Controlling nosocomial spread of ESBL-producing bacteria: Guidance of prevention by way of mathematical modelling
Projectomschrijving
De verspreiding van ESBL-producerende bacteriën groeit snel, zowel in Nederlandse ziekenhuizen als wereldwijd. ESBL’s kunnen bepaalde antibiotica onwerkzaam maken. De beste strategie om de verspreiding in ziekenhuizen te voorkomen is echter onbekend.
Voor deze studie maken de onderzoekers een specifiek wiskundig model. Wiskundige modellen zijn een goedkoop en snel alternatief voor klinische studies om efficiënte strategieën te ontwikkelen. De afkorting ESBL staat voor ‘Extended Spectrum Beta-Lactamase’.
Voor het onderzoek verzamelen de onderzoekers gegevens van gezonde varkens-, kalfsvlees- en vleeskuikenhouders en van patiënten in het ziekenhuis met werk gerelateerd diercontact. ESBL’s verspreiden zich met name vanuit dieren naar mensen.
Het wiskundige model houdt rekening met verschillende bacteriesoorten met en zonder de capaciteit om ESBL’s produceren, verschillende resistentiemechanismen, verspreiding van ESBL’s buiten ziekenhuizen, en ESBL afkomstig van dieren waaraan mensen via de voedselketen of hun werk worden blootgesteld. Basis voor het model zijn de gegevens van tien lopende (inter)nationale studies bij verschillende patiëntengroepen.
Producten
Auteur: Haverkate, Manon R., Bootsma, Martin C. J., Weiner, Shayna, Blom, Donald, Lin, Michael Y., Lolans, Karen, Moore, Nicholas M., Lyles, Rosie D., Weinstein, Robert A., Bonten, Marc J. M., Hayden, Mary K.
Magazine: Infection control & hospital epidemiology
Auteur: Dohmen, W., Bonten, M.J.M., Bos, M.E.H., van Marm, S., Scharringa, J., Wagenaar, J.A., Heederik, D.J.J.
Magazine: Clinical Microbiology and Infection
Auteur: Haverkate, Manon R., Dautzenberg, Mirjam J. D., Ossewaarde, Tjaco J. M., van der Zee, Anneke, den Hollander, Jan G., Troelstra, Annet, Bonten, Marc J. M., Bootsma, Martin C. J.
Magazine: PLoS ONE
Verslagen
Eindverslag
Tijdens dit project hebben we bestudeerd hoe extended spectrum beta lactamase (ESBL) producerende bacteriën zich verspreiden in Nederland. Hiertoe hebben we op 40 varkensbedrijven ESBL-dragerschap gemeten bij 142 varkensboeren en 2388 varkens.
Tevens hebben we de transmissiedynamiek van ESBLs in ziekenhuizen onderzocht. Eerst hebben we de verspreidingscapaciteit in intensive care afdelingen onderzocht van de twee belangrijkste ESBL-positieve Gram-negatieve bacteriën, Klebsiella pneumoniae en Escherichia coli. Vervolgens hebben we het belang geschat van conjugatie van de ESBL-genen tussen Klebsiella pneumoniae en Escherichia coli en vice versa om te bepalen in hoeverre transmissie-preventie-interventies gericht moeten zijn op E. coli, K. pneumoniae of beiden. Daarnaast hebben we geschat hoe lang patiënten drager blijven van ESBL-positieve bacteriën na acquisitie in een ziekenhuis.
Ook hebben we de mate van verspreiding van ESBLs in huishoudens onderzocht, zowel in de huishoudens van gezonde reizigers als in de huishoudens van patiënten die een ESBL hebben verkregen tijdens een ziekenhuisopname.
Tevens hebben we een wiskundig model ontworpen voor we de verspreiding van ESBLs in Nederland. Dit model bevat zowel acquisitie in ziekenhuizen, tijdens reizen, in huishoudens, als transmissie in de algehele populatie en transmissie via andere routes (bijvoorbeeld via de voedselketen). We hebben dit model geparametriseerd met onze schattingen en data uit de literatuur om het belang van elk van de acquisitieroutes te schatten.
Ook hebben we met een review onderzocht in hoeverre er bewijs is dat zogenaamde endemische stammen van E. coli en K. pneumoniae virulenter zijn, zich beter verspreiden en patiënten langer gekoloniseerd zijn met deze bacteriën.
De prevalentie van extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) producerende Gram-negatieve bacteriën groeit snel, zowel in Nederlandse ziekenhuizen als wereldwijd. Infecties veroorzaakt door deze bacteriën zijn geassocieerd met een verhoogde morbiditeit, mortaliteit en kosten, en slechts enkele antibiotica zijn nog effectief tegen deze bacteriën. De beste strategie om de verspreiding in ziekenhuizen te voorkomen is echter onbekend. Wiskundige modellen zijn een goedkoop en snel alternatief voor klinische studies om efficiënte infectiepreventie-strategieën te ontwikkelen. In dit project willen we een wiskundige model maken dat rekening houdt met: (a) verschillende bacteriesoorten (bijvoorbeeld E. coli en K. pneumoniae) met en zonder de capaciteit om ESBLs produceren; (b) verschillende resistentiemechanismen (TEM, SHV, CTX-M) met een verschillende prevalentie onder de verschillende bacteriesoorten; (c) transmissie buiten het ziekenhuis, en (d) een dierlijk ESBL-reservoir waaraan mensen via de voedselketen worden of via hun werk worden blootgesteld.
De modelparameters zullen geschat worden op basis van gegevens van 10 lopende (inter)nationale studies in verschillende patiëntenpopulaties. De ESBL prevalentie bij personen met werkgerelateerd diercontact, een groep waarover weinig gegevens bekend zijn, zal worden verzameld door middel van observationele studies, zowel bij gezonde varkens-, kalfsvlees- en vleeskuikenhouders als bij patiënten in het ziekenhuis met werkgerateerd diercontact.
Momenteel zijn we bezig met het samplen in de varkenssector en proberen we de duur van ESBL-dragerschap in patienten te bepalen.