Bakterie chorobotwórcze i geny oporności na antybiotyki w bioaerozolach szpitalnych: charakterystyka zanieczyszczeń, analiza współzależności i ocena ryzyka inhalacji

Kontekst badania

Szpitale to środowiska wysokiego ryzyka rozprzestrzeniania się chorób, w których bioaerozole zawierają różnorodne patogeny i geny oporności na antybiotyki (ARG). Szczególne zagrożenie stanowią one w okresach wzmożonych zakażeń dróg oddechowych, takich jak epidemie grypy A. Zanieczyszczenie powietrza wewnętrznego w szpitalach może zwiększać ryzyko zakażeń szpitalnych wśród pacjentów i personelu medycznego.

Cele i hipotezy

Celem badania było: zbadanie charakterystyki bioaerozoli i ich zanieczyszczenia ARG w różnych oddziałach szpitalnych podczas epidemii grypy A, identyfikacja patogennych bakterii i ich roli jako potencjalnych rezerwuarów ARG, oszacowanie ryzyka inhalacyjnego związanego z ekspozycją na Staphylococcus i ARG, ocena skuteczności środków ochrony osobistej, takich jak maski.

Metody badawcze

Badanie przeprowadzono w ogólnym szpitalu w prowincji Henan (Chiny) w marcu 2023 roku. Próbki bioaerozoli zebrano przez trzy dni z 11 lokalizacji (pięć poczekalni i sześć korytarzy oddziałów szpitalnych). Przeprowadzono: analizy ilościowe bakterii w powietrzu, sekwencjonowanie genów 16S rRNA do identyfikacji składu mikrobiologicznego, ilościowy PCR (HT-qPCR) w celu wykrycia ARG i elementów genetycznych (MGEs), ocenę dawki ekspozycji inhalacyjnej i ryzyka infekcji z wykorzystaniem modelu Monte Carlo.

Rezultaty badań i ich interpretacja

Średnie stężenie bakterii w powietrzu wynosiło 193 CFU/m³, wyższe w oddziałach zamkniętych niż w poczekalniach. Największy udział cząstek o średnicy <2.5 µm odnotowano w poczekalni oddechowej (RWA – 59.3%). Dominujące bakterie to: Bacillus, Staphylococcus, Pseudomonas, Micrococcus. ARG były najbardziej obecne w powietrzu oddziału oddechowego (RW – 479 kopii/m³). Najczęstsze geny oporności to tetL-02, lnuA-01, intI1, ermB, qacEdelta1-02. Potencjalnymi rezerwuarami ARG okazały się Pseudomonas, Microbacterium, Micrococcus, Enterobacter. Szacunkowe ryzyko roczne infekcji Staphylococcus u lekarzy bez masek przekraczało próg EPA (10⁻⁴ przypadków/osobę/rok), natomiast użycie masek znacząco to ryzyko obniżało.

Wnioski

Badanie wykazało znaczne zanieczyszczenie powietrza szpitalnego patogenami i genami oporności, szczególnie w oddziałach oddechowych. Wysoka obecność drobnoustrojów i ARG zwiększa ryzyko zakażeń szpitalnych. Zaleca się stosowanie środków ochrony osobistej i wdrażanie działań ograniczających emisję bioaerozoli w miejscach o podwyższonym ryzyku.

Ograniczenia zakresu badawczego

Krótki czas trwania badań (trzy dni) ogranicza możliwość oceny zmian sezonowych. Badanie przeprowadzono w jednej placówce, co może utrudniać uogólnienie wyników na inne szpitale. Nie uwzględniono innych źródeł zakażeń (np. powierzchni dotykowych).

Artykuł opublikowany w Environmental Pollution.