ANALYSIS OF THE LEVEL AND RATE OF LEGIONELLA PNEUMOPHILA CONTAMINATION OF HOT WATER SUPPLY SYSTEMS IN THE THERAPEUTIC-AND-PROPHYLACTIC INSTITUTIONS OF MOSCOW

Full Text

Легионеллы - широко распространенный водный микроорганизм, не относящийся к особо опасным возбудителям, но вызывающий при определенных обстоятельствах спорадические случаи и эпидемические вспышки пневмоний с тяжелым клиническим течением и высоким процентом летальных исходов. Хотя легионеллез не несет потенциальной глобальной угрозы человечеству (эпидемические вспышки легионеллеза всегда локализованы в радиусе не- Для корреспонденции: Груздева Ольга Александровна, канд. мед. наук, доц. каф. эпидемиологии Первого МГМУ, e-mail: gruzdeva_oa@mail.ru скольких километров, и инфекция не контагиозна), быстрая дифференциальная диагностика легионеллеза является необходимым элементом эпидемиологического расследования очагов респираторных инфекций и пневмоний с групповой заболеваемостью, протекающих в тяжелой клинической форме. На рубеже ХХ-XXI веков легионеллез становится инфекцией, контролируемой международным сообществом - Всемирной организацией здравоохранения, Европейским центром контроля и профилактики инфекционных болезней [15, 20]. За последние годы в Российской федерации разработана современная методическая база для 10 диагностики легионеллеза, выявления легионелл в окружающей среде; внедрены эффективные методы эпидемиологического надзора за легионеллезной инфекцией [2, 5-7, 10]. Создание современной методической базы для диагностики легионеллеза и мониторинга возбудителя в потенциально опасных водных системах позволило подготовить Санитарные правила СП 3.1.2.2626-10 “Профилактика легионеллеза”. Данный документ в полной мере соответствует требованиям Постановления Правительства Российской федерации № 761 от 28.09.09 “Об обеспечении гармонизации российских санитарноэпидемиологических требований, ветеринарносанитарных и фитосанитарных мер с международными стандартами”. Одним из важнейших компонентов профилактики легионеллеза является количественный мониторинг возбудителя в потенциально опасных водных системах (системы горячего водоснабжения, централизованные системы охлаждения и увлажнения воздуха с водным охлаждением, градирни, джакузи массового пользования и т. д.). Наибольшую эпидемическую значимость представляет колонизация легионелла-ми систем горячего водоснабжения в отделениях групп риска ЛПУ, так как даже низкая концентрация легионелл представляет опасность для пациентов отделений трансплантации органов, онкологии, интенсивной терапии, реанимации и др. на фоне им-муносупрессивной терапии. Данные по локализации эпидемических вспышек и групповых случаев нозокомиального легионеллеза за рубежом свидетельствуют, что высокий уровень иммуносупрессии у пациентов соответствующих отделений больниц делает эту группу пациентов наиболее уязвимой при аспирации водопроводной воды, содержащей легио-неллы [12, 13, 22, 23]. Ранее нами было проведено скрининговое обследование систем горячего водоснабжения зданий общественного пользования, в том числе ЛПУ в Москве и Московской области, и разработан порядок обследования, позволяющий выявлять контаминированные легионеллами участки и зоны потенциально опасных водных объектов [8]. В данном исследовании изучены особенности колонизации легионеллами систем водоснабжения крупных многопрофильных лечебнопрофилактических учреждений Москвы. Материалы и методы В работе исследовали образцы воды, смывов и биопленок систем горячего водоснабжения пяти крупных многопрофильных лечебно-профилактических учреждений Москвы, обследованных в 2010-2011 гг. на предмет контаминации Legionella pneumophila. Всего обследовано 16 корпусов больниц с централизованной системой холодного водоснабжения. Горячее водоснабжение объектов обеспечивалось нагреванием холодной воды в калориферах бойлерной ЛПУ до температуры 49-63°С. Отбор проб воды и смывов осуществляли в застойных, концевых и редко используемых участках системы горячего водоснабжения объекта. Исследовали образцы воды объемом 500-1000 мл и смывы с внутренней поверхности сеток душа и