Transmiterea nosocomială a Klebsiella pneumoniae în secțiile de terapie intensivă neonatală

Un studiu realizat în cadrul programului Sepsis Prevention in Neonates in Zambia (SPINZ) și publicat în jurnalul PLOS Global Public Health a analizat, prin secvențiere genomică integrală, populațiile bacteriene implicate în infecțiile neonatale cu Klebsiella pneumoniae într-o unitate de terapie intensivă neonatală din Lusaka, Zambia. Cercetarea arată că majoritatea cazurilor de sepsis neonatal au fost asociate cu transmiterea nosocomială în cadrul secției și că implementarea unor măsuri de control al infecțiilor a modificat semnificativ structura populației bacteriene responsabile de aceste infecții.
Infecțiile reprezintă una dintre principalele cauze de mortalitate neonatală la nivel global. În anul 2019, aproximativ 2,44 milioane de decese neonatale au fost atribuite infecțiilor, iar 99% dintre acestea au avut loc în țări cu venituri mici și medii. Sepsisul neonatal contribuie major la această povară, fiind responsabil pentru 78,9% dintre cazurile raportate global și pentru 93,9% dintre decesele asociate.

Printre agenții patogeni implicați, Klebsiella pneumoniae ocupă un loc central. Infecțiile produse de această bacterie sunt frecvent rezistente la terapiile antimicrobiene recomandate de Organizația Mondială a Sănătății. În ultimii ani, s-a observat o creștere a proporției de decese prin sepsis asociate cu rezistența antimicrobiană, în special în rândul copiilor sub 5 ani.

Tulpinile producătoare de beta-lactamaze cu spectru extins (ESBL) sau rezistente la carbapeneme reprezintă o preocupare majoră de sănătate publică și sunt incluse în lista OMS a agenților patogeni bacterieni prioritari. Diagnosticul sepsisului neonatal rămâne dificil în multe sisteme medicale cu resurse limitate, deoarece simptomele sunt nespecifice, iar accesul la investigații microbiologice este adesea limitat.

În acest context, strategiile de prevenție devin esențiale. Acestea includ atât dezvoltarea unor vaccinuri materne împotriva antigenelor capsulare și lipopolizaharidice ale bacteriei, cât și măsuri de prevenire a infecțiilor în secțiile de terapie intensivă neonatală. Analiza genomică a agenților patogeni permite evaluarea impactului acestor intervenții asupra dinamicii populațiilor bacteriene și asupra transmiterii infecțiilor.

Despre studiu

Designul cercetării

Studiul a fost realizat într-o unitate de terapie intensivă neonatală a unui spital universitar din Lusaka, Zambia, care înregistrează aproximativ 3300 de internări neonatale anual. Secția are o capacitate oficială de 60 de paturi, dar în mod obișnuit găzduiește aproximativ 75 de nou-născuți simultan, indicând un nivel semnificativ de supraaglomerare.

Analiza a inclus neonate internate între septembrie 2015 și martie 2017. Studiul a fost structurat în două etape:

• o perioadă de observație inițială de 6 luni (baseline)
• o perioadă de implementare și evaluare a unui pachet de intervenții IPC (infection prevention and control), desfășurată pe parcursul a aproximativ 11 luni

Intervenția IPC a inclus mai multe măsuri simultane:

• training pentru personal privind controlul infecțiilor
• mesaje text de reamintire pentru personalul medical
• disponibilitate crescută de soluții hidroalcoolice pentru igiena mâinilor
• curățare intensificată a mediului spitalicesc
• băi săptămânale cu clorhexidină 2% pentru nou-născuții cu greutate ≥1,5 kg

Populația studiată și analiza microbiologică

Au fost analizate 465 de izolate bacteriene identificate inițial ca aparținând genului Klebsiella. După secvențiere genomică și controlul calității datelor:

• 460 izolate au fost secvențiate
• 445 infecții au fost confirmate ca fiind cauzate de Klebsiella pneumoniae
• 411 genomuri de înaltă calitate au fost incluse în analiza finală

