Журналов:     Статей:        

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 266-275

Дополнительный резервуар госпитальных микроорганизмов в медицинских организациях

Чезганова Е. А., Ефимова О. С., Сахарова В. М., Ефимова А. Р., Созинов С. А., Исмагилов З. Р., Брусина Е. Б.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-120

Аннотация

Введение. Подавляющее большинство инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП), развиваются в результате колонизации локусов пациентов госпитальными штаммами возбудителей.

Цель исследования — изучение дополнительного резервуара микроорганизмов в медицинских организациях.

Материалы и методы. Исследовано 28 образцов больничной пыли методами сканирующей электронной микроскопии и динамического рассеяния света, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и высокотемпературного каталитического окисления, 97 проб — полимеразной цепной реакцией и на бактериологическом анализаторе «VITEK®2 Compact» с целью исследования микробного разнообразия. Проведены индикация биологических плёнок (n = 29) с помощью каталазного индикатора, определение общего количества микроорганизмов в 1 м3 воздуха.

Результаты. Пыль вентиляционных решеток контаминирована в 71,13% случаев, доля резистентных к антибиотикам штаммов бактерий — в 69,44%, бактерий, образующих биопленки, — в 48%. Биоразнообразие представлено 21 родом микроорганизмов, сохранявшимся в течение 6 мес. Во всех образцах присутствовала наноразмерная фракция. Органический субстрат представлен углеродом (16,26–50,69%), азотом (1,59–25,03%), водородом (2,03–6,67%), серой (0,15–2,38%) и кислородом (20,02–37,50%). Общее микробное число до и после открывания дверей и окон — 276 и 462 КОЕ/м3 соответственно (p = 0,046). Минеральный компонент содержал натрий (0,07–1,86%), магний (0,11–1,40%), алюминий (0,36–1,78%), кремний (0,21–4,64%), фосфор (0,04–0,81%), хлор (0,05–2,83%), калий (0,04–0,85%), кальций (0,19–7,49%), железо (0,08–1,61%).

Обсуждение. Широкий спектр микроорганизмов, наличие органического субстрата и микроэлементов свидетельствуют о возможности сохранения, накопления и возврата в больничную среду возбудителей ИСМП.

Заключение. На решетках вытяжных вентиляционных систем и прилежащих частей воздуховодов в условиях медицинских организаций может формироваться дополнительный резервуар микроорганизмов — возбудителей ИСМП, играющий значимую роль в поддержании эпидемического процесса ИСМП.

Список литературы

1. Брико Н.И., Брусина Е.Б., Зуева Л.П., Ковалишена О.В., Ряпис Л.А., Стасенко В.Л. и др. Госпитальный штамм – непознанная реальность. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2013; (1): 30–5.

2. Брусина Е.Б. Эпидемиология инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, вызванных возбудителями группы сапронозов. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2015; 14(2): 50–6. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2015-14-2-50-56

3. Salm F., Deja M., Gastmeier P., Kola A., Hansen S., Behnke M., et al. Prolonged outbreak of clonal MDR Pseudomonas aeruginosa on an intensive care unit: contaminated sinks and contamination of ultra-filtrate bags as possible route of transmission? Antimicrob. Resist. Infect. Control. 2016; 5: 53. https://doi.org/10.1186/s13756-016-0157-9

4. Kanwar A., Domitrovic T.N., Koganti S., Fuldauer P., Cadnum J.L., Bonomo R.A., et al. A cold hard menace: A contaminated ice machine as a potential source for transmission of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. Am. J. Infect. Control. 2017; 45(11): 1273–5. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.05.007

5. Johnson R.C., Deming C., Conlan S., Zellmer C.J., Michelin A.V., Lee-Lin S., et al. Investigation of a cluster of Sphingomonas koreensis infections. N. Engl. J. Med. 2018; 379(26): 2529–39. https://doi.org/10.1056/nejmoa1803238

6. Robustillo-Rodela A., Pérez-Blanco V., Espinel Ruiz M.A., Ruiz Carrascoso G., Figueira Iglesias J.C., Abad Martín D. Successful control of 2 simultaneous outbreaks of OXA-48 carbapenemase- producing Enterobacteriaceae and multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in an intensive care unit. Am. J. Infect. Control. 2017; 45(12): 1356–62. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.07.018

7. Chia P., Sengupta S., Kukreja A., Ponnampalavanar S., Ng O.T., Marimuthu K. The role of hospital environment in transmissions of multidrug-resistant gram-negative organisms. Antimicrob. Resist. Infect. Control. 2020; 9(1): 29. https://doi.org/10.1186/s13756-020-0685-1

