摘要
铜绿假单胞菌是囊性纤维化的重要病原体。尽管大多数病人都有独特的P、 铜绿假单胞菌分离株,一些诊所报告病人有共同的菌株。人际传播的总体重要性P、 铜绿假单胞菌收购是否常规病人隔离是必要的仍然不明朗。因此,本作者研究的程度P、 铜绿假单胞菌传输新西兰CF诊所。
结合流行病学数据和计算机辅助,对新西兰七个主要的CF中心进行了评估萨尔102例患者496个分离株的DNA指纹分析。
一组相关的分离物在最大的诊所中比偶然发现的要普遍得多。7例分离株属于该群的患者之间的接触比其余患者更多。在其他的小诊所中没有发现其他令人信服的传播证据。三P、 铜绿假单胞菌株认为患者澳大利亚和英国的CF诊所之间能传播在新西兰都存在,但没有明确的证据表明他们有传播。
铜绿假单胞菌目前,在新西兰囊性纤维化诊所中,这种传播并不常见。这种情况可能迅速改变,需要不断进行监测。目前的结果证实计算机辅助萨尔DNA指纹非常适合这种监视。
一旦铜绿假单胞菌是的囊性纤维化患者肺部内建立(CF)有肺功能加速下滑,寿命和预期寿命的质量1个. 大多数CF患者获得P、 铜绿假单胞菌从环境来源菌株2个. 然而,兄弟姐妹经常感染难以区分的克隆,这意味着人与人之间的传播,而不是常见的环境暴露三. 此外,在一些欧洲、英国和澳大利亚的CF诊所中,许多患者都有一个共同的症状2个,4个–7个. 一些菌株出现在几个诊所八,9个,其他患者已经长期与无关的P、 铜绿假单胞菌分离10个,而另一些则有更坏的结果,并增加了治疗成本相关6个,7个,11个–13个.与此相反,另一些则发现基因相似的菌株只小群从缺乏地域或时间关系比其他参加同一诊所CF患者14个–16个. 而不是来自交叉感染,这种集群可能是由于共同的环境来源或有限的区分能力打字方法17岁.
因此,P、 铜绿假单胞菌可能会发生CF的患者之间的传输,但长时间之后才紧密接触,如在兄弟姐妹,或从与用于传输的高度潜在菌株的小数目。尽管如此,英国,最近,澳大利亚CF信托感染控制指导方针和欧洲共识报告建议,所有CF患者P、 铜绿假单胞菌隔离以减少交叉感染[18-20]。在澳大利亚和欧洲实施这些建议的中心已经成功地限制了潜在的传播菌株21岁,22个. 然而,基于隔离的感染控制政策昂贵且难以实施,并且在不减少零星感染的情况下对患者的健康产生不利影响P、 铜绿假单胞菌收购22个. 因此,重要的是要确定交叉感染是否发生在个别诊所。
先前,描述了计算机辅助DNA指纹方法,该方法是简单,快速且成本有效的23个. DNA指纹很稳定23个,基于模式分数的遗传距离与基于DNA序列的遗传距离相关23个的,其区分能力匹配脉冲场凝胶电泳(PFGE),用于分子分型当前黄金标准的P、 铜绿假单胞菌分离23个–25个.与DNA指纹技术中使用的,坚固的图案评分系统在很大程度上克服了与noncategorical分子分型的方法相关联的问题17岁. 以前,使用计算机辅助萨尔在新西兰的一家诊所中,根据P、 铜绿假单胞菌CF患者的分离物与未经CF患者的分离物相比在基因上的差异较小23个. 然而,并没有直接证实这是由于CF门诊就诊。因此,进行了一项多中心研究,以确定P、 铜绿假单胞菌结合流行病学资料和临床资料在新西兰CF诊所的传播萨尔我的指纹。The clinics were located in cities 100–1,100 km apart. Each employed standard hygiene methods, but most had not implemented patient segregation.
