Alternatywne opcje ograniczania rozprzestrzeniania się Clostridium difficile na oddziałach szpitalnych

(1)

KRZYSZTOF SZUFNAROWSKI | KATARZYNA ROMANOWSKA | WOJCIECH WITKIEWICZ

ALTERNATYWNE OPCJE OGRANICZANIA ROZPRZESTRZENIANIA SIĘ

CLOSTRIDIUM DIFFICILE NA ODDZIAŁACH SZPITALNYCH

ALTERNATIVE METHODS FOR LIMITING THE PROPAGATION OF CLOSTRIDIUM DIFFICILE ON WARDS

STRESZCZENIE: Choroby związane z zakażeniami Clostridium difficile są coraz większym pro-blemem współczesnej opieki szpitalnej. Powodem tego są zarówno właściwości samego pa-togenu, między innymi umiejętność tworzenia spor, toksyn, jak i problemy związane z opie-ką szpitalną, głównie nadmierne stosowanie antybiotyków. W rozprzestrzenianiu się ognisk epidemicznych główną rolę odgrywają ręce, ale również powierzchnie nieożywione są po-ważnym rezerwuarem patogenów. Miedź i jej stopy o zawartości tego metalu powyżej 65% wykazują szybkie i skuteczne działanie bakteriobójcze. Badania potwierdzają również podob-ny efekt miedzi i jej stopów przeciwko formom wegetatywpodob-nym C. difficile, które giną w ciągu trzech godzin po ekspozycji na miedź. Na tego typu powierzchniach giną również spory, ale po zdecydowanie dłuższym czasie (24–48 godzin). Takiego działania nie obserwowano na po-wierzchniach wykonanych ze stali. Zastosowanie powierzchni dotykowych w otoczeniu pa-cjenta, które są wykonane z miedzi i/lub jej stopów o wysokiej zawartości tego metalu może wpłynąć na ograniczenie rozprzestrzeniania się tej bakterii w środowisku szpitalnym, a tym sa-mym zmniejszyć ryzyko chorób związanych z C. difficile (ang. Clostridium difficile associated di-seases – CDAD).

SŁOWA KLUCZOWE: Clostridium difficile, miedź, ognisko epidemiczne, powierzchnie doty-kowe

ABSTRACT: Diseases connected with Clostridium difficile infections are an increasing problem of contemporary hospital care. This results both from the properties of the pathogen itself such as its ability to produce spores and toxins as well as other factors related to hospital care, most importantly the excessive use of antibiotics. One of the major contributors to the spread of the pathogen is hand hygiene, which plays a significant role in spreading Clostridium diffici-le, however inanimate surfaces can also act as pathogen reservoirs. Copper and its alloys with a copper content exceeding 65% manifest rapid and effective bactericidal properties. Studies also confirm a similar effect of copper and its alloys on the vegetative forms of C. difficile, which upon exposure were eliminated within three hours, the effect on C. difficile spores is similar, however elimination occurs after a substantially longer period of time (24–48 h), comparati-vely steel does not share these bactericidal properties. Utilising copper or copper alloy fixtu-res which are frequently touched such as door handles within hospitals may limit the propa-gation of this bacterium throughout the hospital environment, and reduce the risk of C. diffici-le associated diseases (CDAD).

KEY WORDS: Clostridium difficile, copper, outbreak, touch surfaces

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu,

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy } KRZYSZTOF SZUFNAROWSKI

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu,

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy, ul. Kamieńskiego 73a, 51-124 Wrocław, Tel.: (71) 327 01 79, Fax: (71) 325 41 01, e-mail: krzysztof.szufnarowski@wssk.wroc.pl Wpłynęło: 16.09.2014 Zaakceptowano: 28.09.2014 DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2014057

PRACA POGLĄDOWA

FORUM ZAKAŻEŃ 2014;5(5):307–309 © Evereth Publishing, 2014

Artykuł jest dostępny na zasadzie dozwolonego użytku osobistego. Dalsze rozpowszechnianie (w tym umieszczanie w sieci) jest zabronione i stanowi poważne naruszenie przepisów prawa autorskiego oraz grozi sankcjami prawnymi.

(2)

308 © Evereth Publishing, 2014

FORUM ZAKAŻEŃ 2014;5(5)

WSTĘP

Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat obserwowa-ne jest pojawianie się na scenie coraz to nowych, groźnych patogenów. Opracowanie skutecznej strategii walki z jed-nym zagrożeniem powoduje często kolejne problemy, któ-re zmuszają do poszukiwania coraz to nowszych sposobów zapobiegania infekcjom lub na nowo powrót do starych. Bakterią, która od kilku lat systematycznie i w coraz więk-szym zakresie sprawia olbrzymie problemy pacjentom, le-karzom klinicystom, zespołom kontroli zakażeń szpitalnych i administracji szpitali jest Clostridium difficile, szczególnie od chwili pojawienia się szczepu B1/NAP1/O27.

