使用全基因组测序技术对需要机械通气的儿科患者中革兰氏阴性菌的监测

《Journal of the Pediatric Infectious Diseases Society》：Surveillance of Gram-Negative Bacteria in Pediatric Patients Requiring Mechanical Ventilation Using Whole-Genome Sequencing

　　

摘要

背景

尽管采取了广泛的感染控制措施，医院内感染仍然是一个主要挑战，其中与呼吸机相关的感染（VAI）是最难处理的。这对于需要长期使用机械通气的儿科患者来说尤其如此，这增加了感染的风险。革兰氏阴性菌，主要是Pseudomonas aeruginosa，是VAI的主要原因。传统的感染预防（IP）策略往往是应对性的，可能会错过医院内的潜在传播事件，特别是对于在医院环境中普遍存在的病原体。全基因组测序（WGS）在成人医院中已被证明在识别这类事件方面具有价值，但在儿科机构中的应用仍然有限。在这里，我们进行了回顾性分析，以确定这项技术如何在儿科机构中得到利用。

方法

我们对2020年至2024年间在一家儿科三级医院收集的革兰氏阴性菌分离株进行了回顾性基因组监测研究。根据菌落形态选择克隆，进行培养并提取DNA。准备DNA文库，并在Illumina NextSeq 1000平台上进行测序。使用核心基因组比对流程进行系统发育聚类。根据先前的文献，将菌株间单核苷酸多态性差异小于10的被认为是可能的传播事件。通过医院元数据评估基因相关的克隆以确定可能的传播事件。

结果

我们对大约500个临床样本中的687个克隆进行了测序，结果确定了50多个由基因相关的革兰氏阴性菌种组成的簇。P. aeruginosa构成了大多数簇，发现了超过40个簇。其他基于基因相关性被认为可能存在传播事件的病原体包括Serratia marcescens、Klebsiella pneumoniae、Stenotrophomonas maltophilia和Achromobacter xylosoxidans。这些簇的大小从2到15名患者不等。成对基因组分析确认了至少2个S. marcescens、1个A. xylosoxidans和15个P. aeruginosa的传播簇，这些簇是通过传统的IP策略无法检测到的。

结论

我们的研究揭示了传统IP方法未能发现的传播事件，突显了WGS在医院监测中的附加价值。特别是在医院中常见的病原体情况下更是如此。将全基因组测序与医院流行病学和电子病历数据相结合可以提高患者安全并降低医疗成本。这些发现表明，仅依赖传统监测可能会低估医院爆发事件的真实负担，尤其是由儿科人群中常见的革兰氏阴性呼吸道病原体引起的爆发。