Актуальність. Протягом десятиліть багато аспектів аерозольної передачі лікарняних патогенів були і залишаються предметом наукових дискусій. Незважаючи на досить докладні дослідження механізму формування мікробних аерозолів, закономірності їх поширення, роль пилових частинок у формуванні госпітальних клонів мікроорганізмів не вивчена. Мета. Дослідити фізико-хімічні властивості і мікробне різноманіття лікарняній пилу. Матеріали та методи. Форма і розмірність пилових частинок проаналізовані методами скануючої електронної мікроскопії та динамічного розсіювання світла, елементний аналіз проведено за допомогою енергодисперсійного рентгенівської спектроскопії і високотемпературного каталітичного окислення, мікробіологічний склад пилу вивчений за допомогою полімеразної ланцюгової реакції та біохімічного аналізатора Vitek 2. Результати та обговорення. Виявлено, що лікарняна пил включає глобулярні і волокнисті частинки, до складу яких входять вуглець, кисень, кальцій, кремній, алюміній і сірка, при цьому волокниста пил характеризувалася підвищеним вмістом кисню і кальцію і більш низьким рівнем вуглецю в мінеральної, але не в органічній компоненті. Картування хімічних елементів дозволило встановити, що до складу пилу входять алюмосилікати і з'єднання кальцію, оскільки кремній і кальцій розташовувалися практично незалежно один від одного у вигляді локальних включень. Мікробіологічний аналіз виявив в лікарняній пилу резистентні до різних антибіотиків Raoultella ornithinolytica, Staphylococcus pseudintermedius, Pantoea spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium, а також Pasteurella canis. висновки. лікарняна пил може відігравати суттєву роль в збереженні мультирезистентних штамів збудників інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги, і формуванні госпітальних клонів. Вплив морфології частинок пилу і хімічної структури на процеси селекції госпітальних штамів вимагає подальшого вивчення.

Анотація наукової статті з біотехнологій в медицині, автор наукової роботи - Чезганова Е.А., Єфімова О.С., Созінов С.А., Єфімова А.Р., Сахарова В.М.


Particulate Matter in a Hospital Environment: as Potential Reservoir for Hospital Strains

Relevance. For decades, many aspects of aerosol transmission of hospital pathogens have been and remain the subject of scientific debate. Despite fairly detailed studies of the mechanism of microbial aerosols formation, distribution, the role of particulate matter in the formation of antibiotic resistance and multidrug-resistant hospital clones of microorganisms is still unclear. Aim. To investigate physicochemical properties and microbiological diversity of hospital particulate matter. Materials and Methods. Shape and size of particulates was assessed by means of scanning electron microscopy and dynamic light scattering while elemental analysis was performed using energy-dispersive X-ray spectroscopy and high-temperature catalytic oxidation. Microbial profiling was conducted using polymerase chain reaction and Vitek 2 biochemical analyzer. Results. Hospital particulate matter included globular and fibrillary particles consisting of carbon, oxygen, calcium, silicon, aluminium, and sulfur. Intriguingly, microfiber particles had higher oxygen and calcium content along with the lower level of carbon in mineral but not organic component. Differential localisation of silicon and calcium in elemental mapping suggested that hospital particulate matter was composed of aluminosilicate minerals and calcium compounds. Among the microorganisms, we found multidrug-resistant strains Raoultella ornithinolytica, Staphylococcus pseudintermedius, Pantoea spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium and additionally Pasteurella canis in hospital particulate matter samples. Conclusions. Particulate matter in the hospital environment might be considered as a potential reservoir for the evolution of antibiotic resistance and multidrug-resistant strains.


Область наук:
  • Біотехнології в медицині
  • Рік видавництва: 2019
    Журнал: Епідеміологія і вакцинопрофілактика

    Наукова стаття на тему 'ЛІКАРНЯНА ПИЛ ЯК ПОТЕНЦІЙНИЙ РЕЗЕРВУАР госпітальних штамів'

    Текст наукової роботи на тему «ЛІКАРНЯНА ПИЛ ЯК ПОТЕНЦІЙНИЙ РЕЗЕРВУАР госпітальних штамів»

    ?NASC Information

    https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-4-82-92

    Лікарняна пил як потенційний резервуар госпітальних штамів

    Е. А. Чезганова * 1, О. С. Ефімова2, С. А. Созінов2, А. Р. Ефімова3, В. М. Сахарова4,

    А. Г. Кутіхін4, М. В. Основа3, З. Р. Ісмагілов2, Е. Б. Брусіна1

    1 ФГБОУ ВО «Кемеровський державний медичний університет» МОЗ України, м Кемерово, Росія

    2 Інститут вуглехімії і хімічного матеріалознавства Федерального дослідного центру вугілля і вуглехімії Сибірського відділення Російської академії наук, м Кемерово, Росія

    3 ФБУЗ «Центр гігієни і епідеміології в Кемеровській області», м Кемерово, Росія

    4 ФГБНУ «НДІ комплексних проблем серцево-судинних захворювань», м Кемерово, Росія

