《Antimicrobial Stewardship & Healthcare Epidemiology》:An outbreak of Burkholderia multivorans associated with contaminated ice machines at acute care hospitals in California—September 2020 to February 2023
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目的:调查并阻断2020年9月至2023年2月期间加利福尼亚州报告B. multivorans暴发的医院中Burkholderia multivorans的传播。方法:病例患者定义为2020年1月至2023年2月期间在受影响机构住院期间从任何标本来源分离出B.
目的:调查并阻断2020年9月至2023年2月期间加利福尼亚州报告B. multivorans暴发的医院中Burkholderia multivorans的传播。方法:病例患者定义为2020年1月至2023年2月期间在受影响机构住院期间从任何标本来源分离出B. multivorans、且经随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA, RAPD)检测和重复基因外回文聚合酶链反应(repetitive extragenic palindromic polymerase chain reaction, Rep-PCR)确认属于暴发株的无囊性纤维化(cystic fibrosis, CF)成人。研究人员查阅医疗记录以描述病例患者并识别共同暴露;完成观察和工作人员访谈以检测非无菌水暴露。检测环境样本和商业产品中B. multivorans的存在;所有B. multivorans分离株均进行全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)。结果:研究人员识别25例病例患者。多数病例患者(n = 22,88%)在同一家医院住院,并在重症监护病房(intensive care unit, ICU)接受照护(n = 17,68%)。医护人员报告使用制冰机的水和冰为患者沐浴、吞咽评估和镇痛。2022年3月和2022年7月,在病例患者最多的医院的两台制冰机中检出B. multivorans。所有医院使用同品牌制冰机、过滤器、除垢和消毒产品。临床和制冰机B. multivorans分离株与暴发株匹配。结论:使用污染制冰机的水和冰可能促成本次暴发。制冰机可作为Burkholderia spp.的储库,在医疗照护机构水相关病原体暴发期间应作为传播来源进行调查。
研究背景:B. multivorans为革兰阴性菌,属于Burkholderia cepacia complex(Bcc,伯克霍尔德菌复合群;含22个近缘种)。Bcc包括B. multivorans已知可感染囊性纤维化(CF)患者,偶见其他慢性肺病患者,无上述疾病者报告罕见。Bcc暴发常发生于重症监护病房(ICU),多与污染水性产品相关,如漱口水、生理盐水冲洗、鼻腔喷雾、非无菌超声凝胶和液体多库酯;也可在下水道排水口和医疗器械表面检出,手卫生不当可造成传播。加州公共卫生部(California Department of Public Health, CDPH)曾调查北加州Hospital A ICU 13例B. multivorans感染,时间为2020年9月至2021年10月,随机扩增多态性DNA(RAPD)和重复基因外回文聚合酶链反应(Rep-PCR)显示菌株高度相关;虽经现场访视、病例回顾、环境采样和CDC远程咨询,仍未识别来源,但通过加强水质量和感染控制控制传播。2021年8月至2022年1月,南加州同系统两所急性照护医院Hospital B和Hospital C报告11例;2022年3月环境检测从Hospital B ICU营养室制冰机融冰和水检出B. multivorans,与临床株及Hospital A株相关;更换同品牌新制冰机后仍有病例。2022年7月CDPH请求美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)现场协助,重点为Hospital B和C,目的是识别潜在来源和传播方式并建议干预。意义在于:制冰机可能为水相关病原体储库,应作为医疗保健相关暴发调查来源。
研究人员开展暴发调查并得出结论:病例为无CF成人,2020年1月至2023年2月在Hospital B或C住院且任何标本分离B. multivorans,经RAPD和Rep-PCR确认暴发株;查阅病历描述病例和共同暴露,现场观察和员工访谈检测非无菌水暴露;环境样本和商业产品检测B. multivorans;所有分离株行WGS。结论为使用污染制冰机水和冰可能促成暴发,制冰机可储存Burkholderia spp.,在医疗照护机构水相关病原体暴发中应调查;意义是提示制冰机维护、水质监测和避免自来水用于患者护理。
关键技术方法(不超过250字):病例发现结合Hospital B/C实验室记录、CDPH全州病例征集、县卫生与公众服务局(County Health and Human Services Agency, County HHSA)实验室外联、Emerging Infections Network和密歇根大学B. cepacia研究实验室与资源库(B. cepacia Research Laboratory and Repository, BcRLR)全国菌株库查询,并由CDC联系食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)核查产品/器械污染报告;病例来源为加州急性照护医院B和C(2020.1—2023.2),并纳入先前Hospital A 13例作关联背景。病历回顾用标准化表REDCap,暴露窗口为指数培养前2周,SAS/STAT 9.4描述分析。现场观察和访谈评估水/冰使用。2022年7月在B/C采集29份水(n = 15)和表面(n = 14)样本,CDC培养,10份水样行异养平板计数(heterotrophic plate counts, HPCs),13份商业产品按USP Chapter <60>检测;基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption and ionization–time of flight, MALDI-TOF)鉴定,BcRLR行RAPD/Rep-PCR,选株WGS。
