Zakażenia 6/2011 zn 20105 (4,4) 12.12.2011

Strategia wyboru metod dekontaminacji w zapobieganiu i zwalczaniu skażeniom Clostridium difficile

Dr med. Patryk Tarka

Zakład Medycyny Zapobiegawczej i Higieny

Warszawski Uniwersytet Medyczny

Ul. Oczki 3 02-007 Warszawa

[e-mail]

Tel.[phone]

Kierownik Zakładu prof. dr hab. n. med. Longina Kłosiewicz - Latoszek

Streszczenie

Clostridium difficile jest najważniejszym czynnikiem etiologicznym biegunek na świecie. Sytuacje pogarsza fakt pojawienia się szczepu 027 o wysokiej zjadliwości. Zwalczanie skażeń Clostridium difficile nastręcza trudności, gdyż bakteria wytwarza bardzo oporne spory.

W pracy omówiono wszystkie dostępne w Polsce metody i preparaty mogące zapobiegać i zwalczać kontaminacje sporami Clostridium difficile.

Słowa kluczowe: Clostridium difficile, dekontaminacja

Clostridium difficile - mikrobiologia

Bakteria Gram dodatnia, beztlenowa wytwarzająca przetrwalniki laseczka. Wytwarzanie spor (sporulacja) jest sposobem różnicowania się komórek prokariotycznych, który zostaje rozpoczęty, kiedy bakterie wegetatywne znajdują się w niekorzystnym środowisku [ ]. Spory wykazują około 100 000 razy wyższą oporność na chemiczne preparaty dezynfekcyjne niż formy wegetatywne [ ]. W niektórych warunkach spory potrafią przetrwać przez miliony lat

[ ]. W mechanizmie oporności spor na preparaty dezynfekcyjne główną rolę odgrywa płaszcz utrudniający przenikanie substancji chemicznych w głąb przetrwalnika, to jest warstwy korowej (peptydoglikanu), oraz rdzenia (protoplastu przetrwalnika) [ ].

Nieliczne preparaty dezynfekcyjne wykazujące działanie sporobójcze powodują rożne mechanizmy w uszkodzeniach przetrwalnika. Aldehyd glutarowy uszkadza białka i enzymy oraz wiązania aminowe w peptydoglikanie. Preparaty utleniające (związki chloru, nadtlenek wodoru, kwas nadoctowy, związki bromu) powodują rozerwanie płaszcza, degradację warstwy korowej i przedostają się do rdzenia [ ]. Natomiast w przypadku oporności na wysoką temperaturę rolę ochronną odgrywa kwas dwupikolinowy, tworzący z wapniem związek: dwupikolinian wapnia [ ].

Clostridium difficile - klinika

Zakażenie Clostridium difficile może przebiegać pod postacią:

• biegunki poantybiotykowej (AAD - antibiotic-associated diarrhoea;),

• poantybiotykowe zapalenie okrężnicy (AAC - antibiotic-associated colitis;)

• rzekomobłoniaste zapalenie okrężnicy (PMC - pseudomembranous colitis);

W najcięższej postaci pseudomembranous colitis może dojść do rozdęcia okrężnicy (megacolon toxicum), a w konsekwencji do jej przedziurawienia.

Najważniejszymi czynnikami zjadliwości Clostridium difficile są:

• toksyna A (308 kDa)

• toksyna B (270 kDa)

Udział w patogenezie trzeciej toksyny tzw. binarnej jest niejasny [ ].

oraz inne czynniki zjadliwości takie jak:

• Czynnik hamujący motorykę jelita

• ADP - rybosylotransferezyna adhezyjny

• Fimbrie - adhezja do komórek nabłonka jelit

• Hialuronidaza

• Kolagenaza

W 2005 roku opisano nowy zjadliwy hiperwirulentny Clostridium difficile o nazwie Nap1/Bi/027 (North American PFGE type I/restriction endonuclease analysis BI/ribotype 027) określany także jako PCR rybotyp 027/toksynotyp III. Szczep ten stanowi bardzo duże zagrożenie ze względu na:

- nadmierną produkcję toksyn A - 16 razy więcej i toksyny B - 23 razy więcej w porównaniu do szczepu referencyjnego VPI 10463 [ ].

- wysoką opornością na nowe fluorochinolony.

Kontaminacja powierzchni szpitalnych Clostridium difficile

Clostridium difficile należy obok takich patogenów jak: Acinetobacter spp., Staphylococcus spp. Enterococcus spp. o dobrze udokumentowane ryzyku transmisji ze środowiska. Ilość dodatnich próbek środowiskowych po wypisie pacjenta z Clostridium difficile dotyczyła zarówno powierzchni tzw. dotykowych i bezdotykowych (podłoga, lóżko, lampa, okno, kontakty).Oznacza to, że całe środowisko szpitalne ulega kontaminacji i wymaga od personelu porządkowego dużej staranności w dekontaminacji co nie zawsze jest spełnione.

Zapobieganie kontaminacji Clostridium difficile

Ze względu na dużą ilość spor wydalanych z kałem (10⁶), usuwanie wydalin stanowi ważny element w zapobieganiu kontaminacji powierzchni i sprzętów szpitalnych na skutek kontaktu z kałem pacjenta. Przeanalizujmy systemy dostępne w Polsce do usuwania wydalin i ich skuteczność w zapobieganiu kontaminacji Clostridium difficile.

• Automatyczne myjnie - dezynfektory

Dostępność automatycznych myjni - dezynfektorów w szpitalach w Polsce jest niewielka. Jeżeli już są w szpitalu to nie zawsze na wszystkich oddziałach.

Ocena dezynfekcji termicznej naczyń sanitarnych oparta jest na koncepcji A_o

Alfa i wsp. badali skuteczność automatycznego mycia i dezynfekcji w redukcji skażenia Clostridium difficile. Stwierdzili, że procesy mogą być niewystarczająco skuteczne w przypadku kontaminacji naczyń sanitarnych sporami Clostridium difficile.

• Maceratory (destruktory)

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia [ ] macerator nazywany jest urządzeniem do dekontaminacji.

Są to urządzenia przeznaczone do niszczenia jednorazowych naczyń sanitarnych (basenów, kaczek, misek, itp.) wraz z zawartością. Niektóre systemy wymagają zastosowania podstawek plastikowych, które powinny być po wypisaniu pacjenta poddane dezynfekcji, jeżeli pacjent był miał biegunkę na tle Clostridium difficile dezynfekcja plastikowej podstawki wymaga zastosowania preparatu sporobójczego. Jednorazowe naczynia sanitarne stanowią dobre rozwiązanie zapobieganiu kontaminacji sporami.

• Jednorazowe osłony na baseny sanitarne

Jednorazowe osłony na baseny mogą być bardzo dobrym rozwiązaniem dla placówek, które nie posiadają systemów do utylizacji wydalin od pacjentów. Mogą też stanowić cenne uzupełnienie dla oddziałów, które posiadają automatyczne myjnie - dezynfektory, ale chcą zapobiec kontaminacji sporami myjni .Jednorazowe osłony stanowią rozwiązanie problemu w przypadku izolatek dla pacjentów, które nie posiadają automatycznej myjni - dezynfektor. Zastosowanie tego systemu zapobiega wynoszeniu naczyń sanitarnych poza izolatkę i eliminuje ryzyko skażenia podczas dalszego postępowania z basenem.

Dekontaminacja

Ocena działania sporobójczego, obecnie stanowi duży problem, gdyż brak jest odpowiednich do obszaru medycznego norm europejskich.

Dostępna norma: PN - EN 14347 jest normą fazy I , na podstawie której nie wyznacza się parametrów stężeń użytkowych roztworów preparatów dezynfekcyjnych, natomiast norma PN - EN 13704 nie jest z obszaru medycznego.

Planowane jest opracowanie normy europejskiej dotyczącej aktywności sporobójczej względem Clostridium difficile. Umożliwi to zastosowane jednakowych kryteriów oceny i umożliwi porównanie preparatów, co w obecnej chwili, ze względu na różnorodność metod oceny aktywności sporobójczej nie jest możliwe.

Norma	Inokulum	Organizmy testowe	Czas kontaktu (min.)	Substancje obciążające	Stopień redukcji
PN - EN 14347	3.0 x 10^8 do 1.0 x 10^9	Bacillus subtilis Bacillus cereus	30, 60, 120	brak	≥ 10^4
PN - EN 13704	1.5 x 10^6 do 5.0x10^6	Bacillus subtilis (dodatkowo można użyć Bacillus cereus i Clostridium sporogenes)	60	Warunki czyste 0.3g/l BSA	≥10^3

Tab. Zestawienie Norm Europejskich w ocenie aktywności sporobójczej.

Dekontaminacja endoskopów

Spory Clostridium difficile charakteryzują się większą wrażliwością na preparaty o działaniu sporobójczym niż szczepy testowe takich jak: Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostridium sporogens.

Związki chemiczne w dezynfekcji wysokiego stopnia endoskopów skuteczne wobec spor Clostridium difficile:

• Aldehyd glutarowy

2% aldehyd glutarowy czas działania 20 minut

Pełne działanie sporobójcze z wykorzystaniem następujących szczepów testowych Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostridium sporogenes jest długie i może wynosić 10 godzin.

• Aldehyd Orto - ftalowy

0,55% aldehyd ortoftalowy czas działania 12 minut

Aldehyd orto -ftalowy charakteryzuje się powolnym działaniem sporobójczym wobec szczepów testowych takich jak: Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostridium sporogenes a czas potrzebny do ich całkowitej inaktywacji może wynosić powyżej 30 godzin.

• Kwas nadoctowy i związki prekursorowe (nadwęglan sodu +TAED).

Kwas nadoctowy charakteryzuje się bardzo szybkim działaniem sporobójczym zarówno wobec Clostridium difficile jak i szczepów testowych Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Clostridium sporogenes czas działania wacha się w zależności od preparatu od 5 do 15 minut.

Dekontaminacja powierzchni

Z uwagi na wiele metod badawczych w ocenie działania sporobójczego istnieją duże rozbieżności w ocenie aktywności preparatów. Największe znaczenie praktyczne mają badania z użyciem nośników, które symulują dezynfekowane powierzchnie. Wyniki uzyskane tymi metodami są zwykle wielokrotnie większe niż w przypadku metod zawiesinowych.

Ponadto wymagania stawiane preparatom dezynfekcyjnym o działaniu sporobójczym są wysokie. Nie polecane są bardzo wysokie stężenia , ani długi czas działania [ ] ze względu na szkodliwe działanie na pacjentów, personel i dezynfekowane powierzchni a jednocześnie muszą być aktywne wobec bardzo opornych spor.

Preparaty dezynfekcyjne bez działania sporobójczego względem Clostridium difficile nie tylko nie są efektywne w dekontaminacji , ale wpływają na sporulacje tzn. wzmagają wytwarzanie się spor [ ].

Związki chemiczne w dezynfekcji powierzchni skuteczne wobec spor Clostridium difficile

• Aldehyd glutarowy

Aldehyd glutarowy jest bardzo rzadko stosowany do dezynfekcji powierzchni w Polsce. Powodem tego jest szkodliwe działanie par na układ oddechowy człowieka (możliwość powodowania astmy). Ponadto w dezynfekcji powierzchni ze względów toksykologicznych stężenie glutaraldehydu w roztworze użytkowym nie powinno przekraczać 0.2%.Roztwory o niskich stężeniach glutaraldehydu wymagają długich czasów ekspozycji. W badaniach Horejsh i Kampf [ ] redukcje powyżej 3 log spor Clostridium difficile preparatów na bazie aldehydu glutarowego wymagały 2 godzinnego działania.[ ] a nawet dłuższych 4 godziny [ ].

• Akcelerowany nadtlenek wodoru (AHP)

Alfa [ ] stwierdził w swoich badaniach że preparat na bazie AHP jest tak samo skuteczny jak podchloryn sodu o stężeniu 5000 ppm, oba jednak preparaty wymagały mechanicznego czyszczenia, które poprawiają zdolność dekontaminacyjną. Preparaty na bazie 4,5% accelerated hydrogen peroxide (AHP) zostały zarejestrowane w Kanadzie do dekontaminacji powierzchni skażonymi sporami C. difficile [ ].

• Kwas nadoctowy i związki prekursorowe (nadwęglan sodu +TAED)

Block [ ] badał skuteczność dezynfekcji preparatem na bazie kwasu nadoctowego i preparatu na bazie aktywnego chloru (1000 ppm dichloroizocyjanuran sodu - NaDCC) nośników ze stali nierdzewnej i PVC skażonych sporami C.difficile. Redukcja w przypadku preparatu nadtlenowego na powierzchniach stalowych wynosiła 6 log ₁₀ a na powierzchniach a na nośnikach PVC 2,7 log ₁₀ a w przypadku preparatu zawierającego 1000 ppm aktywnego chloru wynosiła odpowiednio na nośnikach stalowych 0,7 log ₁₀ a na nośnikach z PVC 0,9 log ₁₀.Preparat chlorowy zawierający NaDCC w stężeniu 1000 ppm nie wykazywał aktywności sporobójczej w czasie działania 10 minut. Inni autorzy [] potwierdzili skuteczność preparatu opartego na nadwęglanie sodu +TAED w czasie działania 30 minut.

• Związki chloru (Podchloryn sodu, NaDCC- dichloroizocyjanuran sodu, chloramina)

Büttgen, Gebel i wsp. w bardzo dobrze zaprojektowanym badaniu stwierdzili że w przypadku preparatów chlorowych opartych na dichloroizocyanuranie sodu (NaDCC) stężenie aktywnego chloru powinno wynosić 10 000 ppm i dotyczyło to preparatu myjąco - dezynfekującego z dodatkiem detergentu. Natomiast roztwory chloraminy nie wykazywały aktywności sporobójczej. W przypadku preparatów opartych na podchlorynie sodu koncentracja aktywnego chloru powinna wynosić minimum 5000 ppm.

• Poliamina/Brom

Lawley [ ] przeprowadził interesujące badania dotyczące przenoszenia Clostridium difficile z zanieczyszczonych klatek na myszy. Wykazał on dużą skuteczność preparatów na bazie Poliaminy/Bromu do dezynfekcji powierzchni skażonych Clostridium difficile.

Dekontaminacja rąk

Spory są niewrażliwe na preparaty alkoholowe. Zgodnie z Rekomendacjami WHO „Guidelines on Hand Hygiene in Health Care” mycie rąk wodą z preparatem myjącym jest zalecane w sytuacji wystąpienia lub podejrzenia zakażeń z udziałem patogenów wytwarzających przetrwalniki np. Clostridium difficile. Najmniejszą pozostałość Clostridium difficile (spor log ₁₀ CFU/ml) na rękach po sztucznym skażeniu rąk ochotników obserwowano po procedurze mycia ciepłą wodą z łagodnym mydłem tabela nr

Ryzyko kontaminacji rąk jest w korelacji do skażenia powierzchni. Im jest ono większe tym większe jest skażenie rąk. Oughton i wsp. stwierdzili w badaniach, że jeżeli w próbkach środowiskowych potwierdzono od 0-25% obecności Clostridium difficile to z rąk nie izolowano szczepów, w przypadku obecności Clostridium difficile w środowisku w przedziale od 26-50% to 8% próbek z rąk wykazywało obecność bakterii, natomiast w przypadku skażenia środowiska w 50% badanych próbek ilość Clostridium difficile izolowanych z dłoni wynosiła aż 36%.

Procedura	Pozostałość spor log10 CFU/ml
Mycie zimna wodą i łagodnym mydłem,10 s	1.99
Mycie ciepła wodą i łagodnym mydłem,10 s	1.90
Mycie zimna woda i mydłem z chlorheksydyną,10 s	2.31
Chusteczki antybakteryjne15 s	3,25
Alkoholowy preparat do rak wcieranie 15 s	3.74
Bez jakiejkolwiek procedury	3.82

Tab. Obecność spor Clostridium difficile po różnych procedurach higieny rąk [ ].

Dezynfekcja fumigacyjna

Ponieważ obszar kontaminacji Clostridium difficile obejmuje praktycznie wszystkie powierzchni dotykowe i bezdotykowe, oraz sprzęty znajdujące się w pomieszczeniu może to utrudniać dotarcie do każdego z tych obszarów i uniemożliwić skuteczną dezynfekcję. Pomocne mogą być systemy zautomatyzowanej dekontaminacji. Największą skuteczność posiadają systemy oparte na nadtlenku wodorze.

System dezynfekcji fumigacyjnej składa się z urządzenia generującego aerozol, suchą mgłę lub gaz oraz preparatu bójczego.

Do metod zautomatyzowanych systemów dezynfekcji fumigacyjnych zaliczamy następujące technologie [ ]:

• Technologia generowania aerozolu

• Technologia suchej mgły

• Technologia suchego gazu

Nazwa systemu dezynfekcyjnego	Sterinis^®	Steris^®	Bioquell^®
Rodzaj fumigacji	Aerozol/Sucha mgła nadtlenku wodoru DMHP	Waporyzowany nadtlenek wodoru VHP^®	Nadtlenek wodoru w formie pary HPV
Preparat dezynfekcyjny do stosowania wraz z systemem dezynfekcyjnym	Sterusil ^® (5% nadtlenek wodoru,< 50 ppm kationów srebra kwas orto -fosforowy)	Vaprox (35%nadtlenek wodoru)	35% nadtlenek wodoru
Areacja	Brak	Aktywna/rozkład katalityczny	Aktywna/rozkład katalityczny
Aktywność sporobójcza	Średnia, wymagane np. 3 cykle	Doskonała, wystarczy 1 cykl	Doskonała, wystarczy 1 cykl

Piśmiennictwo:

Weber D. J., Rutala W. A. Miller M. B., Huslage K., Sickbert-Bennett E.: Role of hospital

surfaces in the transmission of emerging health careassociated pathogens: Norovirus, Clostridium difficile, and Acinetobacter species, American Journal of

Infection Control 2010, 38, 25-33.

Pituch H., Łuczak M.; Czy Polska jest przygotowana na przyjście nowego epidemicznego , hiperwirulentnego szczepu Clostridium difficile pcr - rybotyp 027/toksynotyp III o wysokiej oporności na nowe fluorochinolony. Zakażenia 2007.5.:72-75.

Michelle J. Alfa, Nancy Olson, Louise Buelow-Smith ; Simulated-use testing of bedpan and urinal washer disinfectors: Evaluation of Clostrium difficile spore survival and cleaning efficacy AJIC: Am. J. Infect Control. 2008, 36, 1.:5-11

Davies A.; Pottage T.; Bennett J.; Walker J. Gaseous and air decontamination technologies for Clostridium difficile in the healthcare environment. Journal of Hospital Infection, 77 (2011) 199-203.

M.H. Wilcox; A.P. Fraise; C.R. Bradley; J. Walker; R.G. Finch. Sporicides for Clostridium difficile: the devil is in the detail. Journal of Hospital Infection, 77 (2011) 187-188.

A. Low. Regulation of sporicides under the European Biocidal Products Directive. Journal of Hospital Infection, 77 (2011) 189-192.

J.-Y. Maillard. Innate resistance to sporicides and potential failure to decontaminate. Journal of Hospital Infection, 77 (2011) 204-209.

P.N. Humphreys. Testing standards for sporicides. Journal of Hospital Infection, 77 (2011) 193-198

PN-EN 14347:2005 Chemiczne środki dezynfekcyjne i antyseptyczne - Podstawowe działanie sporobójcze - Metoda badania i wymagania (faza 1, etap 1)

PN-EN 13704 Chemiczne środki dezynfekcyjne. Ilościowa zawiesinowa metoda określania działania sporobójczego chemicznych środków dezynfekcyjnych stosowanych w sektorze żywnościowym, warunkach przemysłowych i domowych oraz zakładach użyteczności publicznej. Metoda badania i wymagania (faza 2, etap 1).

Büttgen S, Gebel J., von Rheinbaben F.,

Hornei B., Engelhart S., Exner M. Efficacy of surface and

instrument disinfectants with sporicidal claims against spores of Clostridium difficile ribotype 027. Hyg Med 2008; 33 [5]: 194-200.

Lawtey T.D., Clare S., . Deakin L.J, Goulding D., Yen J.L,Raisen C., Brandt C., Lovell J., Cooke F.,Clark T.G., Dougan G. Use of Purified Clostridium difficile Spores To Facilitate

Evaluation of Health Care Disinfection Regimens. Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76(20):6895.

Lock C.: The effect of Perasafe and sodium dichloroisocyanurate (NaDCC) against spores of

Clostridium difficile and Bacillus atrophaeus on stainless steel and polyvinyl chloride surfaces, Journal of Hospital Infection 2004, 57, 144-8.

Alfa M. J., Lo E., Wald A., Dueck Ch., De

Gagne P., Harding K. M.: Improved eradication ofClostridium difficile spores from toilets of hospitalized patients using an accelerated hydrogen peroxide as the cleaning agent, BMC Infectious Diseases 2010, 10, 268.23

WHO Guidelines on hand hygiene in health care. First global patient safety challenge

clean care is safer care.

Alfa M. J., Olson N., Buelow-Smith L.: Simulated-

use testing of bedpan and urinal washer disinfectors: Evaluation of Clostrium difficile spore

survival and cleaning efficacy, Am J Infect Contro. 2008, 36, 1, 5-11.

Tarka P.: Rola dezynfekcji fumigacyjnejw dekontaminacji pomieszczeń i wyposażenia medycznego, Zakażenia. 2010, 5, 23-9.

PN-EN ISO 15883-1: 2008. Myjnie-dezynfektory

- Część 1: Wymagania ogólne, terminy i definicje oraz badania.

Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 2 lutego 2011 r.

w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać pod względem fachowym i sanitarnym pomieszczenia i urządzenia zakładu opieki zdrowotnej (Dz. U. z dnia 11 lutego 2011 r.)

McDonnell G.: Antiseptics and disinfectants.

Activity, action and resistance, Washington wyd., Blackwell Science 2006.

Samore MH, Venkataraman L, DeGirolami PC, Arbeit RD, Karchmer AW. Clinical and molecular epidemiology of sporadic and clustered cases of nosocomial Clostridium difficile diarrhea. Am J Med. 1996 Jan;100(1):32-40.

Oughton MT, Loo VG, Dendukuri N, Fenn S, Libman M. Hand hygiene with soap and water is superior to alcohol rub and antiseptic wipes for removal of Clostridium difficile, Infection Control and Hospital Epidemiology 2009; 30 (10), 939-944

Verity P, Wilcox M.H, Fawley W., Parnell P. Prospective evaluation of environmental

contamination by Clostridium difficile in isolation side rooms. Journal of Hospital Infection (2001) 49: 204- 209

Waszak B. Dekontamonacja profesjonalna w zakładach opieki zdrowotnej [w] Higiena w placówkach opieki medycznej. Wyd. Werlag Dashofer. Warszawa 2008 część 3

Shapey, S.; Machin, K.; Levi, K.; Boswell, T.C Activity of a dry mist hydrogen peroxide system against environmental Clostridium difficile contamination in elderly care wards

J. Hosp. Infect. 2008,70, 136-141.

Stuart H. Cohen,; Dale N. Gerding, Stuart Johnson, ; Ciaran P. Kelly, ; Vivian G. Loo, ;

L. Clifford McDonald,; Jacques Pepin, ; Mark H. Wilcox, .

Clinical Practice Guidelines for Clostridium difficile

Infection in Adults: 2010 Update by the Society for Healthcare Epidemiology of America (SHEA) and the Infectious Diseases Society of America (IDSA) infection control and hospital epidemiology may 2010, vol. 31, no. 5

Horejsh D., Kampf G. Efficacy of three surface disinfectants against spores of Clostridium difficile ribotype 027.Internationl Journal of Hygiene and Environmental Health. Volume 214, issue 2, March 2011, 172 - 174

---