    резюме

    Актуальність. Протягом десятиліть багато аспектів аерозольної передачі лікарняних патогенів були і залишаються предметом наукових дискусій. Незважаючи на досить докладні дослідження механізму формування мікробних аерозолів, закономірності їх поширення, роль пилових частинок у формуванні госпітальних клонів мікроорганізмів не вивчена. Мета. Дослідити фізико-хімічні властивості і мікробне різноманіття лікарняному пилу. Матеріали та методи. Форма і розмірність пилових частинок проаналізовані методами скануючої електронної мікроскопії та динамічного розсіювання світла, елементний аналіз проведено за допомогою енергодисперсійного рентгенівської спектроскопії і високотемпературного каталітичного окислення, мікробіологічний склад пилу вивчений за допомогою полімеразної ланцюгової реакції та біохімічного аналізатора Vitek 2. Результати та обговорення. Виявлено, що лікарняна пил включає глобулярні і волокнисті частинки, до складу яких входять вуглець, кисень, кальцій, кремній, алюміній і сірка, при цьому волокниста пил характеризувалася підвищеним вмістом кисню і кальцію і більш низьким рівнем вуглецю в мінеральної, але не в органічній компоненті . Картування хімічних елементів дозволило встановити, що до складу пилу входять алюмосилікати і з'єднання кальцію, оскільки кремній і кальцій розташовувалися практично незалежно один від одного у вигляді локальних включень. Мікробіологічний аналіз виявив в лікарняній пилу резистентні до різних антибіотиків Raoultella ornithinolytica, Staphylococcus pseudintermedius, Pantoea spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium, а також Pasteurella canis. Висновки. Лікарняна пил може відігравати суттєву роль в збереженні мультирезистентних штамів збудників інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги, і формуванні госпітальних клонів. Вплив морфології частинок пилу і хімічної структури на процеси селекції госпітальних штамів вимагає подальшого вивчення. Ключові слова: пилове забруднення; дрібнодисперсні завислі речовини; лікарняна пил; інфекції, пов'язані з наданням медичної допомоги; резервуар; госпітальний штам Конфлікт інтересів не заявлений.

    Для цитування: Чезганова Е. А., Єфімова О. С., Созінов С. А. та ін. Лікарняна пил як потенційний резервуар госпітальних штамів. Епідеміологія і Вакцинопрофілактика. 2019; 18 (3): 82-92. https: // doi: 10.31631 / 2073-3046-2019-18-4-82-92.

    Particulate Matter in a Hospital Environment: as Potential Reservoir for Hospital Strains

    E. A. Chezganova "1, O. S. Efimova2, S. A. Sozinov2, A. R. Efimova3, V. M. Sakharova4, A. G. Kutikhin4, M. V. Osnova3, Z. R. Ismagilov2, E. B. Brusina1

    1 Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation

    2 Institute of Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Kemerovo, Russian Federation

    3Kemerovo Regional Center for Hygiene and Epidemiology, Kemerovo, Russian Federation 4Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases, Kemerovo, Russian Federation

    * Для листування: Чезганова Євгенія Андріївна, аспірант кафедри епідеміології Кемеровського державного медичного університету, 650056, г. Кемерово, ул. Волгоградська 50. +7 913-294-91-01, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.. © Чезганова Е. А. та ін.

    ** For correspondence: Chezganova Evgenia A., graduate student of department of epidemiology of Kemerovo State Medical University, 50,

    Volgogradskaya Street, Kemerovo, 650056, Russian Federation. + 7-913-294-91-01, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.. © Chezganova EA et al.

    NASC Information

    Abstract

    Relevance. For decades, many aspects of aerosol transmission of hospital pathogens have been and remain the subject of scientific debate. Despite fairly detailed studies of the mechanism of microbial aerosols formation, distribution, the role of particulate matter in the formation of antibiotic resistance and multidrug-resistant hospital clones of microorganisms is still unclear. Aim. To investigate physicochemical properties and microbiological diversity of hospital particulate matter. Materials and Methods. Shape and size of particulates was assessed by means of scanning electron microscopy and dynamic light scattering while elemental analysis was performed using energy-dispersive X-ray spectroscopy and high-temperature catalytic oxidation. Microbial profiling was conducted using polymerase chain reaction and Vitek 2 biochemical analyzer. Results. Hospital particulate matter included globular and fibrillary particles consisting of carbon, oxygen, calcium, silicon, aluminium, and sulfur. Intriguingly, microfiber particles had higher oxygen and calcium content along with the lower level of carbon in mineral but not organic component. Differential localisation of silicon and calcium in elemental mapping suggested that hospital particulate matter was composed of aluminosilicate minerals and calcium compounds. Among the microorganisms, we found multidrug-resistant strains Raoultella ornithinolytica, Staphylococcus pseudintermedius, Pantoea spp., Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium and additionally Pasteurella canis in hospital particulate matter samples. Conclusions. Particulate matter in the hospital environment might be considered as a potential reservoir for the evolution of antibiotic resistance and multidrug-resistant strains.

    Keywords: Air pollution; particulate matter; hospital environment; healthcare-associated infections; reservoir; multidrug-resistant organisms

    No conflict of interest to declare.

    For citation: Chezganova E. A., Efimova O. S., Sozinov S. A. et al. Particulate Matter in a Hospital Environment: as Potential Reservoir for Hospital Strains. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2019; 18 (3): 82-92 (In Russ.). https: // doi: 10.31631 / 2073-3046-201918-4-82-92.