方法
患者,数据收集和分离
Participants attended one out of seven (table 1⇓)诊所护理269名CF患者(102名年龄≥15 岁的成年人;诊所规模21-57人),占儿童的71%,成人的84%,新西兰CF患者总数的75%。医院间的治疗和感染控制方案相似26个. 住院病人要么在有自己浴室的单人房里看护,要么在有非CF病人的病房里看护。不鼓励CF患者之间的接触,也不共享呼吸设备。使用后丢弃或消毒用于肺功能设备的在线过滤器、口器和连接器,并分别进行物理治疗。Starship儿童健康中心(奥克兰)、克赖斯特彻奇医院(仅限儿科诊所;克赖斯特彻奇)和达尼丁医院(新西兰达尼丁)在门诊部对所有CF患者进行隔离。其他医院只隔离那些窝藏洋葱伯克霍尔德菌复合物或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌. 卫生部多地区伦理委员会(新西兰惠灵顿)批准该研究作为临床审计。
Following informed consent, single sputum or oropharyngeal specimens were collected from CF patients attending routine clinic appointments between July 2004 and August 2005. The patient’s physician entered centre, age, sex, sputum microbiology and, for the previous 12 months, dates of hospitalisation and clinic attendances, best recorded body mass index (BMI) z-scores and forced expiratory volume in one second (FEV1个)%预测值进入安全数据库。
将呼吸道样本接种于选择性培养基上,用标准技术检测CF呼吸道致病菌27个. 什么时候?P、 铜绿假单胞菌经鉴定,五个随机选择的菌落接种于肉汤甘油并储存在-70℃下(参见在线补充材料)。
从CF患者的克隆毒株在利物浦的代表株4个曼彻斯特5个(英国)和墨尔本(两个pulsotype1分离株)6个和布里斯班(pulsotype2;既有澳大利亚)7个分别由J.Govan、爱丁堡大学(英国爱丁堡)、A.Jones、曼彻斯特成人CF中心(英国曼彻斯特)、D.Armstrong、莫纳什大学(澳大利亚墨尔本)和S.Bell、查尔斯王子医院(澳大利亚布里斯班)提供。
P、 铜绿假单胞菌基因分型
DNA指纹分析是按照前面的描述进行的23个.简言之,在电泳和溴化乙锭染色萨尔我消化基因组DNA,进行计数每种菌株在分子量括号限制性片段的数目(由XV分子量标准(Roche Diagnostics公司,Auckland,新西兰)在交替的通道中加载所定义的),并且用于计算遗传距离(在网上看到的补充材料)。距离是显示与使用PAUP * 4.0(Sinauer Associates公司,桑德兰,MA,澳大利亚)的算术平均值(UPGMA)树木加权配对组方法。每名患者的5个菌落进行分型。的PFGESpeI位-基因组DNA消化P、 铜绿假单胞菌也进行了分离28个.
统计分析
简单的描述性统计,二项式,不成对T和Fisher精确测试进行。统计显着性为p <0.05和确定当多重比较应用Bonferroni校正。
结果
频率P、 铜绿假单胞菌研究人群
出了269例患者参加7个诊所,102(38%)的有P、 铜绿假单胞菌痰培养(n =97)或口咽培养(n =5)。这102名患者的特征见表 2⇓.
在一个中心传播的证据
Table 1⇑显示,496P、 铜绿假单胞菌从102名CF患者接受菌株的DNA指纹图谱。这包括谁在研究过程中移动,并在两个诊所提供样品两个病人。Table 1⇑还显示患者之间的接触程度。图1⇓显示菌株作为UPGMA树之间的关系。如果患者有几个菌株具有相同的图案,只有其中一个包含在树。在CF诊所国外非常普遍的四株也包括在内。
基于与算术平均值树非加权配对组法萨尔我模式评分为基础的代表性分离株之间的遗传距离(其中来自同一患者的多个分离物评分为相同的,只有一个代表被包括在内)。隔离标签反映了新西兰后患者进行治疗(格林兰(GRE诊所;奥克兰);星河(STA;奥克兰),怀卡托(WAI;汉密尔顿);北帕默斯顿(PAL);惠灵顿(WEL);克赖斯特彻奇(CHR);和Dunedin(DUN)),随后由一个三位患者编号。第四位数字表示,其从患者的五个分离物被示出。小写分离的名字突出两种情况下,患者两次采样,在不同的中心。属于海外株菌株来自:英国利物浦(LES);英国曼彻斯特(MAN);墨尔本,澳大利亚(pulsotype1.1和pulsotype1.2)和布里斯班,澳大利亚(pulsotype2)。•,○,▴,▵,⋄:株从五个同胞对获得。········:用于定义具有高度相似的模式菌株的集群的0.118阈值的遗传距离。灰色条显示集群仅存在于一个新西兰的病人。 Black bars show clusters present in several New Zealand patients. In more than two where a cluster was present in more than two New Zealand patients, the number of patients is shown to the right of the bar.
