Simple Science

Hochmoderne Wissenschaft einfach erklärt

# Biologie# Mikrobiologie

Bekämpfung der antimikrobiellen Resistenzen bei ICU-Patienten

Eine Studie zeigt, wie sich die Infektionskontrolle auf der Intensivstation auf die antimikrobielle Resistenzen auswirkt.

― 5 min Lesedauer


AMR aufAMR aufIntensivstationen: Eineernste Herausforderungantimikrobielle Resistenzen hervor.Infektionskontrolle gegenNeue Studie hebt den Erfolg der
Inhaltsverzeichnis

Antimikrobielle Resistenz (AMR) ist weltweit ein immer grösser werdendes Problem, besonders in Gesundheitseinrichtungen wie Intensivstationen (ICUs). Dieses Problem führt zu mehr Infektionen und höheren Sterberaten, vor allem bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem oder bei denen, die grössere Operationen hatten. Patienten auf ICUs sind stark auf Antibiotika angewiesen, um Infektionen vorzubeugen und sich zu erholen.

Ein grosses Anliegen ist, dass bestimmte Bakterien, die als multiresistente Organismen (MDROs) bekannt sind, sich leicht im Darm von ICU-Patienten ansiedeln können. Diese Organismen können schädliche Bakterien verbreiten, was das Risiko von Infektionen erhöht. In Regionen wie Südostasiens und China haben Studien hohe Raten von MDROs gezeigt, einschliesslich resistenter Stämme von E. Coli und Klebsiella in ICU-Umgebungen. Diese Verbreitung lässt sich oft auf Mängel in der Infektionsprävention und -kontrolle zurückführen.

Patienten mit längeren Krankenhausaufenthalten, besonders auf ICUs, haben ein höheres Risiko, von diesen resistenten Organismen kolonisiert zu werden, aufgrund verschiedener medizinischer Eingriffe und Behandlungen. Diese Patienten bekommen oft mehrere Medikamente, was sie anfälliger für Infektionen macht.

Studie zu Darmbakterien bei ICU-Patienten

Eine Studie am Queen Elizabeth Hospital Birmingham (QEHB), das die grösste ICU im UK hat, wollte die Arten von Darmbakterien bei hochriskanten Patienten verstehen. Der Fokus lag auf E. coli und der Häufigkeit von multiresistenten Stämmen. Während der COVID-19-Pandemie galten strenge Infektionskontrollmassnahmen, was eine einmalige Gelegenheit bot, zu beobachten, wie sich diese Protokolle auf die Verbreitung resistenter Bakterien auswirkten.

Patientenrekrutierung und Probenentnahme

Die Studie bezog sich auf erwachsene ICU-Patienten, die voraussichtlich länger als 48 Stunden in der Einheit bleiben würden. Insgesamt wurden 57 Patienten rekrutiert, aber nur 23 lieferten Stuhlproben zur Analyse. Die Forscher sammelten eine Vielzahl von Informationen, einschliesslich Demografie, medizinischer Vorgeschichte und Antibiotikaeinsatz.

Analyse der Stuhlproben

Die Forscher isolierten Bakterien aus den Stuhlproben mit spezifischen Kultivierungstechniken. Sie identifizierten verschiedene Stämme von E. coli und Klebsiella und suchten besonders nach denen, die möglicherweise resistent gegen Behandlungen waren. Sie führten eine Genomsequenzierung durch, um das genetische Profil dieser Bakterien und das Vorhandensein von Resistenzgenen besser zu verstehen.

Ergebnisse zur bakteriellen Kolonisation

Aus den Stuhlproben wurde eine reiche Vielfalt an E. coli und Klebsiella gefunden. Von den 23 Patienten waren 18 zu irgendeinem Zeitpunkt während ihres Aufenthalts mit E. coli kolonisiert. Einige Patienten hatten gleichzeitig mehrere Arten von Bakterien, was auf Ko-Kolonisation hindeutet. Die meisten kolonisierten Bakterien waren als normale Darmflora bekannt, konnten aber auch ernsthafte Infektionen verursachen.

Resistenzgenprofile

Die Analyse zeigte, dass viele der E. coli-Stämme Resistenzgene besassen, aber keiner war gegen die stärksten Antibiotika wie Carbapeneme resistent. Die häufigsten gefundenen Resistenzgene bezogen sich auf Aminoglykoside und Sulfonamide, die normalerweise weniger besorgniserregend sind als solche, die eine Resistenz gegen Breitbandantibiotika vermitteln. Im Gegensatz dazu wiesen die Klebsiella-Bakterien ebenfalls niedrige Resistenzniveaus auf.

Seltene Fälle von Resistenz

Ein bemerkenswerter Befund war ein Stamm von Citrobacter bei einem einzelnen Patienten, der ein Resistenzgen trug, das mit Carbapenemen assoziiert war. Dieser Stamm trat während der Studie nicht bei anderen Patienten auf, was auf eine lokale Übertragung hindeuten könnte.

Muster der bakteriellen Übertragung

Die Studie untersuchte auch, ob die gleichen Bakterienstämme zwischen Patienten auf der ICU geteilt wurden. Mit einer genetischen Analysemethode namens SNP-Analyse fanden die Forscher heraus, dass die Bakterien hauptsächlich einzigartig für einzelne Patienten waren. Es gab wenig Hinweise darauf, dass sich Stämme zwischen Patienten verbreiteten, was darauf hindeutet, dass die meisten Bakterien wahrscheinlich schon vor der Aufnahme in die ICU bei den Patienten vorhanden waren.