    Вступ

    Протягом десятиліть багато аспектів аерозольної передачі лікарняних патогенів були і залишаються предметом наукових дискусій [1,2]. Відродження інтересу до проблеми забезпечення епідеміологічної безпеки повітряного середовища було обумовлено, з одного боку такими явищами, як епідемія атипової пневмонії [3], глобальне поширення мультирезистентних бактерій [4], з іншого - інтенсивним розвитком медичних технологій, технологічної насиченістю операційних, застосуванням нових матеріалів, впливають на склад і структуру пилових частинок, мікробну контамінацію повітря [5]. Оптимізація економічних витрат на надання медичної допомоги в світі призвела до зростання операцій і маніпуляцій, що виконуються в амбулаторних умовах, і також внесла вклад у відродження інтересу до проблеми забезпечення мікробіологічної чистоти повітряного середовища [6].

    Одним з ключових чинників аерозольного механізму передачі збудників інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги (ІСМП), є утворення аерозолю. Відповідно до сучасних уявлень аерозоль - дисперсна система, в якій дисперсійним (суцільний) середовищем є газ, зокрема, повітря, а дисперсною фазою тверді або рідкі частинки. Пил відноситься до аерозолів і являє собою дисперговані речовини. Частинки пилу характеризуються широкою варіабельністю структури і форми, проте в якості їх визначальною характеристики прийнятий аеродинамічний діаметр (АТ). Частка з АТ в 1 мкм має такі ж інерційні властивості, як і сфера з діаметром в 1 мкм і щільністю 1 г / см3,

    незалежно від її дійсного розміру, форми і щільності [7]. Розподіл часток пилу зазвичай має три піки (в діапазонах АТ менше 0,1 мкм (РМ01), від 0,1 до 2,5 мкм (РМ25) і більше 2,5 мкм) (РМ10), з яких найбільш поширені РМ01, але найбільшу масу мають РМ10 [7]. Частинки з АТ більше 2,5 мкм (РМ10) проникають у верхні дихальні шляхи, а частинки з АТ від 0,1 до 2,5 мкм (РМ25) -в альвеоли [7].

    Механізм формування мікробних аерозолів, закономірності його поширення і залежність від ряду факторів лікарняного середовища детально викладені в огляді Hobdaya RA з співавт. [3].

    Ефективність природної вентиляції і сонячного світла, різних типів вентиляційних систем і їх вплив на структуру повітряного потоку ретельно вивчені [3,8]. Обговорюються деякі можливі джерела бактеріальних аерозолів в палатах, душових та туалетних кімнатах [9]. Разом з тим, відсутні дослідження, присвячені внутрішньолікарняної контамінації нанорозмірною фракції пилу, який здатен проникати в нижні дихальні шляхи малого калібру і системний кровотік, і є потенційним фактором передачі інфекції між різними функціональними підрозділами через горизонтальні повітряні потоки. Дослідники звертають увагу на недооцінку ролі аерозольного механізму передачі збудників ІСМП [3,4,8] і його важливості у формуванні госпітальних клонів мікроорганізмів. Зокрема, розглянуті не всі можливі джерела аерозольного пилового забруднення лікарняного середовища.

    Мета дослідження - вивчити мікробний склад, морфологію поверхні та розмірність

    NASC Information

    пилових частинок, хімічний склад лікарняному пилу для оцінки ролі пилового фактора у формуванні госпітальних клонів мікроорганізмів.

    матеріали та методи

    Проби пилу (n = 41) були відібрані в стерильні ємності стерильною рукавичкою з внутрішньої сторони вентиляційних решіток і безпосередньо прилеглих до них частин повітропроводів витяжних вентиляційних систем в різних медичних організаціях. У дослідження були включені відділення як для дітей (13 проб), так і для дорослих (28 проб). Пил відбирали в операційних блоках, перев'язувальних, процедурних кабінетах, оглядових, централізованих стерилізаційних відділеннях; палатах інтенсивної терапії реанімаційних відділень, палатах відділень гнійної, загальної та дитячої хірургії, онкологічних відділень, відділень хіміотерапії, пульмонології, дитячих інфекційних та педіатричних відділень.

    Дослідження форми, розмірності і елементного складу частинок пилу (n = 5) проводили за допомогою скануючої електронної мікроскопії на мікроскопі JEOL JSM-6390 LA (JEOL, Японія) з використанням рентгеноспектрального мікроаналізатора JED-2300 (JEOL, Японія). Частинки досліджуваних об'єктів були нанесені на двосторонній вуглецевий скотч, приклеєний на алюмінієвий предметний столик. Мікрофотографії були отримані в режимі реєстрації назад-розсіяних електронів (контраст, в якому сильно проявляється залежність від атомного номера елемента), режимі реєстрації вторинних електронів (основа топографічного контрасту) і режимі реєстрації характеристичного рентгенівського випромінювання (картування хімічних елементів). Реєстрація спектра характеристичного рентгенівського випромінювання проб проводилась при ускоряющем напрузі 30 кВ і струмі зонда 1 нА. Роздільна здатність енергодисперсійного детектора склала 133 еВ. Розрахунок процентного вмісту кожного елемента в аналізованому речовині проводився за отриманими спектрами за допомогою програмного забезпечення Analysis Station версії 3.62.07 (JEOL Engineering, Японія) з використанням бесстандартного методу ZAF.

    Визначення змісту елементів (C, H, N, S) в складі органічної маси було проведено методом високотемпературного каталітичного окислення (CHNSO-аналіз) з використанням елементного аналізатора Flash 2000 (Thermo Scientific, США).

