The Intensive Care Unit Transmission Bacterial BioBank( ICU-T3B)
1. Resumé
Hospitalserhvervet infektioner forårsages ofte af mikroorganismer der er en del af hospitalsmiljøet og er år-sag til megen ekstra sygdom og for tidlig død. Desuden er hospitaler nøglepunkt for udviklingen af antibiotikaresistens. Vi ønsker at skabe en biobank af prøver fra patienter på intensivafdelinger der kan bruges til at identificere de bakterier, patienter har og får under indlæggelse.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
På hospitalernes intensivafdelinger ligger de mest syge patienter. De er ofte immundefekte og rammes hyppigt af hospitalserhvervet infektioner som lungebetændelse, blodforgiftning og urinvejsinfektioner. De modtager bredspektret antibiotika der dræber alle patientens almindelige bakterier og gør dem til lette ofre for at modtage hospitalets og de andre patienters resistente bakterier. Vi ønsker at forstå hvor bakterierne kommer fra (andre patienter og hospitalsmiljøet), hvilken del at patienten de først koloniserer (deres luftveje, tarmsystem eller hud) og hvordan de derfra forårsager infektioner og skaber smitteveje. Denne viden er nødvendig for at skærpe og præciser indsatsen for at nedbring hospitalserhvervet infektioner med minimale omkostninger. Sådan ny viden kan endvidere bruges til at identificere patienter der er truet af snarlig infektion og dermed tilrettelægge en plan for infektionsbehandling – før patienten bliver syg. Endvidere vil viden om antibiotika resistens opståen, overførsel og sejlivethed i en klinik, samt effekten af diverse tiltag for at begrænse disse, være vigtig for anbefalinger for begrænsningen af antibiotikaresistens spredning.
3. Forskningsbehov
Denne biobank skal skabes ved rutinemæssig indsamling af prøver fra patientens mikrobiom. Mikrobiomet hos mennesker kan groft deles i tre områder; den der findes i henholdsvis luftveje, på huden og i tarmen. De bakterielle infektioner mennesker får starter oftest med at en bakterie fra vores mikrobiom skaber en infektion ved at komme til et ursterilt område som blod, blæren eller lungerne. Denne spredning faciliteres ved hospitalets brug af fremmedlegemer som intravenøse kathetre, tuber til luftveje og tarmsystemet gennem næsen og brugen af blærekathetre. Denne forskning vil blive lavet med anvendelse af den nyeste teknologi indenfor next generation sequencing (NGS). Prøver fra patienternes; næse, tarmsystem og hud vil blive analyseret ved shotgun metagenomics. Alle bakterier fra mistænkte infektioner vil blive fuldgenom sekventeret. Alle klinisk prøver og overflade prøver vil blive opbevaret i en biobank så alle mikroorganismer der forårsager infektion kan efterspores. Prøver vil blive taget fra hospitalsmiljøet og indlagte patienter, for at vi kan analysere spredning mellem patienter og fra hospitalsmiljø til patienter; samt for at vurdere spredning af bakterier og antibiotikaresistens fra intensiv afdeling til samfundet via kloakering. Disse prøver vil skulle indsamles ensartet og vil blive taget fra afløb i patientrum og fra faldstammen der forlader intensivafdelingen.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Denne forskning vil kræve en systematisk indsamling af prøver til en biobank. Den vil kræve et tæt samar-bejde mellem flere sundhedspersonale grupper på hospitaler, læger, sygeplejersker, bioanalytikere og bioinformatikkerer. Hospitalsadministration og driftsafdelingen skal involveres og de infektionshygiejniske teams være med til at planlægge tiltag. Desuden vil databehandling og opbevaring af personfølsomt data foretages i samarbejde med DTU og Computerome (Tier II certificeret)
5. Danske forudsætninger
Fuldgenom sekventering af bakterier er nu en rutinefunktion på flere Klinisk mikrobiologisk afdelinger og mere end 10.000 antibiotikaresistente bakterier er sekventeret de seneste år. Shotgun metagenomics implementeres som drift i 2016. Danmarks Tekniske Universitet har meget stor erfaring inden for analyse af store data mængder og er førende inden for studier med metagenomics analyser. Desuden findes Danmarks største supercomputer Computerome (DTU-Risø), der er designet til life-science data, har opnået et Tier II sikkerheds certifikat på DTU. Den vil muliggøre håndtering af personfølsomt data i store mængder, vil være egnet til håndtering af projektets data.
6. Mål, effekt og perspektiver
Antibiotikaresistente bakterier er udpeget af WHO som en af de største trusler mod menneskeheden frem mod 2050. Allerede i dag dør flere mennesker af antibiotikaresistente bakterier end dem der dør i trafikken. Det skønnes at over 400 millioner mennesker vil dø inden 2050. De vil dø for tidligt grundet infektioner der ikke kan behandles eller hvor specifik behandling gives for sent. En specifik og konkret forståelse af smitteveje vil kunne målrettet den infektionshygiejniske indsats på lan-dets hospitaler så flest mulige hospitalserhvervet infektioner forebygges. Forebyggelse af infektioner kan nedbringe hospitalernes brug af bredspektret antibiotika og derved mindske udviklingen af resistente bakterier. Ydermere vil det forlænge den årrække hvor eksisterende antibiotika har effekt. Endeligt, vil specifik viden om reservoirs for antibiotika resistens i hospitalsmiljøet, der iblandt i patienters microbiota, være væsentlig viden for begrænsning af problemet.
7. Kontaktperson
Henrik.Torkil.Westh@regionh.dk Professor, overlæge, dr.med, MRSA VidenCenter, Klinisk mikrobiologisk afdeling, Hvidovre Hospital +45 3862 2409 or +45 2051 2703
Henrik Bjørn Nielsen hbjorn@cbs.dtu.dk Group leader of Microbiome Systems Biology, Center for Biological Sequence Analysis, Dept. of Systems Biology, Technical University of Denmark, (+45) 45 25 61 08
8. Forslagets prioritering
Viden om bakteriers oprindelse og spredning kan forebygge sygdomme, forbedre behandling og forebygge antibiotika resistens udvikling. WHO regner antibiotikaresistente bakterier som en af de største trusler mod menneskeheden frem mod 2050. En stor del af spredningen af antibiotikaresistente bakterier sker på hospitaler. Derfor må det regnes af allerhøjeste prioritet at få kortlagt og begrænset smittevejene på hospitalerne.