Clostridium difficile to Gram-dodatnia beztlenowa

la-seczka, zarodnikująca, odpowiedzialna za sporadycznie i epidemicznie występujące infekcje przewodu pokarmowe-go. Jej szczep B1/NAP1 wytwarza przez dłuższy czas większą ilość toksyny A i B, dodatkowo toksynę binarną, wykazuje w większym stopniu oporność na antybiotyki, łatwiej two-rzy spory. Te właściwości przekładają się na cięższy przebieg zakażeń. Jej rezerwuarem jest przewód pokarmowy ludzi i zwierząt oraz gleba. Zakres jednostek klinicznych wywo-łanych przez C. difficile jest szeroki i obejmuje: niezbyt nasi-lone biegunki, ciężkie stany zapalne jelita grubego, a nawet powikłania septyczne i zgon chorego. Określa się je zwykle mianem chorób związanych z Clostridium difficile (CDAD). Objawy kliniczne mogące wskazywać na CDAD to głównie: biegunka o różnym stopniu nasilenia, gorączka, bóle brzu-cha, leukocytoza (zwykle powyżej 15 tys/mm3_).

Laseczka jest przenoszona pomiędzy pacjentami głównie poprzez ręce personelu, innych pacjentów, a jej rezerwuarem w szpitalu są zanieczyszczone powierzchnie. Jednym z naj-ważniejszych czynników ryzyka wystąpienia CDAD jest an-tybiotykoterapia, szczególnie stosowanie leków o szerokim spektrum przeciwbakteryjnym [1]. Z tego powodu potencjal-nie około ⅓ pacjentów (odsetek chorych leczonych w szpita-lach antybiotykami) jest narażonych na wystąpienie objawów klinicznych o różnym stopniu nasilenia [2]. Dane opubliko-wane przez ECDC w 2013 roku, zebrane na podstawie bada-nia punktowego przeprowadzonego w krajach wspólnoty w la-tach 2011–2012, pokazują, że laseczki C. difficile były odpowie-dzialne za 48% zarejestrowanych zakażeń przewodu pokarmo-wego (co lokuje te infekcje na czwartym miejscu po zakaże-niach dróg oddechowych, miejsca operowanego, układu mo-czowego i krwi), i stanowią 7,6% wszystkich zakażeń szpital-nych (ang. hospital-acquired infection – HAI). Clostridium

dif-ficile stanowi również 5,4% zidentyfikowanych czynników

etio-logicznych HAI [2]. Z roku na rok wzrasta w Polsce liczba zgła-szanych ognisk epidemiologicznych wywołanych przez ten pa-togen [3]. Koszty związane z tymi infekcjami są ogromne. Sza-cuje się, że jeden przypadek CDAD w Wielkiej Brytanii kosz-tuje od 5 tysięcy do 15 tysięcy euro, a w całej Unii Europejskiej to koszty rzędu 3 000 mln euro rocznie [4].

Powierzchnie nieożywione w szpitalu, szczególnie znaj-dujące się w otoczeniu chorego – pośredniczą – zazwy-czaj poprzez ręce personelu, w rozprzestrzenianiu się in-fekcji [5]. Spory C. difficile mogą przetrwać w środowisku szpitalnym na nieożywionych powierzchniach do 5 mie-sięcy [6]. Zanieczyszczenie tych powierzchni patogena-mi może wpływać w sposób znaczący na ryzyko powstania ognisk epidemicznych, horyzontalnego transferu genów od-powiedzialnych między innymi za oporność bakterii na an-tybiotyki [5]. Za złoty standard w zapobieganiu tego typu zdarzeniom uważa się odpowiednią higienę rąk, szczegól-nie personelu szpitala (główny wektor rozprzestrzeniania się mikroorganizmów w środowisku szpitalnym) i właści-we czyszczenie zanieczyszczonych powierzchni z otoczenia chorego. Przestrzeganie procedur higienicznych nie jest do-skonałe, co pokazują kolejne raporty Światowej Organizacji Zdrowia (ang. World Health Organisation – WHO) i stąd wynika potrzeba przeprowadzania kolejnych kampanii, programów edukacyjnych w celu poprawy dostosowania się do nich [7]. Jednym z możliwych dodatkowych elementów potencjalnie podnoszących skuteczność procesów dekonta-minacji powierzchni jest wykonanie ich z materiałów, które są w stanie zniszczyć bytujące na nich patogeny. Miedź i jej stopy o zawartości tego metalu powyżej 65% spełniają takie warunki. Wiele danych zebranych zarówno w warunkach la-boratoryjnych, jak i podczas codziennego funkcjonowania oddziałów szpitalnych potwierdzają jej działanie bakterio-, grzybo- i wirusobójcze [8]. W 2013 roku zostały opubliko-wane badania na podstawie danych zebranych na trzech od-działach intensywnej terapii w szpitalach w Stanach Zjed-noczonych. Wyniki tych badań jednoznacznie potwierdziły, że wprowadzenie elementów często dotykanych do otocze-nia pacjenta i wykonanych z miedzi lub jej stopów pozwala zredukować liczbę zakażeń o ponad połowę [9].