    Середній розмір і розподіл розмірності частинок пилу в розчині (n = 5) було визначено методом динамічного розсіювання світла на лазерному аналізаторі Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Великобританія). Перед проведенням зйомки досліджувані частки були ресуспен-складованої в фільтрованої (220 нм) стерильної

    бидистиллированной воді і оброблені ультразвуком протягом 20 хвилин до отримання стійких дисперсних систем. Далі було проведено видалення великих частинок фільтруванням через паперовий фільтр і фільтруючі насадки з діаметром пір 450 і 220 нм. Для кожного зразка було виконано від 10 до 50 вимірювань, що здійснювалися до отримання не менше 5 сходяться результатів. Температура при проведенні вимірювання склала 25 ° С (з попередніми 20-хвилинним термостатуванням).

    Виявлення та диференціювання РНК ро-тавірусов групи А, (Rotavirus A), Астрова-русів (Astrovirus) і норовірусів 2 генотипу (Norovirus 2 генотип) в усіх пробах (n = 41) проводилося методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) з гібридизаційним-флуоресцентної детекцией за допомогою тест-системи АмпліСенс Rotavirus / Norovirus / Astrovirus-FL (ФБУН ЦНІІЕ Росспоживнагляду, м.Москва). Аналогічним чином була виконана ідентифікація РНК ен-теровірусов (Enterovirus) (n = 8, тест-система АмпліСенс Enterovirus-FL), РНК вірусу гепатиту A (n = 8, тест-система АмпліСенс HAV-FL), а також ДНК Shigella spp. , ентероінвазівнимі E. coli, Salmonella spp. і термофільних Campylobacter spp. (N = 41, АмпліСенс Shigella spp. І EIEC / Salmonella spp./Campylobacter spp.-FL).

    Для вивчення бактеріального складу проби пилу (n = 7) засівали в 1% цукровий бульйон і далі інкубували при 37 ° С протягом 24 годин. Потім культури пересівали на кров'яний агар, агар Candida, агар Orientation з подальшою інкубацією при аналогічних температурі і часу. Для виділення чистої культури збудника здійснювали пересівши на середу Кліглера з подальшим вирощуванням в термостаті за вищевказаною протоколу. Визначення видової приналежності бактерій проводили на біохімічному автоматичному аналізаторі VITEK®2 Compact (BioMerieux, Франція) з використанням карт VITEK®2GN, призначених для ідентифікації клінічно значущих ферментуючих і неферментуючі-чих грамнегативних паличок і включають 47 індивідуальних біохімічних тестів, а також карт VITEK®2GP , що дозволяють ідентифікувати 120 грампозитивнихмікроорганізмів. Для заповнення відповідних карт приладу з отриманих культур готували суспензію з оптичною щільністю в 0,5-0,63 стандарту МакФарланд згідно з інструкцією виробника (BioMerieux, Франція). Час отримання результату становило 5-10 годин. На кожну досліджувану культуру було отримано протокол ідентифікації мікроорганізму з докладною інформацією про його біохімічної активності. Розраховувалася відносна ймовірність, що відображає ступінь відповідності біохімічної активності кожного виду з бази даних аналізатора. Система робила єдиний вибір при відносній ймовірності 85-99%.

    NASC Information

    Малюнок 1. Зображення поверхні вивчених зразків пилу в відображених електронах (зліва) і у вторинних електронах (праворуч). Скануюча електронна мікроскопія

    Figure 1. Scanning electron microscopy of the studied particulate matter. Backscattered (left) and secondary (right) electron imaging

    зразок №1

    зразок №2

    зразок №5

    NASC Information

    Таблиця 1. Розподіл піків нанорозмірною фракції частинок пилу в розчині Table 1. Particle-size distribution of nanoscale particulate matter

    Номер зразка Пік 1, нм Пік 2, нм

    Sample number Peak 1, nm Peak 2, nm

    1 77,2 ± 14,0 419,4 ± 112,4

    2 140,0 ± 27,8 402,5 ± 78,1

    3 58,6 ± 12,5 322,4 ± 138,6

    4 47,9 ± 7,5 235,5 ± 51,4

    5 40,3 ± 4,7 164,1 ± 32,3

    Чутливість до антимікробних препаратів визначалася на аналізаторі VITEK®2 Compact (Франція).

    Результати і осуд

    Аналіз форми і розмірності пилі1

    Дослідження морфології поверхні зразків пилу методом скануючої електронної мікроскопії виявило два типи зразків з переважанням: глобулярних частинок неправильної форми і мікроразмерних волокон (рис. 1).

    Зразки 1, 2 і 3 представляли собою сукупність часток неправильної форми, серед яких переважали частки великих розмірів (20-40 мкм), між якими нерівномірно розподілені більш дрібні частинки (1-10 мкм) і невелика кількість мікроразмерних волокон (див. Рис. 1 ). Зразки 4 і 5, навпаки, були представлені в основному сукупністю волокон з окремими поліморфними частинками і їх скупченнями, нерівномірно розподіленими в просторі між волокнами (див. Рис. 1). Волокна мали довжину до 1 мм і діаметр до 10-15 мкм, розмір розподілених частинок становив 20 мкм і менше (див. Рис. 1).

    З метою оцінки змісту найбільш небезпечною для здоров'я людини нанорозмірною фракції пилу (з аеродинамічним діаметром менше 2,5 мкм) був проведений аналіз її розподілу в розчині методом динамічного розсіювання світла. Після видалення великих частинок пилу методом серійної фільтрації все зразки характеризувалися бімодальному розподілом нанорозмірною фракції пилу, при цьому зразки з переважанням глобулярних частинок пилу мали велику розмірність (середній перший пік 91,9 ± 18,1 нм і середній другий пік 381,4 ± 109, 7 нм), ніж такі з переважанням волокон (середній перший пік 44,1 ± 6,1 нм і середній другий пік 199,8 ± 41,9 нм) (табл. 1).