在不同的病人中,传播导致相同或非常相似的DNA类型的簇。为了达到一个有意义的聚类阈值,在50个实例中,在两种不同的DNA制备中确定了相同模式的两个独立得分之间的遗传距离。平均遗传距离为0.094,95%置信上限为0.118。因此,用0.118来定义聚类,在这个距离以上,作者有信心区分不同的模式。
在67名患者中,所有分离物都是相同的,或者可以归属于该患者特有的一个簇(图1中的灰色框⇑)表明它们的分离物从单个感染毒株的。从剩余的35例患者分离株太不同被放置到单个患者特异性簇(尽管经常他们仍然从任何其他患者更类似于比菌株彼此)。For the two patients who moved during the study and were sampled twice, GRE142/DUN242 and GRE144/WAI249 (lower case isolate labels in fig. 1⇑)中,在两个中心获得分离掉进同一集群,但有一个例外(gre144 3)。
Some clusters contained isolates from two to nine different patients (black boxes in fig. 1⇑). 这种聚类可能是由于在研究中的患者群体中的传播、克隆扩展先于传播和与传播无关,或者仅仅因为没有类型化方法产生无限数量的类型17岁. 为了估计在当前患者群体中,在没有传播的情况下预期有多少聚类,当只比较不同医院获得的分离株时,计算了距离值<0.118的频率(即缺乏直接流行病学联系的菌株;1.9%;17078个比较中的336个)。因此,在没有传播的情况下,1.9%的距离值是由图1中不同患者分离株之间的所有比较得出的⇑应该小于0.118。然而,图1中患者的比较为2.2%(21366人中486人)⇑距离值<0.118;比预期值多65,无传输。
The present study next assessed if any of the clusters in figure 1⇑参与的患者显著较高比例从一个中心,预期如果一个簇是从传输造成。这是仅适用于(涉及九名患者)的最大簇的情况下,由出席格林兰CF中心(十分之七的38格林兰例病人身上分离出几乎完全有这样的人该集群的一部分分离,与其他三分之二的66例相比,clinics; Fisher’s exact test p = 0.012). Also, patients with isolates belonging to the cluster had more centre-related contact with each other than the remaining Greenlane patients (fig. 2⇓;p = 0.015;7名患者的21对物理距离类别值之和低于从所有剩余的Greenlane患者对物理距离类别值的矩阵中随机选择的1000组21个值之和986,与传播与医疗保健相关的假设一致。
绿道病患与其他绿道病患之间的物理距离类别分布。一: 兄弟姐妹;二:重叠时间在同一病房住院的患者对;三:同一天在门诊就诊的患者对;四:一人同时在门诊就诊的患者对;五:住院或门诊就诊的患者对,但从来没有在同一时间;VI:患者对谁没有住院,从来没有在同一时间去诊所。
在几个健康状况指标(BMI、z评分、FEV)中未发现显著差异(未配对t检验)1个值、临床就诊频率或住院天数)。此外,感染群菌的患者的性别或年龄分布与其余患者(未显示数据)无显著差异(Fisher精确和未配对t检验)。
新西兰潜在传播海外菌株的流行率
高度传染性海外菌株的引进和传播是新西兰患者的潜在威胁。因此,四个这种菌株的代表被列入当前的分析研究这种菌株是否可能会蔓延到新西兰。新西兰株集群有三个菌株被发现。与分离萨尔与国外菌株高度相似的I型也有PFGE型,无法区分或与国外菌株的PFGE型密切相关(见在线补充材料;图1⇑). 曼彻斯特和pulsotype1菌株分别与一名新西兰患者的分离物聚集在一起。这名成人(GRE126)与曼彻斯特毒株分离不出,曾在英国伦敦生活过,他最初的名字就在那里P、 铜绿假单胞菌首先发现感染。另一名患者(CHR119)拥有类似于墨尔本pulsotype1分离株的分离株,之前曾在澳大利亚昆士兰度假,尽管没有与澳大利亚CF诊所或患者接触。布里斯班pulsotype2菌株与四名新西兰患者的菌株形成一个簇。两名患者(WEL101和GRE144/WAI249)曾居住在布里斯班,其中一名首次获得P、 铜绿假单胞菌在移民到新西兰之前。两人在接受治疗时都与澳大利亚CF患者自由混合。其余两名患者(GRE114,GRE185)的分离株与pulsotype2相似,并与一名曾在海外接触过pulsotype2的患者(GRE144/WAI249)在同一中心接受治疗,但从未直接接触过。因此,最多有三名患者可能在新西兰获得了海外菌株。
