Kontekst badania
Pseudomonas aeruginosa to oportunistyczny patogen często powodujący zakażenia szpitalne, szczególnie w oddziałach intensywnej terapii (OIOM), gdzie ryzyko infekcji jest znacznie wyższe. Patogen ten bytuje w wilgotnych środowiskach, w tym w systemach wodociągowych szpitali. Zakażenia mogą mieć charakter zarówno endogenny, jak i egzogenny, a transmisja może odbywać się m.in. przez systemy wodociągowe czy nawilżanie pomieszczeń.
Przeprowadzone badania miały na celu ocenę skuteczności zabiegów dezynfekcji przewodów wodociągowych w chirurgicznym oddziale intensywnej terapii oraz analizę dróg transmisji P. aeruginosa. Hipoteza badawcza zakładała, że odpowiednia dezynfekcja systemu wodnego zmniejszy liczbę zakażeń przenoszonych drogą wodną.
Metody badawcze
Badanie przeprowadzono w szpitalu uniwersyteckim w Rennes we Francji na przestrzeni dwóch lat (2021–2022). Wyróżniono dwa okresy badawcze: przed (okres A) i po (okres B) przeprowadzeniu dezynfekcji systemu wodnego. Próbki wody pobierano kwartalnie, a dezynfekcja była przeprowadzona za pomocą kombinacji nadtlenku wodoru i jonów srebra. Użyto także spektroskopii w podczerwieni (FTIR) do porównania izolatów P. aeruginosa pobranych od pacjentów oraz obecnych w wodzie wodociągowej.
Rezultaty badań i ich interpretacja
Pseudomonas aeruginosa w wodzie: W okresie A (styczeń 2021–listopad 2021) pobrano 92 próbki wody z punktów czerpalnych znajdujących się w 17 salach OIOM. Spośród nich w 29,3% zidentyfikowano obecność P. aeruginosa. Bakterie można było wykryć w w różnych salach szpitalnych, głównie w sierpniu i listopadzie 2021 r. (41,2% próbek). Badania wykazały konieczność podjęcia dodatkowych środków zaradczych (dodatkowej dezynfekcji). Jednak w niektórych przypadkach po wielokrotnie powtarzanej dezynfekcji nadal stwierdzano obecność P. aeruginosa, co wskazywało na poważne zanieczyszczenie systemu wodociągowego, prawdopodobnie wynikające z obecności biofilmów bakteryjnych.
Po przeprowadzeniu dezynfekcji systemu wodnego w grudniu 2021 roku (zastosowanie nadtlenku wodoru i jonów srebra oraz montaż filtrów o średnicy porów 0,22 µm), w okresie B (styczeń 2022 – listopad 2022) liczba próbek dodatnich znacznie spadła do 10,9%. Obecność P. aeruginosa po przeprowadzeniu dezynfekcji stwierdzono tylko w jednym pomieszczeniu, co wskazuje na lokalne problemy, a nie systemowe zanieczyszczenie. Ta znacząca redukcja (p=0,0028) sugeruje, że przeprowadzona dezynfekcja była skuteczna.
Pseudomonas aeruginosa jako izolaty kliniczne pobrane od pacjentów: Na analizowanym oddziale intensywnej terapii zidentyfikowano 42 pacjentów zakażonych P. aeruginosa. Większość przypadków (36 z 42) miała charakter zakażeń szpitalnych, co sugeruje nabycie patogenu podczas hospitalizacji w OIOM. Próbki kliniczne pobierane były głównie z układu oddechowego (55,5% próbek) oraz z krwi (28,3%). W okresie A odnotowano 30 przypadków zakażeń, a w okresie B liczba ta zmniejszyła się do 12, co stanowi spadek z 2,6% do 1% (p=0,0046) wśród hospitalizowanych pacjentów. Spadek ten koreluje z mniejszą liczbą pozytywnych próbek wody po dezynfekcji systemu wodnego, co sugeruje możliwy związek pomiędzy redukcją skażenia środowiskowego a zmniejszoną liczbą zakażeń wśród pacjentów.
Analiza transmisji zakażeń: Za metody FTIR przeprowadzono analizę genotypową izolatów P. aeruginosa, co pozwoliło na identyfikację 13 różnych grup klonalnych wśród izolatów klinicznych i środowiskowych. Spośród wszystkich pacjentów, 18% było związanych z transmisją krzyżową, która nie miała związku z izolatami pochodzącymi z wody, co sugeruje, że transmisja mogła być wynikiem praktyk opieki zdrowotnej, np. poprzez bezpośredni kontakt z personelem medycznym. Tylko jeden przypadek (2,6%) przypisano bezpośredniej transmisji środowiskowej, gdzie wykazano związek pomiędzy izolatami z wody i próbkami od pacjenta przebywającego w tym samym pomieszczeniu, gdzie wykryto P. aeruginosa.
Pomimo, że większość transmisji nie miała bezpośredniego związku z wodą, wyniki przeprowadzonych badań pozwalają stwierdzić, że to woda mogła stanowić pośrednie źródło zakażeń. Można wnioskować, że bakterie były przenoszone na pacjentów za pośrednictwem personelu medycznego. Te wyniki podkreślają istotną rolę procedur higienicznych oraz konserwacji sprzętu celem ograniczenia ryzyka zakażeń.