    енергодисперсійного рентгенівської спектроскопії показав, що в найбільшій кількості були представлені вуглець (41,27-60,31%), кисень (30,17-40,33%), кальцій (1,64-6,82%), кремній (1 , 2-4,59%) і алюміній (0,58-1,78%), при цьому зміст інших елементів, що визначаються, як правило, не перевищувало одного відсотка (умовного порога слідів значень) (див. табл. 2). Дослідження органічної компоненти за допомогою CHNSO-аналізу з використанням високотемпературного каталітичного окислення також виявило значні частки вуглецю (27,79 - 41,19%), а також певний зміст азоту (3,59 - 8,60%) і водню (3,58 -5,39%) і мінімальні кількості сірки (0,74-1,89%) (див. табл. 3).

    За результатами енергодисперсійного аналізу можна припустити, що мінеральна компонента зразків пилу з переважанням глобулярних частинок була представлена ​​в основному алюмосиликатами (див. Табл. 2). Вуглець і кисень присутні як в мінеральної (див. Табл. 2), так і в органічної частини зразків (див. Табл. 3), відображаючи змішану природу пилових частинок. Кремній і кальцій були розподілені локальними включеннями, причому розмір включень кремнію перевищував такий для кальцію (рис. 2). У складі пилу з переважанням мікроразмерних волокон було виявлено більш високий вміст кисню і кальцію в поєднанні зі зниженим рівнем вуглецю в мінеральної, але не в органічній компоненті (див. Табл. 2, 3). В обох групах зразків включення кремнію і кальцію, як правило, локалізувалися в різних ділянках (рис. 2, 3), при цьому волокна містять значну кількість сірки (див. Рис. 3). На малюнках наведено картування хімічних елементів репрезентативних зразків з переважанням глобулярних і фібрилярних частинок відповідно (див. Рис. 2, 3).

    Елементний склад зразків пилу

    Відносний вміст хімічних елементів в зразках наведено в таблицях 2 і 3. Аналіз мінеральної компоненти за допомогою

    1 Дослідження виконані на обладнанні ЦКП Фіц вугілля і вуглехімії СО РАН

    Мікробіологічна характеристика проб пилу

    При дослідженні 41 проби пилу з них в 8 (19,51%) пробах (у всіх випадках тільки відділення педіатричного профілю) була виявлена ​​РНК ротавірусів групи А (Rotavirus A). Дані проби були зібрані в реанімаційних

    NASC Information

    Малюнок 2. Картування хімічних елементів за допомогою аналізу рентгенівського характеристичного випромінювання (К-лінії). Репрезентативний зразок з переважанням глобулярних частинок пилу Figure 2. Elemental mapping using energy-dispersive X-ray spectroscopy. Representative sample of the globular particulate matter

    (3), інфекційних (3), хірургічних (1) і педіатричних палатах (1). У двох зразках пилу в дитячому інфекційному відділенні була ідентифікована ДНК Salmonella spp. і термофільних Campylobacter spp.

    У відділеннях загальної та гнійної хірургії для дорослих і відділеннях дитячої реанімації при дослідженні пилу з вентиляційних решіток класичним мікробіологічними методом з семи проб бактерії були виділені в чотирьох. При цьому серед виділених бактерій спостерігалися муль-тірезістентний штам Raoultella ornithinolytica, оксацилінорезистентними штам Staphylococcus pseudintermedius, карбапенемрезістентние бактерії роду Pantoea, резистентний до цефалоспоринів III і IV покоління штам Pseudomonas aeruginosa, ванкоміцін- і фторхінолонрезістентний штами Enterococcus faecium, а також Pasteurella canis. Результати вивчення чутливості виділених

    з пилу мікроорганізмів до антибіотиків представлені в таблиці 4.

    Як відомо, процес формування госпітальних клонів збудників інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги, є багатоступінчастий еволюційний процес, в якому виживання і накопичення збудника має істотне значення. Безумовно, в процесі селекції госпітальних клонів основна роль належить пасажу через організм пацієнтів [10]. Однак лікарняна середовище може грати роль резервуара [11]. Пил з цієї точки зору являє особливий інтерес, оскільки адсорбує бактерії і віруси, а її дрібнодисперсні фракції здатні тривалий час перебувати в підвішеному стані в повітрі, проникати безпосередньо в нижні відділи дихальних шляхів [12]. З пиловими частинками можливе переміщення мікроорганізмів з одного

    NASC Information

    Таблиця 2. Порівняльний елементний аналіз зразків пилу методом енергодисперсійного рентгенівської спектроскопії

    Table 2. Energy-dispersive X-ray spectroscopy of studied particulate matter

    Номер зразка Sample number Хімічні елементи Chemical elements Елементний склад зразків,% Sample elemental composition,%