OMÓWIENIE

Laseczki C. difficile tworzą spory umożliwiające im prze-trwanie w niekorzystnych warunkach środowiska, w tym również po zastosowaniu licznych środków dezynfekują-cych i standardowych procedur higienicznych. Wpływ po-wierzchni wykonanych z miedzi i jej stopów na przetrwa-nie tych bakterii, a tym samym ich potencjalne zastosowaprzetrwa-nie w ograniczaniu rozprzestrzeniania się tych patogenów badali Waever i Wheeldon z zespołami [10, 11]. W swoim badaniu Wheeldon i wsp. wykazali, że formy wegetatywne giną w cią-gu 3 godzin na blaszkach miedzianych, podczas gdy w cza-sie podobnej ekspozycji na płytkach stalowych bakterie na-dal pozostają żywe. Efekt przeciwbakteryjny wobec form we-getatywnych na płytkach miedzianych był już obserwowa-ny w ciągu pierwszych 30 minut. Blaszki stalowe nie wyka-zywały żadnego działania bakteriobójczego w tym czasie.

(3)

309

Ekspozycja trwająca 3 godziny nie była wystarczająca dla za-bicia spor. Ożywienie form przetrwalnikowych na płytkach miedzianych powodowało ich śmierć w podobnym cza-sie (3 godziny), natomiast nie obserwowano takiego zjawi-ska na blaszkach stalowych [10]. Badania te dotyczyły tylko form bakterii, które udaje się hodować w tradycyjny sposób na płytkach. Część bakterii w środowisku pozostaje w stanie życia, ale nie udaje się ich hodować w warunkach laborato-ryjnych (ang. viable but non-culturable – VBNC). Takie za-chowanie mikroorganizmów ma na celu przetrwanie nieko-rzystnych warunków środowiska. W związku z tym zliczanie koloni na płytkach może dać fałszywy obraz dotyczący wła-ściwości bakteriobójczych zastosowanego materiału, z które-go pobrane są próbki. Eksperymenty przeprowadzone przez Weaver i wsp. koncentrowały się na ocenie liczby przeżywa-jących obu form C. difficile również przy pomocy odpowied-nich metod barwienia, umożliwiających ocenę liczby VBNC. Wszystkie badane stopy miedzi i stal redukowały liczbę form wegetatywnych w ciągu 48 godzin, a proces ten zachodził w największym stopniu w ciągu pierwszych sześciu godzin. Autorzy tłumaczą ten efekt przede wszystkim ekspozycją laseczek na działanie warunków tlenowych. W przypadku spor miedź w największym stopniu (do 24 godzin) i jej sto-py o wysokiej zawartości tego metalu (powyżej 70%) do 72 godzin powodowały redukcję liczby tych form do nieozna-czalnej w zastosowanych metodach oceny żywych komórek (SYTO-9, CTC). Na stali nawet po 7 dniach ekspozycji (168 godzin) nadal można było przy użyciu tych metod barwie-nia uwidocznić żywe komórki. Wyniki tych badań pokazują, że miedź i jej stopy (zawartość miedzi powyżej 70%) w zna-czący sposób redukują liczbę żywych komórek wegetatyw-nych i spor C. difficile w stosunku do stali. Całkowita śmierć form przetrwalnikowych bakterii była obserwowana w ciągu 24–48 godzin od momentu ekspozycji. Stal nie miała w cią-gu tygodnia czasu ekspozycji statystycznie istotnego wpływu na przeżycie spor [11].

WNIOSKI

Powyżej zaprezentowane wyniki obu zespołów badaw-czych wskazują na potencjalne możliwości zastosowa-nia miedzi i jej stopów do ograniczazastosowa-nia rozprzestrzezastosowa-nia- rozprzestrzenia-nia się w środowisku szpitalnym również bakterii wyjątko-wo odpornych na warunki środowiska i działania człowie-ka zmierzające do ich eliminacji z otoczenia. Do tych pato-genów należy Clostridium difficile. Laseczka ta łatwo powo-duje powstawanie ognisk epidemicznych i nierzadko infek-cji o ciężkim przebiegu, włącznie ze zgonem pacjenta, które dodatkowo często są trudne do skutecznego leczenia. Wy-korzystując miedź i jej stopy do pokrycia powierzchni doty-kowych, szczególnie tych często dotykanych (poręcze, frag-menty łóżek, klamki, włączniki do świateł, klawiatury itp.),

