Затаившиеся враги - Legionella pneumophila в системах водоснабжения больниц (аннотация)Затаившиеся враги - Legionella pneumophila в системах водоснабжения больниц
Существует мало данных о долгосрочных последствиях поддержания высокой температуры горячей воды, способствующих сохранению легионелл в водопроводных системах.
В нескольких сообщениях описана длительная колонизация больничных систем водоснабжения L. pneumophila, часто с персистенцией одного и того же штамма, что стало причиной нозокомиального легионеллеза. Причины по которым в водопроводной системе оказывается тот или иной штамм с определенным молекулярным паттерном недостаточно хорошо известны. Было описано, что в зданиях с одной и той же сетью водоснабжения определенные факторы, такие как конструкция системы и материалы труб, могут определять состав и разнообразие микробиома воды. В случае с больничными зданиями важную роль могут играть и методы дезинфекции, используемые в системах горячего водоснабжения. Однако долгосрочные последствия использования непрерывных методов дезинфекции в больничных сетях горячего водоснабжения остаются невыясненными.
Нормативы большинства европейских стран требуют проведения экологического контроля воды в больницах. До настоящего времени культивирование остается единственным методом выбора, а в испанских правилах, обновленных в 2022 году, утверждено больше методов контроля легионелл, но культивирование на средах остается обязательным минимумом. Основным недостатком этого метода является не только длительный период получения результатов, но и то, что жизнеспособные и культивируемые бактерии являются единственной выявляемой субпопуляцией.
Тем не менее, патоген может изменить свое метаболическое состояние на жизнеспособное, но не культивируемое (VBNC) при стрессе, вызванном, в частности, повышением/понижением температуры, изменением рН среды или присутствием бактерицидных соединений. В таких условиях бактерии могут поселиться в биопленках или паразитировать в амебах, чтобы получить дополнительную защиту от этих угроз. В состоянии VBNC легионеллы обладают низкой метаболической активностью и не растут в культуральной среде, однако бактерии сохраняют признаки жизнеспособных клеток, такие как целостность мембраны и вирулентность. Голодные легионеллы VBNC, которые, вероятно, встречаются в олиготрофных биопленках, способны заражать амеб даже после нескольких месяцев пребывания в таком состоянии. В отличие от репликативного состояния, патогену требуется больше времени и более высокая кратность заражения, чтобы интернализировать амебу. Легионеллу VBNC сложнее обнаружить, поскольку эта субпопуляция не растет на культуральных средах, поэтому ее уничтожение еще сложнее.
Целью данного исследования было описать персистенцию и генотипическую вариабельность L. pneumophila в здании больницы с двумя полностью независимыми системами распределения горячей воды, а также оценить термотолерантность генотипических вариантов путем изучения количества VBNC L. pneumophila. Проанализировано 80 изолятов из 55 проб воды, полученных в период 2012-2017 гг.. Все изоляты соответствовали L. pneumophila серогруппы 6.
Изоляты были разделены на четыре рестрикционных паттерна методом импульсно-полевого гель-электрофореза. В одной системе преобладал паттерн A + Aa, составивший 75,8% образцов, в то время как в другой системе наиболее часто встречался паттерн B (81,8% образцов). Средняя температура обитания изолятов составила: 52,6 °C (образцы A + Aa) и 55,0 °C (образцы B), существенно различаясь. Девять штаммов были отобраны как репрезентативные среди паттернов для изучения их термотолерантности методом проточной цитометрии после 24 ч термической обработки. Бактерии VBNC были обнаружены во всех образцах. После термообработки при 50 °C 52,0% бактерий имели неповрежденную мембрану, а после 55 °C этот процент снизился до 23,1%. Каждый образец демонстрировал различный уровень термотолерантности.
Согласно полученным результатам, можно сделать следующие выводы:
1. Одно и то же здание больницы может быть колонизировано в течение длительного периода времени различными преобладающими типами Legionella, если в нем установлены независимые системы горячего водоснабжения, поэтому планы управления рисками по борьбе с Legionella в больницах должны учитывать характеристики распределительной сети.
2. Исследования термотолерантности с помощью культур могут быть недостаточными, о чем свидетельствует отсутствие культивируемых клеток при сравнении с тестами проточной цитометрии на жизнеспособность. Культуральная диагностика недооценивает присутствие бактерий, которые под воздействием стрессовых факторов перешли в состояние VBNC.
3. Поддержание температуры системы горячего водоснабжения на уровне 50 °C в течение 24 ч в наиболее удаленных точках позволяет выжить репликативной L. pneumophila, хотя культивируемые бактерии не будут обнаружены. Повышение температуры на пять градусов в этих системах может снизить присутствие Legionella на >25%. Важно помнить, что это исследование проводилось с репликативной формой бактерий, наиболее чувствительной к колебаниям окружающей среды. Выживание трансмиссивной формы было бы более эффективным.
4. Анализ на наличие легионеллы в соответствии с единственным обязательным методом, предусмотренным действующим испанским законодательством, недооценивает присутствие патогена на объекте. На данный момент можно утверждать, что повышение температуры на пять градусов в наиболее удаленных точках контуров горячего водоснабжения поможет предотвратить случаи нозокомиального легионеллеза.
Полученные данные свидетельствуют о том, что одно и то же здание больницы может быть колонизировано различными преобладающими типами Legionella, если в нем имеются независимые системы горячего водоснабжения. Поддержание минимальной температуры 50 °C в дистальных точках системы позволит выжить репликативной L. pneumophila. Однако присутствие легионелл в больничных водопроводных сетях недооценивается, если считать стандартным методом их обнаружения культуру, поскольку VBNC не растут на культуральных средах. Это явление может иметь последствия для управления риском заражения легионеллами в больницах, которое корректирует свои меры контроля на основе микробиологического надзора за водой.