    1 2 3 4 5

    1 C 60,31 64,66 53,66 41,27 50,04

    2 O 30,67 30,17 33,91 40,33 37,96

    3 Na 1,18 0,55 0,65 0,51 0,47

    4 Mg 0,31 0,13 0,27 0,46 0,25

    5 Al 0,79 0,58 1,35 1,78 1,20

    6 Si 2,05 1,2 3,45 4,59 2,01

    7 P 0,11 0,04 0,08 0,11 0,08

    8 S 0,67 0,4 1,19 0,73 0,64

    9 Cl 1,15 0,55 0,68 0,64 1,51

    10 K 0,45 0,33 0,50 0,55 0,54

    11 Ca 1,64 1,07 3,72 6,82 4,08

    12 Fe 0,41 0,28 0,47 0,12 0,86

    13 Zn 0,28 0,04 0,08 0,11 0,16

    14 Ti 0,00 0,00 0,00 2,00 0,09

    Таблиця 3. Порівняльний елементний аналіз зразків пилу методом CHNSO-аналізу Table 3. CHNSO analysis of studied particulate matter

    Номер зразка Sample number N,% C,% H,% S,%

    1 6,99 35,80 4,90 1,25

    2 8,60 38,09 5,32 0,78

    3 5,61 28,10 3,87 1,89

    4 3,59 27,79 3,58 1,24

    4,05 41,19 5,20 0,75

    5 4,25 38,1 5,39 0,74

    функціонального підрозділу в інше, що особливо актуально з точки зору поширення резистентних до антимікробних засобів форм бактерій. Вміщені в осідає пилу на вентиляційних решітках і прилеглих до них частинах повітропроводів витяжних систем мікроорганізми можуть зберігатися і накопичуватися, а потім із зворотним потоком повітря при відкриванні дверей, вікон знову повертатися в повітряне середовище палат, маніпуляційних та інших функціональних підрозділів медичної організації. В історії вивчення інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги, роль повітряно-пилового шляху передачі в розвитку інфекцій області хірургічного втручання неодноразово переглядалася: від беззастережного визнання його провідної ролі, до практично повного заперечення [13]. Виявлене в даному дослідженні мікробне різноманіття в пробах пилу, в тому числі резистентних штамів з високим епідемічним потенціалом, свідчить про актуальність додаткового вивчення ролі повітряно-пилового

    шляхи передачі в розвитку ІСМП і заходів профілактики. Зокрема, регламентації вимог до конструкції вентиляційних решіток і матеріалів безпосередньо прилеглих до них частин повітропроводів витяжної вентиляції, методики дезінфекції та звільнення цієї частини від пилу. У більш ранніх дослідженнях була переконливо показана можливість збереження бактерій роду Salmonellа в пилу повітропроводів і її значення в підтримці вогнища госпітального саль-монеллеза [14]. Збереження безпосередньо за вентиляційними гратами ротавірусів також представляє реальний ризик інфікування пацієнтів навіть при відсутності явних джерел інфекції (хворих рота- і норовірусна інфекцією або носіїв ротавірусів) [15]. Особливий інтерес представляє виділення в пилу мультірезістент-ного штаму Raoultella огп1 ^ 1по1у: 1са. Raoultella spp. розглядається як кандидат на роль ведучого госпітального патогена в найближчому майбутньому [16]. Дослідження морфології поверхні зразків пилу і виявлені розбіжності

    NASC Information

    Малюнок 3. Картування хімічних елементів за допомогою аналізу рентгенівського характеристичного випромінювання (К-лінії). Репрезентативний зразок з переважанням фибрилярную частинок пилу Figure 3. Elemental mapping using energy-dispersive X-ray spectroscopy. Representative sample of the fibrillar particulate matter

    Таблиця 4. Чутливість до антибіотиків виділених з пилу штамів бактерій Table 4. Antibiotic resistance of particulate matter-derived bacterial strains

    Номер Number Антибіотик Antibiotic Raoultella ornithinolytica Staphylococcus pseud-intermedius Pantoea Pasteurella canis Enterococcus faecium (1) Enterococcus faecium (2) Pseudomonas aeruginosa

    1 Бензилпенициллин Benzylpenicillin - R - - S S -

    2 Ампіцилін Ampicillin R - R - S S -

    3 Ампіцилін / клавуланова кислота Ampicillin / clavulanic acid R - - - S S -

    4 Оксациллин Oxacillin - R - - - - -

    5 Рифампіцин Rifampicin - S - - - - -

    6 Цефазолин Cefazolin R - I S - - -

    NASC Information

    Номер Number Антибіотик Antibiotic Raoultella ornithinolytica Staphylococcus pseud-intermedius Pantoea Pasteurella canis Enterococcus faecium (1) Enterococcus faecium (2) Pseudomonas aeruginosa

    7 Цефотаксим Cefotaxime R - S - - - R

    8 Цефтазидим Ceftazidime R - R I - - R

    9 Цефоперазон / сульбактам Cefoperazone / sulbactam R - I S - - R

    10 Цефепим Cefepime R - R - - - R

    11 Азтреонам Aztreonam R - - - - - -

    12 Имипенем Imipenem I - R - - - -

    13 Меропенем Meropenem S - R - - - S

    14 Еритроміцин Erythromycin - S - - S R -

    15 Кліндаміцин Clindamycin - S - - - - -

    16 хінупристин / дальфопристин Quinupristin / dalfopristin - S - - S S -

    17 Лінезолід Linezolid - S - - S S -

    18 Ванкомицин Vancomycin - S - - S R -

    19 Тетрациклін Tetracycline - S - - S S -

    20 тігециклін Tigecycline - S - - S S -

    21 Нітрофурантоїн Nitrofurantoin R I R - I R -

    22 Колістін Colistin - - R - - - S

    23 Триметоприм / сульфаметоксазол Trimethoprim / sulfamethoxazole R S S - - - -

    24 Стрептоміцин Streptomycin - - - - S S -

    25 Амікацин Amikacin S - S - - - -

    26 Гентамицин Gentamicin R S S - S S S

    27 Нетилміцин Netilmicin R - S - - - S

    28 Ципрофлоксацин Ciprofloxacin R S S - I R S

    29 Левофлоксацин Levofloxacin - S - - I R -

    30 Моксифлоксацин Moxifloxacin - S - - - - -

    31 Фосфоміцин Fosfomycin R - S - - - -

    (Переважання глобулярних частинок неправильної форми або мікроразмерних волокон) важливі з позицій оцінки епідемічного потенціалу: адгезії бактерій, формування біоплівок, можливості

    розмноження і обміну факторами патогенно-сти і резистентності. Виявлена ​​органічна складова пилу підтверджує наявність субстрату для розмноження і накопичення бактерій.

