В течение шести месяцев прошлого года из-за смертельной вспышки устойчивых к антибиотикам бактерий специалисты по инфекционному контролю в Клиническом центре Национального института здоровья (NIH) находились в состоянии повышенной готовности. Пациент из Нью-Йорка, являющийся носителем штамма Klebsiella pneumoniae с множественной лекарственной устойчивостью, микроба, часто связанного с больничными инфекциями, внес опасные бактерии в исследовательскую больницу на 243 коек во время участия в клиническом исследовании летом 2011 года.
Несмотря на усиленные методы инфекционного контроля, включая изоляцию пациентов, K. pneumoniae начала распространяться среди других пациентов Клинического центра с угрожающей скоростью один раз в неделю, в конечном итоге колонизировав 17 пациентов, из которых 11 умерли – шесть от инфекции и пять от основного заболевания во время инфицирования.
Чтобы взять под контроль вспышку, сотрудники Клинического центра в сотрудничестве с исследователями Национального института исследования генома человека (NHGRI), также входящего в состав NIH, использовали секвенирование генома в разгар этой активной больничной эпидемии, чтобы узнать, как распространяется микроб. Отчет в августе. 22 ноября 2012 г., раннее онлайн-издание Science Translational Medicine описывает, как это сотрудничество помогло подавить вспышку болезни.
"Вспышки инфекционных заболеваний случаются в каждой больнице мира, ежегодно поражая миллионы пациентов только в Соединенных Штатах," сказал директор NHGRI Эрик Д. Зеленая, M.D., Ph.D. "Используя возможность секвенирования бактериальных геномов в режиме реального времени для точного отслеживания бактерий по мере их распространения среди пациентов нашего Клинического центра, наши исследователи успешно выяснили, что произошло, что, в свою очередь, преподало нам некоторые важные уроки. Это исследование дает нам представление о том, как геномные технологии изменят наш подход к микробным эпидемиям в будущем."
Вспышка началась в июне 2011 года, когда больница Нью-Йорка перевела тяжелобольную 43-летнюю женщину в NIH. Медсестра отметила, что в анамнезе пациентки были выявлены инфекции с множественной лекарственной устойчивостью, что заставило сотрудников Клинического центра немедленно изолировать ее и ввести ряд других ограничений. Несмотря на эти меры, у пациентов с подавленным иммунитетом в других частях больницы начали развиваться K. pneumoniae, но персонал Клинического центра не смог определить, вызвал ли тот же штамм бактерий, переносимых жителем Нью-Йорка, новые инфекции.
"На протяжении десятилетий мы использовали гель-электрофорез в импульсном поле для дифференциации бактериальных штаммов," сказала Тара Н. Палмор, М.D., заместитель эпидемиолога больницы NIH Clinical Center, который руководил расследованием вспышки. Этот тест дает образец бактериальной ДНК, похожий на штрих-код, который показывает, являются ли штаммы генетически похожими. Чернила. pneumoniae, однако 70 процентов штаммов в Соединенных Штатах принадлежат к одному типу штамма с одним паттерном. "Этот тест не очень полезен для этого организма," она сказала.
Когда началась вспышка, сотрудники Клинического центра объединились с исследователями NHGRI под руководством Джули Сегре, доктора философии.D., старший исследователь NHGRI. Доктор. Сегре работала с отделением клинической микробиологии Клинического центра над изучением эволюции устойчивости бактерий к антибиотикам, когда она услышала о вспышке болезни.
"Мы уже пытались разработать инструменты клинической молекулярной диагностики," Доктор. Сегре сказал, "Мы подумали, что можем использовать секвенирование генома, чтобы определить,. pneumoniae от первого пациента был тем же штаммом, что и тот, который заразил второго пациента."
Больничная команда отправила образцы бактерий, выделенных от инфицированных пациентов, в Центр интрамурального секвенирования NIH (NISC), входящий в NHGRI. NISC секвенировал образцы ДНК, и доктор. Команда Сегре проанализировала результаты. Если метод гель-электрофореза в импульсном поле показывает относительно грубые структуры, данные о последовательности генома показывают точные различия, вплоть до отдельных генетических букв в бактериальном геноме. Это секвенирование доказало, что штамм K. pneumoniae, от которой страдают все пациенты в Клиническом центре, происходят от пациента из Нью-Йорка; то есть у вспышки был единственный источник.
"Геномные данные могут выявить неожиданные способы передачи," Доктор. Сегре сказал. "Хотя путь передачи трудно обнаружить, геномные данные неоспоримы."
В сочетании с традиционными данными эпидемиологического отслеживания результаты последовательности генома показали, что пациентка 1 передала бактерии другим пациентам в двух разных случаях из-за инфекций в разных частях своего тела, создавая два основных кластера инфицированных пациентов.
Несмотря на то, что эпидемиологическое и геномное расследование продолжалось, группа инфекционного контроля в Клиническом центре NIH использовала все более интенсивные стратегии, чтобы остановить распространение инфекции. Например, они использовали пары перекиси водорода для дезинфекции комнат и удалили раковины и стоки, где K. пневмонии были обнаружены. Они также ограничили деятельность персонала больницы и использование оборудования, контактирующего с инфицированными пациентами, чтобы микроб не мог распространиться на неинфицированных пациентов.
Кроме того, врачи NIH лечили инфекцию первого пациента колистином, более старым токсичным антибиотиком, который считается лекарством последней инстанции. К счастью, лечение сработало, и пациент поправился.
Мероприятия по инфекционному контролю оказались успешными, и к концу года в Клиническом центре не было зарегистрировано новых случаев заболевания, что остановило вспышку.
"Секвенирование и анализ генома – наша лучшая надежда на то, чтобы предвидеть и опережать патогенную эволюцию инфекционных агентов," сказал доктор. Сегре. "Хотя наша практика геномики не изменила способ лечения пациентов во время этой вспышки, она изменила то, как больница применяла инфекционный контроль."
"Это исследование проясняет, что секвенирование генома, поскольку оно станет более доступным и быстрым, станет критически важным инструментом эпидемиологии здравоохранения в будущем," сказал Дэвид Хендерсон, M.D., Заместитель директора клинического центра NIH по клинической помощи и заместитель директора по обеспечению качества и больничной эпидемиологии. Его команда готовит документ, в котором будет описано использование секвенирования генома в методологии инфекционного контроля для подобных вспышек. "Теперь, когда мы знаем, что может сделать секвенирование генома," он сказал, "Я ожидаю, что эта методология будет быстро принята сообществом больничных эпидемиологов."
Примерно 1.По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, в США ежегодно происходит 7 миллионов инфекций, связанных с больницами, что приводит к 99 000 смертей. K с множественной лекарственной устойчивостью. pneumoniae является одной из самых страшных инфекций, потому что существует мало эффективных методов лечения, а уровень смертности может достигать 50 процентов от инфицированных. Специалисты по инфекционному контролю выявляют лекарственно-устойчивые бактерии K. pneumoniae в медицинских учреждениях все чаще. K с множественной лекарственной устойчивостью. pneumoniae наиболее опасна для пациентов с иммунной системой, ослабленной медицинскими процедурами или такими состояниями, как преклонный возраст и болезнь.