Peta Studi Microbiome Bagaimana Bakteri Menyebar di Rumah Sakit New Chicago

Peta Studi Microbiome Bagaimana Bakteri Menyebar di Rumah Sakit New Chicago Selama Setahun – NEW YORK (GenomeWeb) Dalam proyek mikrobioma berskala besar selama setahun, para peneliti di University of Chicago dan kolaboratornya telah mendokumentasikan bagaimana bakteri menjajah rumah sakit yang baru dibuka dan menyebar bolak-balik antara pasien, anggota staf, dan permukaan.

Peta Studi Microbiome Bagaimana Bakteri Menyebar di Rumah Sakit New Chicago Selama Setahun

hospitalmicrobiome – Studi yang dipublikasikan di Science Translational Medicine hari ini, memberikan peta rinci aliran bakteri dalam lingkungan rumah sakit dan berfungsi sebagai dasar untuk studi masa depan tentang penularan infeksi yang didapat di rumah sakit.

“Kami sekarang memiliki peta jalan lingkungan rumah sakit dan mampu menghasilkan hipotesis intervensi khusus untuk pekerjaan di masa depan,” kata Jack Gilbert, penulis senior studi dan direktur Microbiome Center serta profesor bedah di University of Chicago.

Meskipun studi tersebut menemukan banyak bakteri di permukaan rumah sakit, meskipun telah dibersihkan secara ketat, mikroba tersebut sebagian besar tidak berbahaya. “Bukannya rumah sakit penuh dengan superbug,” kata Gilbert. “Kami mendengar tentang itu begitu banyak, kami berasumsi ketika kami pergi ke rumah sakit, hanya ada banyak sekali organisme pembunuh di sekitar. Kami tidak dapat menemukan bukti sama sekali.”

Kelompoknya sebelumnya telah menganalisis komunitas mikroba di rumah dan kantor untuk mencoba dan memahami bagaimana bakteri berpindah antara manusia dan permukaan, dan bagaimana mereka berevolusi di bawah tekanan seleksi, dan pembukaan rumah sakit baru memberi mereka kesempatan untuk melakukannya di lingkungan perawatan kesehatan.

Untuk studi mereka, para peneliti menganalisis sampel yang diambil di Center for Care and Discovery, sebuah rumah sakit baru yang merupakan bagian dari University of Chicago, selama dua bulan sebelum dibuka pada Februari 2013 dan selama 10 bulan setelahnya.

Baca Juga : Pemanfaatan Mikroba Yang Bermanfaat Bagi Penelitian Kesehatan

Sampel berasal dari 10 kamar pasien dan dua ruang perawatan di dua lantai, satu untuk pasien bedah dan satu untuk pasien kanker. Satu kamar pasien di setiap lantai diambil sampelnya setiap hari, yang lainnya setiap minggu. Semua kamar pasien dibersihkan setiap hari dan lebih ketat setelah pasien dipulangkan.

Para peneliti menganalisis lebih dari 6.500 sampel mikroba secara total. Di kamar pasien, mereka menyeka pegangan tempat tidur, lantai, gagang keran, dan sarung tangan, sedangkan sampel dari ruang perawat berasal dari sandaran lengan kursi, keran, mouse komputer, countertops, lantai, dan telepon. Penyeka kulit pasien diambil dari tangan, hidung, ketiak, dan, awalnya, area selangkangan, dan staf rumah sakit mengambil sampel tangan, hidung, ponsel, pager, keliman kemeja, dan sepatu. Selain itu, sampel air keran dan filter udara dianalisis.

Sampel dibekukan dan dikirim ke Argonne National Laboratory untuk analisis pengurutan. Untuk sebagian besar, para ilmuwan memperkuat wilayah V4 dari gen 16S rRNA dan mengurutkan amplikon menggunakan mesin Illumina HiSeq 2000 dan MiSeq. Selain itu, 92 sampel dianalisis dengan shotgun metagenomic sequencing, menggunakan Illumina HiSeq.

Segera setelah rumah sakit dibuka dan pasien serta staf masuk, bakteri yang terkait dengan kulit manusia, seperti Corynebacterium , Staphylococcus , dan Streptococcus , mulai menggantikan spesies pada permukaan yang mendominasi sebelumnya, seperti Acinetobacter dan Pseudomonas .

Juga, ketika pasien pertama kali datang, mereka mendapatkan mikroba yang ada di permukaan kamar mereka. Meskipun pembersihan ekstensif di antara pasien, selalu ada sisa mikroba yang tersisa, dan secara teknis tidak mungkin untuk mensterilkan lingkungan, jelas Gilbert. Namun, katanya, tidak satu pun peristiwa di mana pasien mengambil mikroba dari kamar mereka terkait dengan hasil kesehatan yang merugikan.

Namun, setelah satu hari, bakteri cenderung bergerak ke arah lain, dari kulit pasien ke ruangan, menunjukkan bahwa mikrobioma mereka mengambil alih dan bakteri dari ruangan “tidak kompetitif pada kulit pasien, sehingga mereka diberantas, ” dia berkata.