    Залежність адгезії бактерій від елементного складу пилу вимагає додаткового дослідження. В роботі Xu С. із співавт. за допомогою високопродуктивного секвенування і ПЛР в реальному часі показана можливість адсорбції мікроорганізмів на частинках РМ 2,5. Це дослідження підтвердило присутність на пилових частинках гра-мотріцательних бактерій [17]. Hansen D. співавт. встановили, що всі частинки розміром від 5 до 10 мкм можна вважати потенційно зараженими [18]. Виявлене в нашому дослідженні наявність нано-розмірних частинок (44,1 ± 6,1 нм - 381,4 ± 109,7 нм) в структурі пилу свідчить про ризик проникнення їх безпосередньо в нижні відділи дихальних шляхів, а в разі утворення комплексу «частка -мікроорганізм »і розвитку внутріболь-кових пневмоній, які пов'язані зі штучною

    NASC Information

    вентиляцією легенів. Цікаво, що пил з переважанням волокон містила частинки з меншою розмірністю, ніж пил з переважанням глобулярних структур. Оскільки ймовірність збереження в пилу резистентних форм потенційних збудників ІСМП значна, то роль цієї складової лікарняного середовища у формуванні госпітальних клонів може бути істотною.

    висновок

    Лікарняна пил може відігравати суттєву роль в збереженні мультирезистентних штамів збудників ІСМП з високим епідемічним потенціалом і формуванні госпітальних клонів. Вплив морфології частинок пилу і хімічної структури на процеси селекції госпітальних штамів вимагає подальшого вивчення.

    література

    1. Beggs C.B. The airborne transmission of infection in hospital buildings: fact or fiction? // Indoor Built Environ. 2003. N 12. P. 9-18.

    2. Eames I., Tang J.W., Li Y, Wilson P. Airborne transmission of disease in hospitals // J R Soc Interface. 2009. N 6. P. S697-702.

    3. Hobday R.A., Dancer S.J. Roles of sunlight and natural ventilation for controlling infection: historical and current perspectives // J Hosp Infect. 2013. Vol. 84, N 4. P. 271-82.

    4. Sattar S.A., Ijaz M.K. The Role of Indoor Air as a Vehicle for Human Pathogens: Summary of Presentations, Knowledge Gaps, and Directions for the Future // Am J Infect Control. 2016. Vol. 44, N 9. P. 144-S146.

    5. Surgical operations and procedures statistics. Доступно по: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Surgical_operations_and_procedures_ statistics # Increasing_and_decreasing_surgical_operations_and_procedures Посилання активна на 20 червня 2019.

    6. Hooshmand J., Allena P., Pakroua N., Votea B.J. Laminar airflow system use across the operating surface for airborne infection prevention in office-based surgical procedures // J Hosp Infect. 2018. Vol. 99, N 3. P. 308-309.

    7. Mannucci P.M., Harari S., Martinelli I., Franchini M. Effects on health of air pollution: a narrative review // Intern Emerg Med. 2015. Vol. 10, N 6. P. 657-662.

    8. Qian H., Zheng X. Ventilation control for airborne transmission of human exhaled bio-aerosols in buildings // J Thorac Dis. 2018. N 10, Suppl. 19. P. S2295-S2304.

    9. Besta E., Parnella P., Couturierb J., et al. Environmental contamination by bacteria in hospital washrooms according to hand-drying method: a multi-centre study // J Hosp Infect. 2018. Vol. 100, N 4. P. 469-475.

    10. Брік Н.І., Брусин Є.Б., Зуєва Л.П. та ін. Госпітальний штам - непізнана реальність // Епідеміологія і вакцинопрофілактика. 2013. № 1 (68). С. 30-35.

    11. Брусин Є.Б. Епідеміологія інфекцій, пов'язаних з наданням медичної допомоги, викликаних збудниками групи сапронозов // Епідеміологія і вакцинопрофілактика. 2015. Т. 14, № 2 (81). С. 50-56.

    12. Zemouri C., de Soet H., Crielaard W., Laheij A. A scoping review on bio-aerosols in healthcare and the dental environment // PLoS One. 2017. Vol. 12, N 5. P. e0178007.

    13. Chauveaux D. Preventing surgical-site infections: measures other than antibiotics // Orthop Traumatol Surg Res. 2015. Vol. 101 (Suppl). P. S77-83.

    14. Акімкін В.Г., Покровський В.І. Нозокоміальний сальмонельоз дорослих. М .: Видавництво РАМН; 2002. 136 с.

    15. Bonifait L., Charlebois R., Vimont A, et al. Detection and quantification of airborne norovirus during outbreaks in healthcare facilities // Clin Infect Dis. 2015. Vol. 61. P. 299-304.