Erwerb neuer Stämme

Interessanterweise haben einige Patienten während ihres Aufenthalts auf der ICU neue Stämme von E. coli erworben, typischerweise nach sechs Tagen oder mehr. Die Studie legt nahe, dass verschiedene Faktoren, einschliesslich der Zeit in der ICU und der Verwendung von Antibiotika, diesen Erwerb beeinflussen können.

Bedeutung von Infektionskontrollmassnahmen

Insgesamt heben die Ergebnisse aus der QEHB ICU die Wirksamkeit strenger Infektionsschutzmassnahmen hervor, um die Verbreitung resistenter Bakterien unter den Patienten zu reduzieren. Die niedrigen Raten von Multiresistenz, die in dieser ICU beobachtet wurden, stehen im Gegensatz zu den Raten in anderen Ländern.

Strategien wie sorgfältige Überwachung, gründliche Reinigung und eingeschränkte Patientenbewegungen halfen, niedrigere Raten resistenter Bakterien aufrechtzuerhalten. Die kontrollierte Umgebung während COVID-19 trug ebenfalls zu diesem positiven Ergebnis bei, da die Interaktionen zwischen den Patienten minimiert wurden, was die Übertragungswahrscheinlichkeit reduzierte.

Fazit

Die Studie beleuchtet die Dynamik von Darmbakterien bei ICU-Patienten und die Herausforderungen, die durch antimikrobielle Resistenz entstehen. Während Resistenz in Gesundheitseinrichtungen ein ernstes Problem bleibt, legen die Daten aus der QEHB ICU nahe, dass das Risiko mit effektiven Infektionskontrollmassnahmen gemanagt werden kann. Fortlaufende Wachsamkeit und Forschung sind notwendig, um die Muster bakterieller Resistenz zu überwachen und Strategien zu entwickeln, um dieser fortwährenden Herausforderung zu begegnen.

Die Ergebnisse fordern eine kontinuierliche Überwachung, um sicherzustellen, dass Gesundheitseinrichtungen für gefährdete Patienten sicher bleiben, und heben die Notwendigkeit der Zusammenarbeit zwischen Krankenhäusern hervor, um eine bessere Infektionskontrolle zu erleichtern und die Bedrohung durch AMR zu minimieren.

Originalquelle

Titel: Longitudinal genomic surveillance of a UK intensive care unit shows a lack of patient colonisation by multi-drug resistant Gram-negative pathogens

Zusammenfassung: Vulnerable patients in an intensive care unit (ICU) setting are at high risk of infection from bacteria including gut-colonising Escherichia coli and Klebsiella species. Complex ICU procedures often depend on successful antimicrobial treatment, underscoring the importance of understanding the extent of patient colonisation by multi-drug resistant organisms (MDRO) in large UK ICUs. Previous work on ICUs globally uncovered high rates of colonisation by and transmission of MDRO, but the situation in UK ICUs is less understood. Here, we investigated the diversity and antibiotic resistance gene (ARG) carriage of bacteria present in one of the largest UK ICUs at the Queen Elizabeth Hospital Birmingham (QEHB), focussing primarily on E. coli as both a widespread commensal and a globally disseminated multidrug resistant pathogen. Samples were taken during highly restrictive COVID-19 control measures from May - December 2021. Whole-genome and metagenomic sequencing were used to detect and report strain level colonisation of patients, focussing on E. coli sequence types (STs), their colonisation dynamics, and antimicrobial resistance (AMR) gene carriage. We found a lack of multidrug resistance (MDR) in the QEHB. Only one carbapenemase-producing organism was isolated, a Citrobacter carrying blaKPC-2. There was no evidence supporting the spread of this strain, and there was little evidence overall of nosocomial acquisition or circulation of colonising E. coli. Whilst 22 different E. coli STs were identified, only one strain of the pandemic ST131 lineage was isolated. This ST131 strain was non-MDR and was found to be a clade A strain, associated with low levels of antibiotic resistance. Overall, the QEHB ICU had very low levels of pandemic or MDR strains, a result which may be influenced in part by the strict COVID-19 control measures in place at the time. Employing some of these infection prevention and control measures where reasonable in all ICUs might therefore assist in maintaining low levels of nosocomial MDR. Impact statementThis study contributes to current literature on the potential routes for AMR spread in a healthcare setting. This study used whole genome sequencing (WGS) to investigate at strain-level bacterial species (including E. coli) colonising the gut of long-stay patients in the ICU. WGS in combination with patient ward movement and prescribing information was used to assess any links or driving factors in strain acquisition and AMR spread in the ICU. Our study gives an insight at a point in time where infection and prevention control restrictions and awareness were high due to the COVID-19 pandemic, combined with local and national travel restrictions and isolation criteria. Consequently, it provides a novel longitudinal dataset that gives a picture of colonising E. coli in a sheltered ICU patient population. Trends seen in this E. coli population are likely linked to the United Kingdom in 2021 rather than the global picture that may have been seen prior to the COVID-19 pandemic. Data summaryAll supporting data, code and protocols have been provided within the article or through supplementary data files. All genomic and metagenomic data are available from NCBI under BioProject accession PRJNA1136496. All relevant metadata is provided in supplementary data files.

Autoren: Alan McNally, A. E. Snaith, R. A. Moran, R. J. Hall, A. Casey, L. Ratcliffe, W. van Schaik, T. Whitehouse

Letzte Aktualisierung: 2024-07-25 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.25.605077

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.25.605077.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an biorxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

Mehr von den Autoren

Ähnliche Artikel