Para peneliti juga menemukan bahwa anggota staf, yang biasanya mengenakan sarung tangan atau masker saat memasuki kamar pasien, memindahkan lebih banyak mikroba mereka ke pasien, yang tidak memakai alat pelindung apa pun, daripada pasien yang dipindahkan ke mereka, tetapi sekali lagi, ini tidak terjadi. setiap hasil kesehatan yang merugikan.

Faktor klinis, seperti apakah pasien menerima kemoterapi, antibiotik, atau pulih dari operasi, tampaknya tidak berdampak besar pada keragaman bakteri pada kulit pasien.

Menariknya, selama bulan-bulan musim panas, ketika kelembapan lebih tinggi, anggota staf memiliki mikrobioma yang lebih mirip daripada di musim dingin, menunjukkan bahwa mereka lebih sering bertukar mikroba selama waktu itu.

Analisis metagenomik sampel yang dikumpulkan dari kamar rumah sakit yang sama selama beberapa bulan mengungkapkan adanya gen resistensi antibiotik dari waktu ke waktu, yang hampir selalu lebih besar pada permukaan ruangan daripada pada kulit. Resistensi antibiotik paling sering dikaitkan dengan Staphylococcus aureus , Staphylococcus epidermidis , dan Corynebacterium striatum untuk sampel kulit, dan dengan Escherichia coli dan Pseudomonas aeruginosa untuk sampel permukaan.

Gilbert mengatakan bahwa peningkatan resistensi antibiotik mungkin disebabkan oleh tekanan seleksi umum. Data awal, yang tidak dilaporkan oleh makalah tersebut, menunjukkan bahwa lingkungan rumah sakit adalah ekosistem yang lebih membuat stres bagi banyak mikroorganisme karena dibersihkan dengan sangat ketat, katanya, yang mendukung strain yang tahan stres.

Ketahanan stres seperti itu bisa berupa kemampuan untuk menjajah kulit lebih efektif, resistensi terhadap antibiotik, atau toleransi terhadap faktor-faktor seperti kekeringan. Namun, katanya, pengujian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan apakah seleksi terkait dengan peningkatan tingkat penyakit.

Hal lain yang menarik yang tidak dilaporkan para peneliti, katanya, adalah bahwa mereka tidak menemukan korelasi antara tingkat pertukaran mikroba antara pasien dan lingkungan mereka dan kemungkinan mereka tertular infeksi terkait rumah sakit. “Kami memiliki beberapa pasien dengan infeksi terkait rumah sakit, tetapi pasien tersebut tidak berbagi lebih banyak mikroba dengan lingkungan mereka, tidak ada peningkatan lalu lintas,” kata Gilbert.

Infeksi terkait rumah sakit, katanya, mungkin disebabkan oleh “peristiwa sporadis yang sangat langka” yang tidak dapat ditangkap oleh penelitian karena tidak melacak mikrobioma pasien sepanjang waktu.

Timnya sekarang merencanakan studi lanjutan dengan kelompok dari Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit di mana mereka akan memantau dengan cermat pergerakan setiap orang di kamar rumah sakit dan bagaimana mereka berinteraksi dengan permukaan. Ide mereka adalah untuk mempelajari “apakah salah satu organisme yang [pasien] peroleh memiliki hubungan dengan beban penyakit atau hasil kesehatan yang merugikan atau positif selama mereka tinggal di rumah sakit,” katanya. “Tapi kami membutuhkan tingkat resolusi yang lebih tinggi untuk dapat menunjukkan dengan tepat kejadian yang dapat menantang lingkungan perawatan kesehatan.”

Sementara proyek rumah sakit Chicago mungkin tidak memiliki dampak klinis langsung, itu meletakkan dasar untuk penelitian serupa di masa depan dan memberikan ide baru untuk pengendalian infeksi. “Sekarang kita tahu bahwa orang-orang bertukar mikroba dengan lingkungan mereka terus-menerus – ini hampir seperti jalan raya dua arah,” kata Gilbert, dan mungkin tidak akan pernah mungkin untuk mengendalikan semua sumber organisme yang mungkin bersentuhan dengan pasien.

Salah satu ide yang muncul dari penelitian ini, katanya, adalah memperkuat ketahanan pasien terhadap patogen dengan membuat kulit atau sistem usus mereka tidak terlalu stres terhadap bakteri. Penelitian pada hewan, misalnya, telah menunjukkan bahwa pembedahan dapat mengaktifkan jalur kekebalan yang membuat saluran pencernaan hewan kurang ramah terhadap mikroba, yang pada gilirannya mengaktifkan virulensinya, katanya.

Intervensi yang mengurangi jumlah pengalaman mikroba stres mungkin dapat mengatasi hal ini. “Mungkin kita bisa sampai pada titik di mana kita menggunakan formulasi probiotik, baik melalui konsumsi, atau pada kulit, atau mungkin bahkan di lingkungan rumah sakit, untuk mengurangi kemungkinan organisme mematikan akan mengaktifkan jalur penyakit di lingkungan tersebut, “ucap Gilbert. “Kita belum sampai tapi sudah sangat dekat.”