12-месячное исследование бактериального разнообразия в больнице – с акцентом на поток микробов между пациентами, персоналом и поверхностями – должно помочь больницам во всем мире лучше понять, как стимулировать полезные микробные взаимодействия и уменьшить потенциально опасные контакты.
"Проект «Больничный микробиом» – это крупнейший проведенный в больнице анализ микробиома и одно из крупнейших исследований микробиома за всю историю," сказал автор исследования Джек Гилберт, доктор философии, директор Центра микробиома и профессор хирургии в Чикагском университете и руководитель группы по микробной экологии в Аргоннской национальной лаборатории.
"Мы создали подробную карту микробного обмена и взаимодействия в большой больнице, имеющую непосредственное отношение к клинической практике," он сказал. "Это описывает экологию здания, процветающую микробную экосистему, которая регулярно взаимодействует с пациентами, казалось бы, безвредным образом – по крайней мере, на большинство людей это не оказывает негативного воздействия. Это дает нам основу, на которой мы можем опираться, показывая, как микроорганизмы проникают в больничную среду и колонизируют ее."
Изучение, "Бактериальная колонизация и преемственность в недавно открытой больнице," началось за два месяца до того, как Медицинский университет Чикаго открыл свою новую больницу, Центр заботы и открытий, в феврале. 23 августа 2013 г., и продолжалось в течение 10 месяцев после этого. Исследователи собрали более 10 000 образцов. Им удалось обнаружить микробную ДНК у 6523 человек. Они поступили из 10 кабинетов ухода за пациентами и двух прилегающих медпунктов, одна обслуживает хирургических больных, а другая на другом этаже – онкологических больных.
Исследователи брали мазки с рук, ноздрей и подмышек каждого пациента, а также с поверхностей, к которым они могли прикасаться, например, перил кровати или ручки крана. Они собрали дополнительные образцы помещений с разных поверхностей, включая пол и воздушный фильтр. Каждая комната убиралась ежедневно, с более тщательной уборкой после выписки каждого пациента.
Исследователи также собрали образцы у медперсонала каждого отделения, протирая их руки, перчатки, обувь, столешницы медпунктов, пейджеры, рубашки, стулья, компьютеры, наземные линии связи и сотовые телефоны.
Наиболее очевидные изменения произошли, когда больница открылась после обширных работ по очистке. Бактериальные организмы, такие как Acinetobacter и Pseudomonas, которые были в изобилии во время строительства и подготовки к вскрытию, были быстро заменены кожными микробами человека, такими как Corynebacterium, Staphylococcus и Streptococcus, занесенными пациентами.
"До открытия в больнице было относительно небольшое разнообразие бактерий," Гилберт сказал. "Но как только его заселили пациенты, врачи и медсестры, бактерии из их кожи взяли верх."
Второй и продолжающийся набор изменений последовал за поступлением каждого пациента в больницу. В первый день пребывания пациента в больнице микробы имеют тенденцию перемещаться с поверхностей в палате пациента – перил, столешниц, ручек кранов – к пациенту. Но на следующий и каждый последующий день преобладание микробов перемещалось в другом направлении, от пациента к комнате, постепенно увеличивая микробное разнообразие поверхностей в комнате.
"Ко второму дню пребывания," Гилберт сказал, "путь микробной передачи был изменен. В течение 24 часов микробиом пациента занимает все пространство больницы."
Было два неожиданных открытия. Во-первых, когда летом повысилась жара и влажность, сотрудники делились друг с другом большим количеством бактерий. Во-вторых, когда они измеряли влияние лечения – например, антибиотиков до или во время госпитализации, химиотерапии во время госпитализации, операции или поступления в больницу через отделение неотложной помощи – влияние было минимальным.
"Мы постоянно обнаруживали, что антибиотики, вводимые внутривенно или внутрь, почти не влияют на микробиом кожи," Гилберт сказал. "Но когда пациент получил местный антибиотик, то, как и ожидалось, он уничтожил микробы кожи."
Пробы из палат 92 пациентов, которые находились в больнице дольше, измеренные в месяцах, выявили тенденцию. Некоторые потенциально вредные бактерии, такие как Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis, столкнувшись с постоянным давлением отбора, смогли приобрести гены, которые могут повысить устойчивость к антибиотикам и способствовать инфицированию хозяина.
"Это требует дальнейшего изучения," Гилберт сказал, "но если это подтвердится, то эти генетические изменения могут повлиять на способность бактерий проникать в ткани или избегать стандартных методов лечения."