (metodą hodowli oraz qPCR), analizując wpływ ciągłego oraz przerwanego dawkowania monochloraminy.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Już po 24 godzinach od rozpoczęcia dezynfekcji stwierdzono niemal całkowitą eliminację Legionella pneumophila w hodowlach, a po 4 tygodniach stężenie DNA tego patogenu spadło poniżej poziomu wykrywalności metodą qPCR. Początkowo obserwowano krótkotrwały wzrost wykrywalności DNA, co interpretowano jako efekt oderwania się komórek z biofilmów. Następnie poziomy qPCR sukcesywnie malały, aż do ich zaniku. W trakcie przerw w dozowaniu monochloraminy nie zaobserwowano nawrotu obecności L. pneumophila, co świadczy o skutecznej eliminacji jej rezerwuarów.
Niegruźlicze prątki, bardziej odporne na dezynfekcję ze względu na strukturę ściany komórkowej, ulegały redukcji na przestrzeni 11 miesięcy. Zmienność ich stężenia była znaczna, szczególnie w punktach końcowych, co wiązało się z lokalnymi różnicami w temperaturze i przepływie. Efektywność redukcji NTM wzrastała wraz ze zwiększaniem stężenia monochloraminy, choć nie osiągnięto całkowitej eliminacji.
W przypadku Vermamoeba vermiformis uzyskano szybką redukcję średniego stężenia o dwa rzędy wielkości w ciągu pierwszej doby. W kolejnych miesiącach poziomy te pozostawały niskie. Dane sugerują, że monochloramina może skutecznie ograniczać populację form aktywnych ameby, a także indukować ich przejście w formę cyst, co uniemożliwia replikację bakterii pasożytujących na tych organizmach.
W okresach przerw w dozowaniu monochloraminy odnotowano wyraźny wzrost stężenia NTM i V. vermiformis, co potwierdza ich zdolność do przetrwania w biofilmach i wskazuje na konieczność ciągłości dezynfekcji. Co istotne, nawet pięciodniowa przerwa prowadziła do znacznego pogorszenia sytuacji mikrobiologicznej.
Najlepsze efekty mikrobiologiczne uzyskano w punktach, gdzie stężenie monochloraminy przekraczało 2 mg/L, a temperatura wody przekraczała 55°C. Jednak te warunki rzadko były osiągane w punktach końcowych, szczególnie w miejscach o niskim zużyciu wody, takich jak rzadko używane prysznice i automatyczne umywalki. W tych lokalizacjach obserwowano również wyższe stężenia patogenów.
Wprowadzenie monochloraminy skutkowało także czasowym wzrostem poziomu metali (miedź, ołów), zwłaszcza w punktach końcowych. Prawdopodobnie wynikało to z korozji i oderwania się nagromadzonych osadów po zmianie środowiska chemicznego.
Wnioski
Wprowadzenie monochloraminy w systemie ciepłej wody było skuteczne w długoterminowej redukcji oportunistycznych patogenów wodnych w środowisku szpitalnym. Eliminacja L. pneumophila była szybka i trwała. Chociaż redukcja NTM i V. vermiformis wymagała więcej czasu i wyższych stężeń dezynfektanta, efekt był wyraźny. Skuteczność dezynfekcji zależała od utrzymania odpowiednich warunków temperaturowych i hydraulicznych oraz od ciągłości dawkowania. Wyniki przemawiają za stosowaniem monochloraminy jako strategii kontroli mikrobiologicznej w szpitalach, pod warunkiem prowadzenia właściwego monitoringu miejsc narażenia.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badanie zostało przeprowadzone w jednej placówce o specyficznej infrastrukturze technicznej, co może ograniczać możliwość uogólnienia uzyskanych wyników na inne obiekty ochrony zdrowia. Analiza mikrobiologiczna opierała się głównie na metodzie qPCR, która pozwala wykrywać materiał genetyczny patogenów, ale nie zawsze odzwierciedla rzeczywistą obecność żywych i zdolnych do zakażenia mikroorganizmów. Nie przeanalizowano szczegółowo wpływu dezynfekcji na inne grupy mikroorganizmów ani ryzyka selekcji szczepów opornych na stosowany środek dezynfekcyjny. Ponadto nie uwzględniono potencjalnych długofalowych skutków korozji metali w instalacji wodnej oraz możliwego wpływu uwalnianych związków na zdrowie użytkowników.
Artykuł opublikowano w Water Research.