8. Dekic S., Hrenovic J., van Wilpe E., Venter C., Goic-Barisic I. Survival of emerging pathogen Acinetobacter baumannii in water environment exposed to different oxygen conditions. Water Sci. Technol. 2019; 80(8): 1581–90. https://doi.org/10.2166/wst.2019.408

9. Parvin F., Hu H., Whiteley G.S., Glasbey T., Vickery K. Difficulty in removing biofilm from dry surfaces. J. Hosp. Infect. 2019; 103(4): 465–7. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2019.07.005

10. Chen J.C., Munir M.T., Aviat F., Lepelletier D., Le Pape P., Dubreil L., et al. Survival of bacterial strains on wood (Quercus petraea) compared to polycarbonate, aluminum and stainless steel. Antibiotics (Basel). 2020; 9(11): 804. https://doi.org/10.3390/antibiotics9110804

11. Weber D.J., Anderson D., Rutala W.A. The role of the surface environment in healthcare-associated infections. Curr. Opin. Infect. Dis. 2013; 26(4): 338–44. https://doi.org/10.1097/QCO.0b013e3283630f04

12. Harris D., Taylor K.P., Napierkowski K., Zechmann B. Indoor finish material influence on contamination, transmission, and eradication of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA). HERD. 2020; 14(1): 118–28. https://doi.org/10.1177/1937586720952892

13. Bourouiba L., Dehandschoewercker E., Bush J. Violent expiratory events: оn coughing and sneezing. J. Fluid Mech. 2014; 745: 537–63. https://doi.org/10.1017/jfm.2014.88

14. Liu N.M., Miyashita L., Maher B.A., McPhail G., Jones C.J.P., Barratt B., et al. Evidence for the presence of air pollution nanoparticles in placental tissue cells. Sci. Total Environ. 2021; 751: 142235. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142235

15. Чезганова Е.А., Ефимова А.Р., Сахарова В.М., Ефимова А.Р., Созинов С.А., Исмагилов З.Р. и др. Оценка роли пыли в формировании резервуара мультирезистентных госпитальных штаммов микроорганизмов в отделениях хирургического профиля. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020; 5(1): 15–25. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2019-4-3-8-14

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 266-275

A novel source of hospital microorganisms in healthcare settings

Chezganova E. A., Efimova O. S., Sakharova V. M., Efimova A. R., Sozinov S. A., Ismagilov Z. R., Brusina E. B.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-120

Abstract

Background. Most healthcare-associated infections (HAI) develop due to a colonization of patients and healthcare workers by hospital strains of pathogens. The aim to study was to assess whether the dust within the health facilities can harbor microorganisms acting as a reservoir of HAIs.

Materials and methods. Dust samples collected in the air ducts and ventilation grilles of health facilities underwent a detailed physicochemical analysis by means of scanning electron microscopy, dynamic light scattering, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and high-temperature catalytic oxidation. Bacterial and viral diversity was investigated using an automated biochemical analyzer and polymerase chain reaction, respectively. Investigation of the microenvironment included detection of biofilms using a catalase indicator and quantification of viable microorganisms per 1 m3 air.

Results. Dust from the hospital ventilation grilles and air ducts was contaminated with microorganisms in 71.13% of cases. Strikingly, multidrug-resistant and biofilm-forming strains have been found in 69.4% and 48.0% of samples, respectively. The total viable count before and after opening doors and windows was 276 and 462 colony-forming units/m3 respectively (p = 0.046). Biodiversity was represented by 21 genera of microorganisms which were consistently detected upon 6 months of follow-up. All samples contained a nanosized particulate matter. Chemical elements comprising dust were carbon (16.26–50.69%), oxygen (20.02–37.50%), nitrogen (1.59–25.03%), hydrogen (2.03–6.67%), sulfur (0.15–2.38%), calcium (0.19–7.49%), silicon (0.21–4.64%), chlorine (0.05–2.83%), sodium (0.07–1.86%), aluminum (0.36–1.78%), iron (0.08–1.61%), magnesium (0.11–1.40%), potassium (0.04–0.85%), and phosphorus (0.04–0.81%).

Discussion. A wide range of multidrug-resistant strains of bacteria, detected in a hospital particulate matter with a diverse chemical composition, indicates the persistence of HAI-causing pathogens in the hospital environment.

Conclusion. Dust from the ventilation grilles and adjacent air ducts should be considered as an additional reservoir of multidrug-resistant strains of bacteria in the healthcare settings.