与中心相关的患者接触及其隔离物之间的距离
许多在本研究中心的有非常小的患者数量,并在这些传输可能只导致非常小群,因而难以通过评估集群检测。因此,寻找发射的另一种方法也被用于,通过确定患者的分离株之间的遗传距离是否倾向于具有增加的患者接触降低。
它首先确定从患者分离的最接近的相关同行在给定的诊所往往是从其他患者分离在同一诊所不是偶然的预期。This was not the case (see online supplementary material; table 1⇑)。下一个it was checked whether, within each clinic, the average genetic distance between patients’ isolates decreased as the degree of physical contact (and opportunity of transmission) increased (fig. 3⇓). 为了在分析中进行比较,包括来自同一病人的分离株之间的遗传距离分布以及来自某一中心的分离株与来自所有其他中心的分离株之间的遗传距离分布。只有来自不同兄弟姐妹的分离物通常比来自不同中心治疗的成对患者的分离物更相似,这表明P、 铜绿假单胞菌大多数同胞对中的分离物是单一菌株的衍生物。相比之下,在同一中心治疗的不同程度接触的患者对分离株之间的遗传距离分布与在不同诊所治疗的患者对分离株之间的遗传距离分布没有显著差异,尽管在格林兰,遗传距离的中位数,除其中一类外,其他所有医院的分离株均低于格林兰和其他所有医院的分离株。目前的研究也未能发现低遗传距离值对中心相关患者接触频率的依赖性(见在线补充材料)。
盒须从患者有不同程度的新西兰囊性纤维化诊疗身体接触的分离对之间的遗传距离的分布图:星河(奥克兰));B)格林兰(奥克兰);C)怀卡托(哈密尔顿);d)北帕默斯顿;E)惠灵顿;F)克赖斯特彻奇;和g)达尼丁。S:对来自相同患者的分离株的;我:兄弟姐妹;二:在重叠的时间在同一个病房的住院病人对; III: patient pairs who attended outpatient clinics on the same day; IV: patient pairs where one attended an outpatient clinic at the same time the other was hospitalised; V: patient pairs who were hospitalised, or attended outpatient clinics, but never at the same time; VI: patient pairs who were not hospitalised and never attended clinics at the same time; VII: pairs of isolates from pairs of patients treated in different hospitals,即在第七类的遗传距离是那些在医院获得分离物之间的数字是指在所有其他医院分离株。········:在第七类遗传距离的中位数。
最后,确定是否谁第一次获得了四个病人P、 铜绿假单胞菌本研究的过程中(WEL110,CHR235,WELL243和PAL257)窝藏株密切相关,那些来自其他CF患者在同一就诊。在每一种情况下,最近有关他们目前的样品中分离株不是来自同一个中心。
讨论
传输P、 铜绿假单胞菌新西兰CF患者之间出现罕见。从频繁的治疗相关的接触病人对分离株一般不超过那些出席不同中心的患者更密切的关系。这也预示着,谁用谁经常分享类似株的兄弟姐妹可能是个例外,社会交往一般都不会导致显著传输:否则,从位于同一中心治疗的患者分离应该更加紧密地比菌株相关的来自不同中心治疗的患者相隔数百公里。
对于医疗保健相关的传输的唯一证据是分离的十分之七的38名患者在格林兰集群。群集在格林兰过多其中患者属于集群分离株在更靠近彼此接触比其他格林兰病人。也群集的大小(97个距离值<从格林兰簇分离株间0.118)大致匹配的过量距离值的<0.118在指示传输的本患者群体。