Secvențierea genomică a fost realizată utilizând platforma Illumina NextSeq 500, iar analizele bioinformatice au inclus:

• determinarea tipurilor de secvență multilocus (ST)
• identificarea genelor de rezistență antimicrobiană
• tiparea antigenelor capsulare (K) și lipopolizaharidice (O)
• analiza filogenetică bazată pe aproximativ 1972 gene core

Pentru analiza transmiterii bacteriene au fost utilizate praguri de ≤10 variații nucleotidice (SNV) și ≤28 zile diferență temporală între cazuri.

Rezultate

Diversitatea genetică a tulpinilor

Analiza genomică a identificat 24 tipuri de secvență (ST) diferite de Klebsiella pneumoniae. Cele mai frecvente au fost:

• ST307 — 69,3% din izolate (285/411)
• ST2004 — 14,1% (58/411)

Antigenul capsular KL102 a fost asociat exclusiv cu ST307, iar antigenul KL23 cu ST2004. În ceea ce privește antigenul O, tipul O2 a fost dominant, reprezentând 72,3% dintre izolate.

Rezistența antimicrobiană

Profilul genomic a evidențiat un nivel extrem de ridicat de rezistență antimicrobiană:

• 99,0% dintre izolate conțineau gene ESBL
• majoritatea prezentau gena blaCTX-M-15
• 81,5% aveau determinanți pentru rezistență la fluorochinolone
• 100% aveau gene de rezistență la aminoglicozide
• 94,9% prezentau rezistență la trimetoprim

Genele carbapenemazelor au fost rare, fiind identificate în 2,7% dintre izolate.

Transmiterea nosocomială

Analiza filogenetică a arătat că 95,6% dintre infecții aparțineau unor clustere genetice strâns înrudite, indicând transmiterea bacteriei în interiorul unității de terapie intensivă neonatală.

Dimensiunea clusterelor a variat între 2 și 202 cazuri, cu o durată mediană de 3 săptămâni.

Un cluster major de ST307 a provocat peste 200 de infecții în perioada de bază, cu o medie de aproximativ 5 cazuri pe săptămână.

Impactul intervenției IPC

După implementarea pachetului de măsuri de control al infecțiilor:

• transmiterea tulpinii ST307 dominante a fost întreruptă în aproximativ 3 săptămâni
• proporția cazurilor aparținând clusterelor a scăzut de la 97,8% la 90,5%
• incidența sepsisului neonatal a scăzut semnificativ

Totuși, analiza genomică a evidențiat apariția unor noi tulpini și persistența altora, inclusiv ST2004 și ST101, indicând faptul că anumite surse de contaminare au continuat să existe în mediul spitalicesc.

Tipul debutului infecției

Un rezultat important a fost proporția mare de infecții cu debut rapid:

• 26,8% dintre cazuri au apărut în primele două zile după internare

Acest tipar sugerează posibile surse directe de contaminare, precum:

• fluide intravenoase contaminate
• echipamente medicale
• materiale sau reactivi utilizați în secție

Concluzii

Analiza genomică a infecțiilor neonatale cu Klebsiella pneumoniae a demonstrat că majoritatea cazurilor de sepsis neonatal din unitatea studiată au fost rezultatul transmiterii nosocomiale. Implementarea unui pachet complex de măsuri de control al infecțiilor a reușit să elimine o epidemie majoră cauzată de tulpina ST307, însă nu a eliminat complet transmiterea bacteriană.

Rezultatele evidențiază importanța supravegherii genomice pentru monitorizarea epidemiologiei bacteriene în secțiile neonatale, pentru identificarea rapidă a focarelor și pentru evaluarea eficienței intervențiilor de prevenție. În plus, datele subliniază necesitatea consolidării infrastructurii de control al infecțiilor în spitalele din țările cu resurse limitate și relevanța acestor informații pentru dezvoltarea viitoarelor vaccinuri împotriva Klebsiella pneumoniae.