References

1. Briko N.I., Brusina E.B., Zueva L.P., Kovalishena O.V., Ryapis L.A., Stasenko V.L. i dr. Gospital'nyi shtamm – nepoznannaya real'nost'. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2013; (1): 30–5.

2. Brusina E.B. Epidemiologiya infektsii, svyazannykh s okazaniem meditsinskoi pomoshchi, vyzvannykh vozbuditelyami gruppy sapronozov. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika. 2015; 14(2): 50–6. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2015-14-2-50-56

3. Salm F., Deja M., Gastmeier P., Kola A., Hansen S., Behnke M., et al. Prolonged outbreak of clonal MDR Pseudomonas aeruginosa on an intensive care unit: contaminated sinks and contamination of ultra-filtrate bags as possible route of transmission? Antimicrob. Resist. Infect. Control. 2016; 5: 53. https://doi.org/10.1186/s13756-016-0157-9

4. Kanwar A., Domitrovic T.N., Koganti S., Fuldauer P., Cadnum J.L., Bonomo R.A., et al. A cold hard menace: A contaminated ice machine as a potential source for transmission of carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii. Am. J. Infect. Control. 2017; 45(11): 1273–5. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.05.007

5. Johnson R.C., Deming C., Conlan S., Zellmer C.J., Michelin A.V., Lee-Lin S., et al. Investigation of a cluster of Sphingomonas koreensis infections. N. Engl. J. Med. 2018; 379(26): 2529–39. https://doi.org/10.1056/nejmoa1803238

6. Robustillo-Rodela A., Pérez-Blanco V., Espinel Ruiz M.A., Ruiz Carrascoso G., Figueira Iglesias J.C., Abad Martín D. Successful control of 2 simultaneous outbreaks of OXA-48 carbapenemase- producing Enterobacteriaceae and multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in an intensive care unit. Am. J. Infect. Control. 2017; 45(12): 1356–62. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2017.07.018

7. Chia P., Sengupta S., Kukreja A., Ponnampalavanar S., Ng O.T., Marimuthu K. The role of hospital environment in transmissions of multidrug-resistant gram-negative organisms. Antimicrob. Resist. Infect. Control. 2020; 9(1): 29. https://doi.org/10.1186/s13756-020-0685-1

8. Dekic S., Hrenovic J., van Wilpe E., Venter C., Goic-Barisic I. Survival of emerging pathogen Acinetobacter baumannii in water environment exposed to different oxygen conditions. Water Sci. Technol. 2019; 80(8): 1581–90. https://doi.org/10.2166/wst.2019.408

9. Parvin F., Hu H., Whiteley G.S., Glasbey T., Vickery K. Difficulty in removing biofilm from dry surfaces. J. Hosp. Infect. 2019; 103(4): 465–7. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2019.07.005

10. Chen J.C., Munir M.T., Aviat F., Lepelletier D., Le Pape P., Dubreil L., et al. Survival of bacterial strains on wood (Quercus petraea) compared to polycarbonate, aluminum and stainless steel. Antibiotics (Basel). 2020; 9(11): 804. https://doi.org/10.3390/antibiotics9110804

11. Weber D.J., Anderson D., Rutala W.A. The role of the surface environment in healthcare-associated infections. Curr. Opin. Infect. Dis. 2013; 26(4): 338–44. https://doi.org/10.1097/QCO.0b013e3283630f04

12. Harris D., Taylor K.P., Napierkowski K., Zechmann B. Indoor finish material influence on contamination, transmission, and eradication of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA). HERD. 2020; 14(1): 118–28. https://doi.org/10.1177/1937586720952892

13. Bourouiba L., Dehandschoewercker E., Bush J. Violent expiratory events: on coughing and sneezing. J. Fluid Mech. 2014; 745: 537–63. https://doi.org/10.1017/jfm.2014.88

14. Liu N.M., Miyashita L., Maher B.A., McPhail G., Jones C.J.P., Barratt B., et al. Evidence for the presence of air pollution nanoparticles in placental tissue cells. Sci. Total Environ. 2021; 751: 142235. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142235

15. Chezganova E.A., Efimova A.R., Sakharova V.M., Efimova A.R., Sozinov S.A., Ismagilov Z.R. i dr. Otsenka roli pyli v formirovanii rezervuara mul'tirezistentnykh gospital'nykh shtammov mikroorganizmov v otdeleniyakh khirurgicheskogo profilya. Fundamental'naya i klinicheskaya meditsina. 2020; 5(1): 15–25. https://doi.org/10.23946/2500-0764-2019-4-3-8-14