Pomimo, iż stwierdzono redukcję liczby zakażeń po dezynfekcji systemu wodnego, pełna eliminacja P. aeruginosa z wody nie była możliwa. Woda w szpitalach często bywa skażona przez bakterie bytujące w biofilmach, które są trudne do usunięcia przy standardowych procedurach dezynfekcji. Wyniki pokazują, że chociaż woda może być nośnikiem patogenu, nie była główną przyczyną zakażeń, ponieważ większość pacjentów nie miała kontaktu z tym samym klonem bakterii który znajdował się w wodzie. Jednakże obecność P. aeruginosa w środowisku zwiększa ryzyko transmisji zakażeń przez personel medyczny.
Dezynfekcja chemiczna systemu wodnego za pomocą nadtlenku wodoru i jonów srebra okazała się skuteczna przy zwalczeniu P. aeruginosa oraz w zmniejszeniu liczby zakażonych pacjentów. Większość transmisji zakażeń nie była bezpośrednio związana z wodą, co sugeruje, że praktyki opieki zdrowotnej, takie jak higiena rąk, mogą odgrywać większą rolę w transmisji P. aeruginosa.
Ograniczenia zakresu badawczego
a) W badaniu nie prowadzono rutynowego badania pacjentów na obecność P. aeruginosa przy ich przyjęciu na oddział intensywnej terapii. Oznacza to, że niemożliwe było precyzyjne określenie, czy pacjenci byli skolonizowani tym patogenem przed hospitalizacją, czy też nabyli go w szpitalu. Brak tego monitorowania prowadzi do pewnych trudności w rozróżnieniu, czy zakażenia były rzeczywiście szpitalne (tzw. HAIs – hospital-acquired infections), czy też miały charakter endogenny, czyli pochodziły z wcześniejszej kolonizacji pacjenta.
b) Chociaż badanie obejmowało próbki wody z różnych sal oddziału, możliwe jest, że nie wszystkie źródła wody zostały zbadane wystarczająco dokładnie, co mogło prowadzić do niedoszacowania skażenia środowiskowego. Na przykład, nie zbadano innych potencjalnych źródeł wody, takich jak prysznice czy systemy kanalizacyjne, które również mogły roznosić P. aeruginosa. Ograniczenie poboru próbek jedynie do wody z kranów mogło wpłynąć na uzyskane rezultaty dotyczące obecności bakterii w środowisku.
c) Metody pobierania próbek wody były nieco inne w okresie A i B, co mogło wpłynąć na porównywalność wyników. W okresie B próbki pobierano z różnych grup sal na przemian, co mogło zmniejszyć liczbę badanych próbek w porównaniu do okresu A, gdzie próbki pobierano kwartalnie z każdego pomieszczenia. To mogło prowadzić do niedoszacowania liczby zanieczyszczonych próbek w okresie B.
d) Pomimo dezynfekcji systemu wodnego, nie udało się całkowicie wyeliminować Pseudomonas aeruginosa, co sugeruje obecność trwałych biofilmów bakteryjnych. Biofilmy są trudne do całkowitego usunięcia za pomocą standardowych procedur dezynfekcyjnych, a bakterie mogą przeżyć w stanie tzw. „Viable But Not Culturable” (VBNC), co sprawia, że stają się niewykrywalne przy użyciu standardowych metod laboratoryjnych. To może prowadzić do zaniżenia oceny rzeczywistego poziomu skażenia środowiska.
e) Chociaż zastosowanie spektroskopii w podczerwieni (FTIR) pozwoliło na szybkie typowanie izolatów P. aeruginosa, nie wszystkie próbki kliniczne i środowiskowe były analizowane za pomocą bardziej precyzyjnych technik genotypowania, takich jak sekwencjonowanie całego genomu (WGS) czy elektroforeza w polu pulsacyjnym (PFGE). Brak pełnej analizy genotypowej mógł ograniczyć możliwość dokładnego zidentyfikowania wszystkich dróg transmisji bakterii.
f) W badaniu nie wprowadzono zmian w procedurach opieki zdrowotnej, takich jak praktyki higieniczne personelu medycznego, które mogłyby wpływać na transmisję Pseudomonas aeruginosa. Niezmienność tych praktyk sprawia, że trudno było ocenić, w jakim stopniu poprawa higieny personelu mogłaby wpłynąć na ograniczenie zakażeń. Brak dostatecznej optymalizacji higieny rąk oraz utrzymania czystości przyborów sanitarnych mógł dodatkowo wpłynąć na wyniki dotyczące transmisji patogenu.
g) Praktyki opieki zdrowotnej, takie jak czystość rąk personelu czy przestrzeganie zasad higieny w odniesieniu do pacjentów, mogły być kluczowym czynnikiem w transmisji zakażeń. Badanie nie dostarczyło szczegółowych danych dotyczących przestrzegania tych procedur. Brak bezpośrednich danych na temat praktyk personelu utrudnia ocenę, w jakim stopniu personel medyczny mógł przyczyniać się do rozprzestrzeniania bakterii między pacjentami a środowiskiem.
Artykuł został opublikowany na stronie American Journal of Infection Control.