można skutecznie redukować liczbę patogenów w otoczeniu chorego [8], a tym samym liczbę zakażeń szpitalnych [9]. Nie ma badań potwierdzających wpływ takich rozwiązań na CDAD, ale badania in vitro wskazują, że również w tym zakresie można spodziewać się pożądanego skutku. Sku-teczność prewencji HAI zależy od całego kompleksu dzia-łań, w tym przede wszystkim od odpowiedniej higieny za-równo otoczenia chorego, jak i w jeszcze większym stopniu rąk. Połączenie wielu rozwiązań ma szansę dać nam na dłu-gi czas skuteczne narzędzie w nieustającej konfrontacji czło-wieka z mikroorganizmami.

Techniki dowodzące skuteczności miedzi zastosowa-ne przez zespół Weaver wskazują również na konieczność uwzględniania w badaniach zjawiska występowania form bakterii umożliwiających im przetrwanie w niekorzystnych warunkach środowiska (L-formy, VBNC, spory) [11], a ta-kim bez wątpienia jest środowisko szpitalne, w ocenie sku-teczności stosowanych metod jego dekontaminacji.

KONFLIKT INTERESÓW: nie zgłoszono.

DEKLARACJA PRZEJRZYSTOŚCI: Artykuł powstał w ramach projektu naukowego finansowanego przez Polskie Centrum Promocji Miedzi we Wrocławiu.

PIŚMIENNICTWO

1. Hryniewicz W, Martirosian G, Ozorowski T. Clostridium difficile. Diagnostyka, terapia, profilaktyka. Narodowy Program Ochrony Antybiotyków. Narodowy Instytut Leków, Warszawa, 2011;

http://www.antybiotyki.edu.pl/pdf/Clostri-dium-difficile-v6_10.pdf

2. Surveillance Report. Point prevalence survey of healthcare-associated in-fections and antimicrobial use in European acute care hospitals 2011– 2012. European Centre for Disease Prevention and Control (online) 2013; http:// www.ecdc.europa.eu/en/publications/Publications/healthcare-associated-infections-antimicrobial-use-PPS.pdf

3. Stan sanitarny kraju w roku 2013. Główny Inspektorat Sanitarny, Warszawa (online) 2014; http://www.gis.gov.pl/ckfinder/userfiles/files/Stan%20sani-tarny%20kraju%202013.pdf

4. Clostridium difficile infections. European Centre for Disease Prevention and

Control (online) 2014; http://www.ecdc.europa.eu/en/healthtopics/He- althcare-associated_infections/clostridium_difficile_infection/Pages/ba-sic_facts.aspx

5. Otter JA, Yezli S, Salkeld JA, French GL. Evidence that contaminated surfa-ces contribute to the transmission of hospital pathogens and an overview of strategies to address contaminated surfaces n hospital settings. Am J Infect Control 2013;41(Suppl. 5):S6– S11.

6. Kramer A, Schwebke I, Kamp G. How long do nosocomial pathogens per-sist on inanimate surfaces? A systematic review. BMC Infect Dis 2006;6:130. 7. World Health Organization. WHO guidelines on hand hygiene in health care.

First Global Patient Safety Challenge Clean Care is Safer Care. WHO Library Cataloguing-in-Publication Data, 2009: http://whqlibdoc.who.int/publica-tions/2009/9789241597906_eng.pdf

8. O’Gorman J, Humphreys H. Application of copper to prevent and control in-fection. Where are we now? J Hosp Infect 2012;81(4):217– 223.

9. Salgado CD, Sepkowitz KA, John JF et al. Copper surfaces reduce the rate of healthcare-acquired infections in the intensive care unit. Infect Control Hosp Epidemiol 2013;34(5):479– 486.

10. Wheeldon LJ, Worthington T, Lambert PA, Hilton AC, Lowden CJ, Elliott TS. Antimicrobial efficacy of copper surfaces against spores and vegetative cells of Clostridium difficile: the germination theory. J Antimicrob Chemother 2008;62(3):522– 525.

11. Weaver L, Michels HT, Keevil CW. Survival of Clostridium difficile on cop-per and steel: futuristic options for hospital hygiene. J Hosp Infect 2008;68(2):145–151.

(4)

KOMENTARZ REDAKCJI:

Autorzy odnoszą się do stopów wykorzystanych w kon-kretnych badaniach, na które się powołują, podczas gdy sku-teczność przeciwdrobnoustrojowa miedzi została oficjalnie

potwierdzona przez EPA dla stopów zawierających powy-żej 60% miedzi.