Kontekst badania
Artykuł opisuje serię zakażeń wywołanych bakteriami z rodzaju Chryseobacterium, które pojawiły się w dwóch pawilonach dużego szpitala w regionie Apulia w południowych Włoszech w czerwcu i lipcu 2023 roku. Początkowo wydawało się, że zakażenia wywołuje gatunek Chryseobacterium indologenes, jednak dokładniejsze analizy genetyczne wykazały, że odpowiedzialnym patogenem był znacznie rzadziej rozpoznawany gatunek Chryseobacterium arthrosphaerae. Wystąpienie kilku przypadków w krótkim czasie na jednym z oddziałów sugerowało, że mógł to być incydent o charakterze szpitalnym, co doprowadziło do przeprowadzenia równoległych badań u pacjentów oraz w środowisku szpitalnym.
Cele i hipotezy
Badacze chcieli ustalić, skąd pochodziły bakterie powodujące zakażenia i w jaki sposób mogły się rozprzestrzeniać w szpitalu. Zamierzali porównać bakterie wyizolowane od pacjentów z bakteriami wykrytymi w wodzie, powietrzu i na powierzchniach w budynku. Zakładano, że w Oddziale Gastroenterologii mogło dojść do skupienia epidemiologicznego, czyli sytuacji, w której kilku pacjentów zakaża się tym samym szczepem bakterii. Dodatkową hipotezą było możliwe powiązanie między przypadkiem z drugiego pawilonu a obecnością bakterii w wodzie szpitalnej. Autorzy chcieli również sprawdzić, czy zaawansowane metody badań genetycznych mogą pomóc w dokładniejszej identyfikacji patogenu, ponieważ metody rutynowe mogą go mylić z innymi gatunkami.
Metody badawcze
W trakcie badania analizowano próbki pobrane od pacjentów, przede wszystkim próbki krwi oraz próbkę wydzieliny z dróg oddechowych. Bakterie były najpierw identyfikowane przy pomocy technik rutynowo stosowanych w szpitalach, a następnie poddawane dokładniejszej analizie genetycznej polegającej na odczytaniu fragmentu ich materiału genetycznego oraz całego genomu.
Równolegle przeprowadzono szerokie badania środowiskowe. Pobierano próbki wody z kranów i pryszniców, sprawdzano powietrze przy użyciu specjalnych urządzeń oraz analizowano liczne powierzchnie, takie jak blaty, łóżka, urządzenia medyczne czy umywalki.
Aby lepiej zrozumieć sytuację na oddziale, wykonano również niewielkie badanie porównawcze obejmujące pacjentów zakażonych i niezakażonych, aby sprawdzić, czy niektóre okoliczności, na przykład obecność cewników lub zabiegi, mogły sprzyjać zakażeniu.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Pierwszym istotnym wynikiem było określenie faktycznego gatunku bakterii odpowiedzialnej za zakażenia. Rutynowe badania laboratoryjne wskazywały na Chryseobacterium indologenes, jednak zarówno sekwencjonowanie fragmentu genu, jak i pełna analiza genomu, wykazały, że chodziło o gatunek Chryseobacterium arthrosphaerae. Oznacza to, że często stosowane metody identyfikacji mogą wprowadzać w błąd, zwłaszcza w przypadku gatunków rzadko występujących w praktyce klinicznej.
W Oddziale Gastroenterologii wykryto pięć zakażeń. Na podstawie analizy genomów czterech dostępnych izolatów klinicznych stwierdzono, że bakterie wyhodowane u tych pacjentów są niemal identyczne pod względem genetycznym. Różniły się jedynie w minimalnym stopniu, co oznacza, że wszystkie pochodziły od wspólnego przodka i stanowiły jeden szczep. Taki wynik świadczy o istnieniu skupiska epidemiologicznego, czyli serii powiązanych zakażeń przenoszonych w obrębie oddziału.
W innym pawilonie, w Oddziale Chirurgii Kręgosłupa, doszło do pojedynczego zakażenia. Równocześnie w tym pawilonie wykryto bakterie w wodzie z umywalki. Jednak analiza genomu pokazała, że ten szczep nie był spokrewniony z bakteriami, które wywołały zakażenia w Oddziale Gastroenterologii. Co więcej, również szczep z wody znacząco różnił się od szczepu wyizolowanego od jedynego pacjenta z Pawilonu B. Można więc uznać, że przypadki z dwóch pawilonów nie były ze sobą powiązane.
Badania środowiskowe wykazały obecność bakterii tylko w jednym miejscu – była to umywalka wykorzystywana do pielęgnacji pacjentów. Po zamontowaniu filtra na kranie kolejne badanie wykazało brak bakterii. Trudno jednak określić, czy miejsce to mogło być źródłem zakażenia, ponieważ bakteria nie była wykrywana w innych punktach wodnych, a wyniki genetyczne nie wskazywały na związek z przypadkiem klinicznym. Autorzy podkreślają, że metody hodowlane mogą nie zawsze wykrywać tego rodzaju bakterie w środowisku, zwłaszcza jeżeli inne mikroorganizmy szybciej rosną na podłożach laboratoryjnych i dominują w próbce.
Analiza danych dotyczących pacjentów nie wykazała, aby którykolwiek z badanych czynników, takich jak cewniki czy przebyty zabieg, był jednoznacznie związany z zakażeniem. Najprawdopodobniej rozprzestrzenianie się bakterii w Oddziale Gastroenterologii mogło odbywać się poprzez kontakt pośredni, na przykład przez ręce personelu medycznego lub powierzchnie w otoczeniu pacjenta.
Wszystkie izolaty wykazywały dużą odporność na liczne leki przeciwbakteryjne, co jest zgodne z wcześniejszymi doniesieniami na temat rodzaju Chryseobacterium. Mimo to zastosowane leczenie pozwoliło uzyskać poprawę kliniczną u wszystkich pacjentów.
Wnioski
Badania wykazały, że w Oddziale Gastroenterologii doszło do skupiska zakażeń wywołanych niemal identycznym genetycznie szczepem Chryseobacterium arthrosphaerae. Szybkie działania obejmujące izolację pacjentów, dezynfekcję pomieszczeń oraz działania związane z bezpieczeństwem instalacji wodnej pozwoliły powstrzymać rozprzestrzenianie się bakterii.
W drugim analizowanym pawilonie wykryto pojedyncze zakażenie oraz obecność bakterii w wodzie, jednak oba izolaty nie były ze sobą powiązane. Wyniki podkreślają znaczenie nowoczesnych metod genetycznych dla dokładnej identyfikacji rzadkich gatunków bakterii oraz dla ustalania powiązań epidemiologicznych między przypadkami.
Badanie pokazuje również, że nawet przy rozbudowanych procedurach bezpieczeństwa środowisko szpitalne może być rezerwuarem bakterii, które w określonych warunkach prowadzą do zakażeń u osób szczególnie narażonych. Dlatego niezbędne jest łączenie rutynowej kontroli jakości środowiska z bardziej szczegółowymi analizami w sytuacjach podejrzenia ogniska szpitalnego.
Ograniczenia zakresu badawczego
Autorzy podkreślają, że liczba przypadków była niewielka, a jedna z próbek klinicznych nie została zachowana, co ograniczyło pełną analizę genetyczną. Brakuje również wystarczającej liczby genomów referencyjnych dla tego rzadkiego gatunku bakterii, co utrudniało dokładne porównania. Tylko jeden ze szczepów środowiskowych został przebadany przy użyciu sekwencjonowania całego genomu, co ogranicza możliwość pełnego prześledzenia potencjalnych rezerwuarów w instalacji wodnej. Pomimo tych ograniczeń udało się jednoznacznie potwierdzić istnienie skupiska zakażeń w jednym z oddziałów oraz wykluczyć wspólne źródło zakażeń między dwoma pawilonami.
Artykuł opublikowano w Nature