    16. Sckowska A. Raoultella spp. - clinical significance, infections and susceptibility to antibiotics // Folia Microbiol (Praha). 2017. Vol. 62, N 3. P. 221-227.

    17. Xu C., Wei M., Chen J., et al. Mellouki A Profile of inhalable bacteria in PM2.5 at Mt. Tai, China: Abundance, community, and influence of air mass trajectories // Ecotoxicol Environ Saf. 2019. Vol. 168. P. 110-119.

    18. Hansen D., Krabs C., Benner D., et al. Laminar air flow provides high air quality in the operating field even during real operating conditions, but personal protection seems to be necessary in operations with tissue combustion // Int J Hyg Environ Health. 2005. Vol. 208, N 6. P. 455-60.

    References

    1. Beggs CB The airborne transmission of infection in hospital buildings: fact or fiction? Indoor Built Environ. 2003; 12: 9-18.

    2. Eames I, Tang JW, Li Y, Wilson P. Airborne transmission of disease in hospitals. J R Soc Interface. 2009 року; 6: S697-702.

    3. Hobday RA, Dancer SJ. Roles of sunlight and natural ventilation for controlling infection: historical and current perspectives. J Hosp Infect. 2013; 84 (4): 271-82. doi: 10.1016 / j.jhin.2013.04.011

    4. Sattar SA, Ijaz MK. The Role of Indoor Air as a Vehicle for Human Pathogens: Summary of Presentations, Knowledge Gaps, and Directions for the Future. Am J Infect Control., 2016 року; 44 (9): 144-S146. doi: 10.1016 / j.ajic.2016.06.006

    5. Surgical operations and procedures statistics. Available at: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Surgical_operations_and_procedures_ statistics # Increasing_and_decreasing_surgical_operations_and_procedures Accessed: 20 June 2019.

    6. Hooshmand J, Allena P, Pakroua N, Votea BJ. Laminar airflow system use across the operating surface for airborne infection prevention in office-based surgical procedures. J Hosp Infect. 2018; 99 (3): 308-309. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhin.2018.01.007

    7. Mannucci PM, Harari S, Martinelli I, Franchini M. Effects on health of air pollution: a narrative review. Intern Emerg Med. 2015; 10 (6): 657-662. doi: 10.1007 / s11739-015-1276-7

    8. Qian H, Zheng X. Ventilation control for airborne transmission of human exhaled bio-aerosols in buildings. J Thorac Dis. 2018; 10 (Suppl 19): S2295-S2304. doi: 10.21037 / jtd.2018.01.24

    9. Besta E, Parnella P, Couturierb J, et al. Environmental contamination by bacteria in hospital washrooms according to hand-drying method: a multi-centre study. J Hosp Infect. 2018; 100 (4): 469-475. doi: 10.1016 / j.jhin.2018.07.002

    10. Briko NI, Brusina EB, Zueva LP, et al. Hospital Strain - Mysterious Reality. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2013; 1 (68): 30-35. (In Russ.)

    11. Brusina EB. Epidemiology of Healthcare-Associated Infections, Caused by Sapronoses Group Pathogens. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2015; 14 (2): 50-56. (In Russ.)

    12. Zemouri C, de Soet H, Crielaard W, Laheij A. A scoping review on bio-aerosols in healthcare and the dental environment. PLoS One. 2017; 12 (5): e0178007. doi: 10.1371 / journal.pone.0178007

    13. Chauveaux D. Preventing surgical-site infections: measures other than antibiotics. Orthop Traumatol Surg Res. 2015; 101 (1 Suppl): S77-83. doi: 10.1016 / j.otsr.2014.07.028

    14. Akimkin VG, Pokrovsky VI. Nosocomial salmonellosis in adults. M .: Publishing house of RAMS; 2002. 136 p. (In Russ.)

    15. Bonifait L, Charlebois R, Vimont A, et al. Detection and quantification of airborne norovirus during outbreaks in healthcare facilities. Clin Infect Dis. 2015; 61: 299-304. doi: 10.1093 / cid / civ321

    16. Sckowska A. Raoultella spp. - clinical significance, infections and susceptibility to antibiotics. Folia Microbiol (Praha). 2017; 62 (3): 221-227. doi: 10.1007 / s12223-016-0490-7

    17. Xu C, Wei M, Chen J, et al. Mellouki A Profile of inhalable bacteria in PM2.5 at Mt. Tai, China: Abundance, community, and influence of air mass trajectories. Ecotoxicol Environ Saf. 2019; 168: 110-119. doi: 10.1016 / j.ecoenv.2018.10.071

    18. Hansen D, Krabs C, Benner D, et al. Laminar air flow provides high air quality in the operating field even during real operating conditions, but personal protection seems to be necessary in operations with tissue combustion. Int J Hyg Environ Health. 2005; 208 (6): 455-60.


    Ключові слова: пилове забруднення / Дрібнодисперсні завислі ВЕЩЕСТВА / ЛІКАРНЯНА ПИЛ / ІНФЕКЦІЇ / ПОВ'ЯЗАНІ З НАДАННЯМ МЕДИЧНОЇ ДОПОМОГИ / РЕЗЕРВУАР / госпітальних штамів / AIR POLLUTION / PARTICULATE MATTER / HOSPITAL ENVIRONMENT / HEALTHCARE-ASSOCIATED INFECTIONS / RESERVOIR / MULTIDRUG-RESISTANT ORGANISMS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити