Kontekst badania
Zakażenia związane z opieką zdrowotną pozostają istotnym problemem w oddziałach intensywnej terapii noworodka, gdzie pacjenci są szczególnie podatni na infekcje. W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się instalacjom wodociągowym jako potencjalnym źródłom niebezpiecznych drobnoustrojów. Odpływy umywalek, w których stale utrzymuje się wilgotne środowisko i warstwa osadu biologicznego, tworzą dogodne warunki do długotrwałego przetrwania bakterii zdolnych do wywoływania zakażeń.
Szczególne znaczenie mają trzy gatunki bakterii często izolowane z instalacji wodociągowych w szpitalach: Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens oraz Stenotrophomonas maltophilia. Są to organizmy dobrze przystosowane do środowiska wodnego i powierzchni technicznych, a jednocześnie trudne do eliminacji ze względu na naturalną odporność na wiele czynników dezynfekcyjnych. Dotychczas brakowało jednak badań, które łączyłyby analizę technicznych parametrów instalacji, składu mikroorganizmów w odpływach oraz zróżnicowania genetycznego samych patogenów.
Cele i hipotezy
Celem pracy było określenie, w jaki sposób czynniki związane z projektem i eksploatacją instalacji wodnej oraz lokalną społecznością mikroorganizmów wpływają na obecność trzech wymienionych patogenów w odpływach umywalek na dwóch oddziałach intensywnej terapii noworodka. Autorzy chcieli ustalić, czy bakterie te utrzymują się w odpływach w sposób trwały, czy też ich obecność ma charakter przypadkowy i krótkotrwały.
Postawiono hipotezę, że kolonizacja odpływów nie zależy wyłącznie od parametrów wody, takich jak zawartość chloru czy pH, lecz w dużym stopniu od struktury całej społeczności mikroorganizmów tworzących warstwę osadu w syfonie i przewodach odpływowych. Zakładano również, że niektóre naturalnie występujące bakterie mogą ograniczać rozwój patogenów poprzez konkurencję o przestrzeń i zasoby.
Metody badawcze
Badania przeprowadzono w dwóch oddziałach noworodkowych różniących się układem przestrzennym oraz wiekiem infrastruktury. W regularnych odstępach czasu pobierano próbki z odpływów umywalek, obejmujące zarówno wodę zalegającą w syfonie, jak i materiał biologiczny przylegający do jego powierzchni.
Obecność trzech patogenów identyfikowano oraz rozróżniano ich warianty genetyczne, co pozwoliło ustalić, czy w danym odpływie utrzymuje się ten sam szczep przez wiele tygodni. Równolegle analizowano skład całej społeczności mikroorganizmów w odpływach oraz mierzono podstawowe parametry fizykochemiczne wody, takie jak temperatura, odczyn, zawartość chloru i natężenie przepływu. Uwzględniono również rozwiązania konstrukcyjne baterii, w tym obecność mieszaczy łączących strumień ciepłej i zimnej wody.
Dodatkowo wyizolowano jeden z dominujących w odpływach szczepów bakterii należących do rodzaju Delftia i sprawdzono w warunkach laboratoryjnych, czy może on ograniczać tworzenie się warstwy biologicznej przez badane patogeny.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Wyniki wykazały, że ponad połowa badanych odpływów była w danym czasie skolonizowana przez co najmniej jeden z analizowanych patogenów. Co istotne, w obrębie pojedynczego odpływu zwykle dominował jeden wariant genetyczny, który utrzymywał się przez wiele tygodni, a nawet miesięcy. Oznacza to, że kolonizacja ma charakter trwały, a odpływ może pełnić funkcję stałego rezerwuaru bakterii.
Rozmieszczenie patogenów nie było jednolite. Najwyższe poziomy stwierdzano w umywalkach przy wejściach i stanowiskach do mycia rąk. Jednocześnie nie wykazano jednoznacznego związku między wspólnym przewodem odpływowym a obecnością tych samych szczepów, co sugeruje, że kluczowe znaczenie ma raczej lokalne środowisko danego syfonu niż sama konfiguracja sieci.
Analizy statystyczne wskazały, że najważniejszym czynnikiem powiązanym z obecnością patogenów był skład całej społeczności mikroorganizmów w odpływie. Parametry takie jak zawartość chloru czy pH miały znaczenie, lecz ich wpływ był ograniczony, zwłaszcza że zakres zmienności tych wartości w badanych oddziałach był niewielki. Stwierdzono natomiast zależności związane z konstrukcją armatury i sposobem użytkowania. Obecność mieszacza temperatury, który utrzymuje wodę w umiarkowanym zakresie cieplnym, sprzyjała kolonizacji. Wyższe natężenie przepływu wody korelowało z większym prawdopodobieństwem obecności niektórych gatunków.
Szczególnie interesujący był przypadek odpływu, w którym nie stwierdzono patogenów, a dominowała bakteria z rodzaju Delftia. Wyizolowany szczep w warunkach laboratoryjnych wyraźnie ograniczał tworzenie się warstwy biologicznej przez dwa z trzech badanych patogenów. Sugeruje to możliwość naturalnej konkurencji między mikroorganizmami w obrębie instalacji.
Wnioski
Odpływy umywalek w oddziałach intensywnej terapii noworodka mogą stanowić trwałe i stabilne rezerwuary bakterii potencjalnie chorobotwórczych. Kolonizacja nie jest zjawiskiem przypadkowym ani krótkotrwałym, lecz wynika z długofalowej stabilizacji określonych szczepów w warstwie osadu biologicznego.
Najważniejszym czynnikiem regulującym obecność patogenów okazał się skład mikroorganizmów już obecnych w odpływie, na który wpływają zarówno rozwiązania techniczne, jak i sposób eksploatacji instalacji. Projekt armatury, charakter przepływu wody oraz warunki temperaturowe mogą pośrednio sprzyjać lub ograniczać rozwój niepożądanych bakterii.
Wyniki wskazują również na możliwość wykorzystania naturalnych mechanizmów konkurencji mikroorganizmów jako elementu przyszłych strategii ograniczania ryzyka mikrobiologicznego w instalacjach wodociągowych, choć rozwiązania takie wymagają dalszych badań i oceny bezpieczeństwa.
Ograniczenia zakresu badawczego
Badanie przeprowadzono w dwóch oddziałach, co ogranicza możliwość bezpośredniego uogólnienia wyników na inne obiekty. Wiele zależności ma charakter statystyczny i wskazuje na współwystępowanie zjawisk, lecz nie dowodzi jednoznacznie zależności przyczynowych. Zakres zmienności parametrów wody był stosunkowo niewielki, co utrudnia ocenę ich pełnego wpływu. Ponadto testy dotyczące działania bakterii konkurencyjnych przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, które nie w pełni odzwierciedlają złożoność rzeczywistego środowiska instalacji.
Artykuł opublikowano w mSystem