Jak powstrzymać pałeczki zapalenia płuc Klebsiella pneumoniae na oddziałach neonatologicznych

Nowe badanie wykazało, że zestaw wielokierunkowych działań z zakresu zapobiegania i kontroli zakażeń może – przynajmniej tymczasowo – powstrzymać ogniska infekcji wywoływanych przez pałeczki zapalenia płuc Klebsiella pneumoniae, jedną z głównych przyczyn sepsy noworodkowej oraz zgonów noworodków w Afryce i Azji Południowej.

Sepsa pozostaje jedną z najważniejszych przyczyn śmiertelności noworodków w krajach o niskich i średnich dochodach (LMICs). W dużej mierze wynika ona z zakażeń krwi powodowanych przez wielolekooporny patogen Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae). Wraz ze wzrostem oporności tego drobnoustroju na powszechnie stosowane antybiotyki szczególnego znaczenia nabierają działania profilaktyczne ograniczające jego transmisję. Jest to szczególnie istotne w szpitalach krajów LMIC, gdzie niedobór zasobów oraz przepełnienie oddziałów sprzyjają szerzeniu się patogenów bakteryjnych i wirusowych, a jednocześnie szybka i precyzyjna diagnostyka sepsy bywa utrudniona.

Badanie prowadzone przez naukowców z Boston University School of Public Health (BUSPH) oraz London School of Hygiene and Tropical Medicine (LSHTM) wskazuje, że niskokosztowe strategie zapobiegania i kontroli zakażeń (IPC – infection prevention and control) mogą stanowić ważne narzędzie ograniczające transmisję K. pneumoniae. Wyniki pracy opublikowane w czasopiśmie PLOS Global Public Health oparto na analizie sekwencjonowania całogenomowego bakterii, które pozwoliło ocenić wpływ zestawu interwencji IPC na ognisko zakażeń K. pneumoniae prowadzących do sepsy na oddziale intensywnej terapii noworodków (NICU) w Zambii.

Analiza wykazała, że wdrożone działania skutecznie przerwały duże i długotrwałe ognisko zakażeń bakteryjnych. Nie doprowadziły jednak do całkowitego wyeliminowania problemu. Choć początkowo transmisję K. pneumoniae udało się ograniczyć, część bakterii ponownie pojawiła się w oddziale wraz z nowymi szczepami, powodując kolejne zakażenia wśród hospitalizowanych noworodków.

Dodatkowym wyzwaniem była wysoka oporność drobnoustrojów. Większość analizowanych bakterii produkowała enzymy typu ESBL (extended-spectrum beta-lactamases), które powodują oporność na penicyliny i wiele innych powszechnie stosowanych antybiotyków. Zespół badawczy zidentyfikował również kilka szczepów produkujących karbapenemazy – enzymy zapewniające oporność na antybiotyki karbapenemowe, często określane jako leki „ostatniej szansy”.

Wyniki podkreślają znaczenie nadzoru genomowego patogenów, uznawanego za „złoty standard” identyfikacji bakterii. Metoda ta umożliwia znacznie dokładniejsze zrozumienie sposobów szerzenia się patogenów w środowisku szpitalnym. Jednocześnie badanie wskazuje na konieczność kontynuowania działań IPC w placówkach medycznych o ograniczonych zasobach, aby zmniejszyć ryzyko transmisji groźnych zakażeń wśród szczególnie wrażliwych populacji.

Afryka Subsaharyjska oraz Azja Południowa odpowiadają za większość zgonów dzieci poniżej piątego roku życia na świecie, z których znaczna część wynika z sepsy.

Jak podkreśla starszy autor badania dr Davidson Hamer, profesor zdrowia globalnego i medycyny w BUSPH oraz BU Chobanian & Avedisian School of Medicine:

„Sepsa noworodkowa jest jedną z głównych przyczyn zgonów dzieci w pierwszych 28 dniach życia. W krajach o niskich i średnich dochodach jakość działań związanych z zapobieganiem i kontrolą zakażeń bywa bardzo ograniczona, co sprzyja przenoszeniu patogenów między sprzętem medycznym a personelem ochrony zdrowia. Nasze badanie wykazało, że zestaw różnych działań profilaktycznych może tymczasowo wyeliminować dominujący serotyp bakterii, jednocześnie zmniejszając śmiertelność noworodków, liczbę podejrzeń sepsy oraz potwierdzonych zakażeń krwi”.

Badacze wykorzystali próbki krwi zebrane w ramach projektu Sepsis Prevention in Neonates in Zambia (SPINZ), który był pierwszą oceną skuteczności interwencji IPC w zapobieganiu sepsie na oddziale intensywnej terapii noworodków w Zambii. Wyniki tego projektu opublikowano w 2019 roku w czasopiśmie Clinical Infectious Diseases.

Program interwencyjny trwał 12 miesięcy i obejmował zestaw prostych, niskokosztowych działań IPC, takich jak:

• szkolenia personelu medycznego w zakresie kontroli zakażeń,
• przypomnienia o zasadach IPC wysyłane w formie wiadomości tekstowych,
• stosowanie preparatu do dezynfekcji rąk produkowanego na miejscu według receptury World Health Organization,
• intensyfikację procedur czyszczenia oddziału,
• cotygodniowe kąpiele noworodków z użyciem 2% glukonianu chlorheksydyny.

W trakcie badania wykryto wiele patogenów odpowiedzialnych za sepsę noworodkową na oddziale NICU, jednak śmiertelność noworodków była niższa w okresie prowadzenia interwencji IPC.

Najnowsza analiza skoncentrowała się na dynamice rozwoju i transmisji szczepów K. pneumoniae – drobnoustrojów odpowiedzialnych za większość przypadków sepsy w projekcie SPINZ – zarówno przed wdrożeniem programu IPC, jak i po jego wprowadzeniu. W analizie wykorzystano dane z sekwencjonowania genomowego 411 próbek krwi zawierających K. pneumoniae. Wyniki wskazują, że większość zakażeń noworodków prawdopodobnie wynikała ze skażonych źródeł znajdujących się wewnątrz oddziału intensywnej terapii, a nie z czynników pochodzących spoza szpitala.

Co istotne, choć większość zakażeń szpitalnych rozwija się po co najmniej dwóch dniach hospitalizacji, badacze zauważyli, że niemal 35% zakażeń K. pneumoniae występowało już w ciągu pierwszych 24–48 godzin od przyjęcia noworodków na oddział NICU. Sugeruje to obecność źródeł zakażenia w bezpośrednim środowisku szpitalnym.

Jak wyjaśnia autorka korespondująca pracy dr Kathryn Holt, profesor genomiki systemów mikrobiologicznych w LSHTM:

„Tak wczesne pojawienie się zakażeń po przyjęciu na oddział intensywnej terapii sugeruje, że noworodki mogą być narażone na kontakt z dużą dawką bakterii już na początku hospitalizacji, być może poprzez skażone odczynniki lub płyny medyczne”.

Choć w omawianym badaniu nie przeprowadzono systematycznego poszukiwania źródeł bakterii, wcześniejsze analizy epidemiologiczne na innych oddziałach NICU wskazywały, że ogniska K. pneumoniae mogą być związane między innymi ze skażonymi płynami dożylnymi.

Naukowcy podkreślają również znaczenie dalszych badań nad właściwościami K. pneumoniae w kontekście opracowania potencjalnej szczepionki. Jedną z rozważanych strategii jest immunizacja kobiet w ciąży, która mogłaby chronić noworodki przed zakażeniem w pierwszych tygodniach życia.

Analiza opublikowana w styczniu w PLOS Medicine, wykorzystująca te same dane z projektu SPINZ, wskazała, że pojedyncza szczepionka obejmująca 20 szczepów K. pneumoniae mogłaby potencjalnie zapewnić ochronę przed co najmniej 70% przypadków sepsy noworodkowej wywołanej przez tę bakterię w Afryce i Azji Południowej.

Do czasu opracowania skutecznej i szeroko dostępnej szczepionki działania z zakresu zapobiegania i kontroli zakażeń pozostają jednak jednym z najważniejszych narzędzi ograniczania transmisji patogenów.

Jak podkreśla dr Hamer, takie interwencje są pilnie potrzebne w wielu regionach świata, szczególnie w kontekście narastającej oporności bakterii na antybiotyki.

„W wielu krajach, takich jak Indie czy Tajlandia, obserwuje się już rozwój oporności na karbapenemy – antybiotyki ostatniej szansy. Oznacza to, że w leczeniu niektórych zakażeń pozostaje bardzo niewiele opcji terapeutycznych, często ograniczających się do nowych leków lub starszych, bardziej toksycznych preparatów. Jeśli uda się ograniczyć liczbę zakażeń dzięki prostym działaniom profilaktycznym, zmniejszymy również konieczność stosowania tych antybiotyków, a tym samym spowolnimy rozwój oporności”.

Pierwszą autorką publikacji jest dr Laura Phillips z Department of Infection Biology w London School of Hygiene & Tropical Medicine.

Źródło: PLOS Global Public Health, Transmission dynamics of Klebsiella pneumoniae in a neonatal intensive care unit in Zambia before and after an infection control bundle
DOI: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgph.0005965