研究结果:病例发现(Case finding):2020年9月至2023年2月Hospital B/C共25例;2023年2月后Hospital B另有2例培养阳性但未做相关性检测,不符合病例定义。回顾实验室和主动病例发现未增加病例(除先前Hospital A 13例)。BcRLR全国库未发现暴发株,FDA未报告产品/器械污染。结论为病例集中在B/C,未发现其他机构同株。病历摘录(Medical record abstraction):Hospital B 22例、Hospital C 3例;17例(68%)在ICU。指数标本来源为呼吸道19例(76%)、血4例(16%)、尿2例(8%)。常见暴露包括侵入性医疗器械23例(92%)、呼吸干预22例(88%)、住院期间超声引导操作21例(84%),其中血管线置入19例(76%)、肾造瘘管操作2例(8%)、经皮内镜下胃造瘘管更换2例(8%);无多数病例共同药物。结论为病例多为ICU患者,伴侵入性装置、呼吸干预和超声引导操作。感染控制观察(Infection control observations):观察到护理物品、药物用品、手套、消毒湿巾置于水槽飞溅区;在专用药物准备区外准备静脉药物;医护人员未脱个人防护装备在病房间移动;营养物倒入病房水槽;错过手卫生。直接观察未能评估冰水临床使用;领导称除口服外罕见,但员工访谈报告用制冰机水和冰进行患者沐浴、可填充冰袋降温、镇痛和吞咽评估。两院同品牌制冰机及过滤器、除垢和消毒产品,Hospital A亦使用。结论为存在水/冰暴露机会和感染控制缺陷。实验室检测(Laboratory testing):Hospital B ICU营养室新制冰机融冰及排水盘拭子检出B. multivorans;Hospital C制冰机和其他样本未检出;原文指出Hospital C使用同品牌制冰机,但其制冰机样本采自不同品牌制冰机。其他水/表面样本检出Stenotrophomonas maltophilia、Pseudomonas spp.、Chryseobacterium spp.、Sphingobacterium spp.、Cupriavidus gilardii。10份水样HPC为90至>300,000 CFU/mL;B. multivorans阳性融冰为200,000 CFU/mL;7/10超过美国环境保护署(Environmental Protection Agency, EPA)非管制饮用水标准(≥500 CFU/ml)。商业产品未检出B. multivorans。两个制冰机分离株测序与暴发株>85%相关;WGS显示临床和环境分离株为ST659,≤1个单核苷酸变异(single-nucleotide variant, SNV)差异。结论为制冰机是可能暴露源,水质较差。控制措施和后续监测(Control measures and subsequent surveillance):建议避免自来水(包括制冰机水和冰)用于患者护理,尤其免疫低下或危重者;加强水槽卫生,包括移出飞溅区物品、在ICU病房/药物准备室/营养室/护士站安装防溅罩、避免营养物入水槽。两院审查并加强制冰机维护政策,验证清洁、除垢、消毒依从性,增加维护频率,验证水pH、温度、余氯。Hospital B在ICU水槽安装使用点过滤器(point-of-use filters)并常规冲洗水龙头。2022年7月移除ICU营养室制冰机;2022年9月引入翻新同品牌制冰机,10月因新增病例移除;2023年1月安装另一翻新制冰机,2月因第二例新增病例移除。未再采集制冰机环境样本;截至2023年3月Hospital B/C无新增病例。结论为移除制冰机并加强水质量和水槽卫生可阻断传播。
讨论部分总结:使用污染同品牌制冰机水和冰可能促成暴发;环境检测在同一位置两台不同制冰机检出匹配B. multivorans;冰水用于临床可暴露患者;2022年10月至2023年2月新增病例发生在翻新制冰机重新引入后;2023年4月至2024年2月科罗拉多医院患者和同品牌医院制冰机分离株与Hospital A/B/C暴发株匹配,此前美国未识别,进一步调查提示污染制冰机或相关产品可能。B. multivorans暴发此前未与制冰机关联,但制冰设备可成为其他水相关/多重耐药菌来源;大储冰桶和浅排水盘可能促进微生物生长和扩散;上游水净化降低氯水平可影响水质;建议监测验证水质、定期清洁消毒、避免污染冰水,但标准化补救证据有限。HPC升高提示自来水/冰水质量担忧;2022年3月制冰机进水HPC低而出水冰水HPC高;多数水样超EPA标准并含多种水相关菌,凸显易感患者风险;减少水暴露可阻断传播;策略包括无菌水方案、高风险区移除水槽、“无水”护理和水槽卫生。本研究移除制冰机并加强水质量和水槽卫生有效阻断。传播途径难检测因政策与实际实施不一致及人员实践差异;直接观察和访谈有益;现场访视必要。局限包括:仅Hospital B制冰机检出,Hospital A/C和其他环境未检出不排除既往存在(生物膜动态);患者暴露未直接观察/记录,不能确认暴露时间方式,但停用制冰机和加强水槽卫生阻断病例且访谈支持流行病学链接;产品检测受现场可用产品数量和类型限制,不代表全部暴露产品。MALDI-TOF促进Hospital B/C临床实验室快速鉴定和BcRLR后续相关性检测;Burkholderia属基因组相似使种鉴定困难,表型相似导致误鉴定历史问题,临床微生物实践差异影响病例发现;Hospital A/B/C早期种鉴定促成早期暴发检测和及时公共卫生响应。
研究结论(翻译):总之,制冰机的水和冰可作为水相关病原体的储库,应作为医疗保健相关暴发的潜在来源进行调查。医院和其他医疗照护机构应继续遵循制造商说明,确保制冰机定期清洁和消毒。在医疗照护机构水相关病原体暴发调查中,HPCs可能有助于医院和其他医疗照护机构评估水质。无论制冰机污染的潜在原因如何,在水相关病原体暴发期间,医疗照护机构应考虑避免将自来水用于患者护理,包括制冰机的水和冰,尤其对免疫功能低下或危重等易感人群。