传播的证据也与当前作者先前的发现一致23个从CF患者分离株与其他格林兰患者分离相比,减少遗传多样性,但在一起的两个研究也表明,传输是罕见的,在格林兰。The cluster’s prevalence has not changed significantly in the 8 yrs since the earlier study, when cluster isolates were present in three out of 20 CF patients23个在参与这两项研究的5名患者中没有增加,其中一名患者(GRE107)在两次试验中都有丛集分离株。此外,其余四名患者中的三名(GRE102、105、123和145)也保留了他们原来的菌株。同样地,能够在海外传播的pulsotype2菌株在格林兰也没有达到很容易证明的程度。两个病人可能是在格林莱恩感染的。然而,没有发现直接的流行病学联系,主要的Greenlane聚类可以解释本样本中所有与传播相关的聚类,反对传播是pulsotype2聚类的原因。因此,由于分型方法不能给出无限数量的模式,而且只能对基因组的一小部分进行取样17岁,23个,两个病人的pulsotype2分离株可能只与国外的pulsotype2株相似,但并非来源于国外的pulsotype2株。
因此,目前的感染控制措施似乎保护患者免受在新西兰诊所传输,除了目前参加格林兰队列,其中最近的一份报告也建议交叉感染类鼻疽multivorans可能发生过29个. 在解释这些数据时,必须考虑新西兰小型CF诊所。小中心的病人通常彼此接触较少三十从而减少了传播毒株的机会。当然,在目前的研究中,发现传播证据的诊所是最大的,与其他中心相比,患者接触的次数要多得多。目前的结果增加了一种可能性,即现有的研究机构,主要基于大型CF诊所的发现,可能高估了许多仍在较小中心接受治疗的CF患者的交叉感染风险。此外,较小的中心也使得通过对树状图的视觉检查来检测传播更加困难。然而,图3中的分析⇑和基于距离值的整个样品中的期望频率<0.118无流行病学接触当前分析应该已经揭示在其他中心发生的任何传输。这可以说是因为它的计算是基于这样的假设,在不同中心治疗的患者没有任何流行病学联系,后者分析可能低估之中,本研究的患者传输。这并不完全准确,因为患者不诊所之间移动。两个这样的动作在本研究中,记录和额外的运动将在调查之前时有发生。然而,在当前的误差估计距离值<未连接的分离物之间是0.118大概小的频率。已经确定更早23个目前方法的判别能力(两个无关的分离株被判别的概率)为0.99,使用的分离株来自不相关的非CF患者,在这些患者中不太可能出现意外的流行病学关系。在目前的研究中,来自不同中心治疗的患者的代表性分离株之间的配对比较有1.9%不能可靠地相互区分(遗传距离<0.118),相当于0.98的区分能力。这意味着在本研究中,来自不同中心的分离物在流行病学上几乎与来自流行病学上无关的非CF患者的分离物相同。
对歧视力量的新估计萨尔I patterns are stable over 7–8 yrs and observing isolates that formed clusters with the present method were also indistinguishable by pulse-field gel electrophoresis, all confirm萨尔我打字作为脉冲场凝胶电泳的一个有吸引力的选择,特别是如果考虑到成本。目前的研究表明,对新西兰囊性纤维化总人口的监测每年将花费8000美元。
支持声明
新西兰儿童健康研究基金会(奥克兰,新西兰)本研究提供了资金支持。
利息单
无声明。
致谢
The present authors would like to thank A. Farrell, D. Graham, P. Jackson, M. O’Carroll, M. Tweed, A. Watson, M. Wilsher, M. Hoggard, V. Isles, J. Tate, L. Thrift, K. Brassett and A. Williamson for assistance with recruitment, sample and data collection; M. Bilkey, C. Brehmer, J. DeLores, H. Maguire, L. McKnight, J. Parker, C. Pickett, R. Podmore, K. Stockman and A. Van Der Linden for identification of isolates; U. von Mulert for database design; A. Grinberg and R. Pattison for assistance with PFGE; A. Morris for comments on the manuscript; and A. Palamountain for programming.
脚注
这篇文章的补充材料可从www.www.qdcxjkg.com网站
- 收到2008年7月1日。
- 认可的2008年8月1日。
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