fcmedicineФундаментальная и клиническая медицинаFundamental and Clinical Medicine2500-07642542-0941КемГМУ10.23946/2500-0764-2020-5-1-15-25fcmedicine-216Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHОценка роли пыли в формировании резервуара мультирезистентных госпитальных штаммов микроорганизмов в отделениях хирургического профиляParticulate matter as a possible reservoir of multidrug-resistant microorganisms in surgical healthcare settingshttps://orcid.org/0000-0003-0770-0993ЧезгановаЕ. А.ChezganovaE. A.

Чезганова Евгения Андреевна - аспирант кафедры эпидемиологии.

650056, Кемерово, ул. Ворошилова, 22а

Evgenia A. Chezganova - MD, PhD Student, Department of Epidemiology, Dr.

22a, Voroshilova Street, Kemerovo, 650056

echezganova1994@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4495-0983ЕфимоваО. С.EfimovaO. S.

Ефимова Ольга Сергеевна - кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории высокотемпературных углеродных материалов.

650099, Кемерово, пр. Советский, 18

Olga S. Efimova - PhD, Researcher, Dr.

18, Sovetskiy Avenue, Kemerovo, 650099

https://orcid.org/0000-0002-7458-0621СахароваВ. М.SakharovaV. M.

Сахарова Вера Михайловна - врач-бактериолог.

650002, Кемерово, Сосновый бульвар, 6

Vera M. Sakharova - MD, Bacteriologist.

6, Sosnovy Boulevard, Kemerovo, 650002

https://orcid.org/0000-0002-9319-3053ЕфимоваА. Р.EfimovaA. R.

Ефимова Анна Роняевна - кандидат медицинских наук, врач-вирусолог.

650002, Кемерово, пр. Шахтеров, 20

Anna R. Efimova - MD, PhD, Virologist, Dr.

20, Shakhterov Avenue, Kemerovo, 650002

https://orcid.org/0000-0002-2833-1536СозиновС. А.SozinovS. A.

Созинов Сергей Анатольевич - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник.

650099, Кемерово, пр. Советский, 18

Sergey A. Sozinov, PhD, Leading Researcher, Dr.

https://orcid.org/0000-0002-1520-9216ИсмагиловЗ. Р.IsmagilovZ. R.

Исмагилов Зинфер Ришатович - доктор химических наук, профессор, академик Российской академии наук, директор.

650099, Кемерово, пр. Советский, 18

Zinfer R. Ismagilov, DSc, Professor, Chief Executive Officer, Prof.

18, Sovetskiy Avenue, Kemerovo, 650099

https://orcid.org/0000-0002-8616-3227БрусинаЕ. Б.BrusinaE. B.

Брусина Елена Борисовна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой эпидемиологии.

650056, Кемерово, ул. Ворошилова, 22а

Elena B. Brusina, MD, DSc, Professor, Head of the Department of Epidemiology, Prof.

ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияKemerovo State Medical UniversityRussian FederationФГБНУ Федеральный исследовательский центр угля и углехимии, Сибирское отделение Российской академии наукРоссияInstitute of Coal Chemistry and Material Science, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБНУ Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеванийРоссияResearch Institute for Complex Issues of Cardiovascular DiseasesRussian FederationФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Кемеровской областиРоссияKemerovo Regional Center for Hygiene and EpidemiologyRussian Federation202027032020511525Copyright © Чезганова Е.А., Ефимова О.С., Сахарова В.М., Ефимова А.Р., Созинов С.А., Исмагилов З.Р., Брусина Е.Б., 20202020Чезганова Е.А., Ефимова О.С., Сахарова В.М., Ефимова А.Р., Созинов С.А., Исмагилов З.Р., Брусина Е.Б.Chezganova E.A., Efimova O.S., Sakharova V.M., Efimova A.R., Sozinov S.A., Ismagilov Z.R., Brusina E.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fcm.kemsmu.ru/jour/article/view/216Цель

Цель. Изучение микробного состава и органического компонента пыли в отделениях хирургического профиля для оценки риска воздушно-пылевого пути передачи возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи.

Материалы и методы

Материалы и методы. Отбор проб пыли (n=41) осуществлялся в стерильные емкости стерильной перчаткой с внутренней стороны вентиляционных решеток и непосредственно прилежащих к ним частей воздуховодов вытяжных вентиляционных систем в различных медицинских организациях. Форма и размерность пылевых частиц изучена методами сканирующей электронной микроскопии и динамического рассеяния света. Элементный анализ (CHNSO-анализ) проведен посредством высокотемпературного каталитического окисления. Бактериальный состав пыли изучен с помощью биохимического анализатора VITEK®2 Compact (Франция), присутствие вирусов подтверждалось полимеразной цепной реакцией.

Результаты

Результаты. Выявлены два морфологических типа образцов пыли: с глобулярными частицами и микроразмерными волокнами. Независимо от профиля отделений преобладали образцы пыли с глобулярными частицами. Установлено наличие наночастиц во всех исследованных образцах пыли со средним первым пиком 85,6±12,6 нм и средним вторым пиком 307,1±76,2нм. Пыль, отобранная в отделениях нехирургического профиля, содержала больший весовой процент азота, чем пыль отделений хирургического профиля (p<0,001). По другим элементам (водород, сера, углерод) различия не выявлены. Пыль, отобранная в медицинских организациях разных городов, различалась по содержанию азота (p<0,033). По другим элементам (водород, сера, углерод) различия не установлены. Выявлено широкое микробное разнообразие микроорганизмов в образцах пыли и высокая частота ее контаминации (46,34% исследованных образцов). В отделениях хирургического профиля преобладала контаминация пыли мультирезистентными штаммами бактерий (28,57%) с высоким эпидемическим потенциалом, в то время как в отделениях нехирургического профиля - вирусами (23,3%).

Заключение

Заключение. Пыль, образующаяся в отделениях хирургического профиля, содержит наноразмерные частицы, контаминирована мультирезистентными микроорганизмами, имеет органический субстрат, определяющий возможность накопления и размножения в ней возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, с последующим воздушно-пылевым путем передачи.

Aim

Aim. To study the microbial diversity and dust organic component in surgical healthcare settings and to assess the risk of dust-mediated transmission of healthcare-associated infections.

Materials and Methods

Materials and Methods. Dust sampling (n = 41) was carried out using sterile gloves and containers from ventilation grilles and adjacent air ducts of the exhaust ventilation systems in various healthcare settings. Size and shape of dust particles were studied by means of scanning electron microscopy and dynamic light scattering. Elemental analysis (CHNSO) was conducted employing high temperature catalytic oxidation. Bacterial composition of the dust was investigated using a VITEK 2 Compact biochemical analyzer while viral diversity was screened by polymerase chain reaction.

Results

Results. Dust in healthcare units consisted of globular particles and/or microsized fibers. Regardless of the healthcare setting, globular particles prevailed in the dust structure. Dust nanoparticles was characterised by an average first size peak of 85.6 ± 12.6 nm and an average second peak of 307.1 ± 76.2 nm. Dust collected in non-surgical units contained a higher nitrogen content than surgical settings (p < 0.001). Proportions of hydrogen, carbon, and sulfur did not differ between non-surgical and surgical units. The dust collected from healthcare settings in different cities also varied in nitrogen content (p = 0.033). A wide microbial diversity was detected in dust samples and a high frequency (46.34%) of its contamination was found. In surgical departments, dust contamination was notable for multidrug-resistant bacteria (28.57%), while viruses prevailed in non-surgical departments (23.3%).

Conclusions

Conclusions. Dust generated in surgical departments contains nanosized particulate matter, multidrug-resistant microorganisms, and a prominent organic component all defining it as a possible reservoir of multidrug-resistant microorganisms which may potentially cause healthcare-associated infections via airborne transmission.

хирургические отделенияпыльнаночастицыгоспитальный штаммрезервуар возбудителейинфекциисвязанные с оказанием медицинской помощивоздушно-пылевой путь передачиsurgical unitsdustnanoparticleshospital strainreservoir of pathogenshealthcare-associated infectionsairborne transmissionИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Кемеровской области в рамках научного проекта № 20-415-420004 р_г «Оценка роли пыли угольной промышленности в формировании резервуара мультирезистентных госпитальных штаммов микроорганизмов в больничной среде». Результаты получены с использованием оборудования Кемеровского центра коллективного пользования Федерального исследовательского центра угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наукThe reported study was funded by Russian Foundation for Basic Research and Kemerovo Region «Coal-derived particulate matter as a possible reservoir of multidrug-resistant microorganisms in a hospital environment», project number № 20415-420004. The results were obtained using the equipment of the Kemerovo Center for Collective Use of the Federal Research Center for Coal Chemistry and Material Science of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesReferencesКалаева С.З., Чистяков Я.В., Муратова К.М., Чеботарев П.В. Влияние мелкодисперсной пыли на биосферу и человека. Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2016; 3: 40-63Kalayeva C.Z., Chistyakov Y.V., Muratova K.M., Chebotarev P.V. Influencing fine-dispersed dust upon biosphere and human. Bulletin of Tula State University. Earth Sciences. 2016; 3: 4063 (In Russ.).Mannucci PM, Harari S, Martinelli I, Franchini M. Effects on health of air pollution: a narrative review. Intern Emerg Med. 2015;10(6.):657-662. https://doi.org/10.1007/s11739-015-1276-7Mannucci PM, Harari S, Martinelli I, Franchini M. Effects on health of air pollution: a narrative review. Intern Emerg Med. 2015;10(6.):657-662. https://doi.org/10.1007/s11739-015-1276-7Кутихин А.Г., Ефимова О.С., Исмагилов З.Р., Барбараш О.Л. Влияние пылевого загрязнения от угольной и углехимической промышленности на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Химия в интересах устойчивого развития. https://doi.org/10.15372/KhUR20180612.Kutikhin A.G., Efimova O.S., Ismagilov Z.R., Barbarash O.L. Air pollution from coal mines and coal chemistry: impact on cardiovascular diseases. Chemistry and Sustainable Development. 2018; 26(6): 647-655. (In Russ.). https://doi.org/10.15372/KhUR20180612.Чезганова Е.А., Ефимова О.С., Созинов С.А. и др. Больничная пыль как потенциальный резервуар госпитальных штаммов. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2019; 18 (3): 82-92 https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-4-82-92Chezganova E.A., Efimova O.S., Sozinov S.A. et al. Particulate Matter in a Hospital Environment: as Potential Reservoir for Hospital Strains. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2019; 18(4):82-92. (In Russ.). https://doi.org/10.31631/2073-3046-2019-18-4-82-92Baures E, Blanchard O, Mercier Fetal. Indoor air quality in two French hospitals: Measurement of chemical and microbiological contaminants. Sci Total Environ. 2018; 642: 168-179. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.047Baures E, Blanchard O, Mercier Fetal. Indoor air quality in two French hospitals: Measurement of chemical and microbiological contaminants. Sci Total Environ. 2018; 642: 168-179. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.047Шестопалов Н.В., Скопин А.Ю., Федорова Л.С. Гололобова Т.В. Совершенствование методических подходов к управлению риском распространения инфекций с аэрозольным механизмом передачи возбудителя. Анализ риска здоровью. 2019. (1): 84-92.Shestopalov NV, Skopin AYu, Fedorova LS, Gololobova TV. Improving methodological approaches to managing the risk of spreading infections with an aerosol pathogen transmission mechanism. Health Risk Analysis. 2019. (1): 84-92. (In Russ.).Noguchi C, Koseki H, Horiuchi H et al. Factors contributing to airborne particle dispersal in the operating room. BMC Surg. 2017; 17(1):78. https://doi.org/10.1186/s12893-017-0275-1.Noguchi C, Koseki H, Horiuchi H et al. Factors contributing to airborne particle dispersal in the operating room. BMC Surg. 2017; 17(1):78. https://doi.org/10.1186/s12893-017-0275-1.Акимкин В.Г., Покровский В.И. Нозокомиальный сальмонеллез взрослых. М.: Издательство РАМН; 2002; 136.Akimkin VG, Pokrovsky VI. Nosocomial salmonellosis in adults. Publishing House of Russian Academy of Medical Sciences. 2002; 136 (In Russ.).Kim KH, Kabir E, Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ Int. 2015; 74: 136143. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.005Kim KH, Kabir E, Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ Int. 2015; 74: 136143. https://doi.org/10.1016/j.envint.2014.10.005Брусина Е.Б., Ковалишена О.В., Цигельник А.М. Инфекции, связанные с оказанием медицинской помощи в хирургии: тенденции и перспективы профилактики. Эпидемиология и Вакцинопрофилактика. 2017; 16(4):73-80. https://doi.org/10.31631/2073-3046-2017-16-4-73-80Brusina E.B., Kovalishena O.V., Tsigelnik A.M. Healthcare-Associated Infections: Trends and Prevention Prospectives. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2017; 16(4): 73-80. (In Russ.) https://doi.org/10.31631/2073-3046-2017-16-4-73-80Spagnolo AM, Ottria G, Amicizia D el al. Operating theatre quality and prevention of surgical site infections. J Prev Med Hyg. 2013;54(3):131-137Spagnolo AM, Ottria G, Amicizia D el al. Operating theatre quality and prevention of surgical site infections. J Prev Med Hyg. 2013;54(3):131-137Хадарцев А.А., Хрупачев А.Г., Кашинцева Л.В., Волков А.В. Оценки риска загрязнения приземной атмосферы как угрозы устойчивому развитию территорий индустриального природопользования. Известия Самарского научного центра РАН. 2016; 2-3Khadartsev A.A., Khrupachev A.G., Kashintseva L.V., Volkov A.V. Risk assessments of ground atmosphere pollution as threats to sustainable development of the territories of industrial nature management. Bulletin of Samara Research Center of the Russian Academy of Sciences. 2016; 2-3 (In Russ.).Solomon FB, Wadilo FW, Arota AA, Abraham YL. Antibiotic resistant airborne bacteria and their multidrug resistance pattern at University teaching referral Hospital in South Ethiopia. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2017; 12; 16(1): 29. https://doi.org/10.1186/s12941-017-0204-2Solomon FB, Wadilo FW, Arota AA, Abraham YL. Antibiotic resistant airborne bacteria and their multidrug resistance pattern at University teaching referral Hospital in South Ethiopia. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2017; 12; 16(1): 29. https://doi.org/10.1186/s12941-017-0204-2

The authors declare that there are no conflicts of interest present.