водопроводных кранов. Образцы воды, биопленок, смывов из систем горячего водоснабжения исследовали в соответствии с МУК 4.2.2217-07 “Выявление бактерий Legionella pneumophila в объектах окружающей среды” [5] с помощью бактериологического метода на среде BCYE и набора для латексагглютинации (“Oxoid”, Великобритания) и ПЦР в реальном времени с использованием тест-системы для количественного выявления Legionella pneumophila АМПЛИ-ЛЕГ-РВ (ЗАО “Синтол”) [1]. Серотипирование выделенных штаммов L. pneumophila осуществляли с помощью международной панели моноклональных антител иммуноферментным методом [3]. Результаты и обсуждение Из 92 образцов воды и смывов культура L. pneumophila была выделена в 48 (52%) образцах. 26 (28%) положительных проб выявлено в отделениях групп риска. В 9% образцов в ассоциации с L. pneumophila были выделены другие микроорганизмы - возбудители внутрибольничных инфекций: Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp., Brevibacterium vesicularis, Micrococcus luteus. культура L. pneumophila была обнаружена в 11 (68%) из 16 обследованных зданий ЛПУ, в том числе в 8 отделениях групп риска (нейрохирургии, гематологии, реанимации, интенсивной терапии, трансплантации печени, психосоматики, ожоговом). В 5 зданиях выявлена системная колонизация L. pneumophila (культура легионелл выявлена в трех участках системы водоснабжения здания и более). Уровень контаминации L. pneumophila обследованных зданий колебался от 1,2 · 102 до 6,4 · 105 КОЕ/л (см. таблицу). Всего из исследованных образцов воды выделены 39 штаммов L. pneumophila. Выделенные из системы горячего водоснабжения ЛПУ штаммы L. pneumophila были охарактеризованы с помощью международной панели моноклональных антител (см. рисунок). Наиболее часто в системе горячего водоснабжения ЛПУ присутствовали штаммы серогруппы 6 (44%), серогруппы 5 (26%) и серогруппы 1 (13%). Остальные серогруппы были представлены не более 1-2 штаммами. Среди штаммов наиболее значимой в эпидемическом отношении серогруппы 1 выделены представители трех подгрупп: Bellingham, Oxford и Knoxville. Причем только 2 штамма, принадлежащих к подтипу Knoxville типируется моноклоном MAb 3/1, ассоциированным с ЛПС эпитопом вирулентных штаммов L. pneumophila, вызывающих наиболее крупные эпидемические вспышки внебольничных пневмоний легионеллезной этиологии [3]. Частота контаминации систем горячего водоснабжения обследованных корпусов ЛПУ составила 68%, что соответствует частоте контаминации зданий ЛПУ за рубежом - 42-64% [12, 22]. Принципиально важно, что на всех объектах холодная вода из централизованной системы поступает в калориферы местной бойлерной, где нагревается до температуры, как правило, не превышающей 60°С. Соответствен 11 ЭПИДЕМИОЛОГИЯ И ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ, № 1, 2012 уровень контаминации L.pneumophila систем горячего водоснабжения 11 корпусов пяти многопрофильных Лпу Москвы Номер объекта Концентрация L. pneumophila, КОЕ/л Температура горячей воды, °С Отделения групп риска Системная колонизация здания Выявление ассоциаций легионелл с другими возбудителями внутрибольничных инфекций мин. макс. макс. мин. 1 - 1,2 · 102 55 42 - - + 2 о ,7 7, 04 ,6 3, 52 42 + + + 3 - 6, 0 0о 53 48 - - - 4 1,9 · 103 4, 9 04 50 44 - + - 5 2,4 · 102 6,2 · 102 52 45 + + + 6 - 5, 6 0о 63 52 + - + 7 1,5 · 104 1,2 · 105 49 45 + - - 8 2, 4 0о 3, 6 04 49 42 + - - 9 - 1,1 · 104 49 38 + - - 10 1,2 · 102 1,6 · 104 49 45 + + + 11 8,9 · 102 6,4 · 105 57 44 + + но в концевых, застойных и редко используемых участках системы горячего водоснабжения температура воды составляла 38-52°С, что благоприятно для размножения легионелл и объясняет столь высокую частоту контаминации. L. pneumophila является природным водным микроорганизмом, не представляющим опасности для здорового человека в низкой концентрации. Полной элиминации легионелл из потенциально опасных водных систем добиться практически невозможно. Даже после комплексных дезинфекционных мероприятий через определенные промежутки времени легио-неллы, как правило, снова выявляются в системах. В странах ЕЭС, США, Японии, а теперь и в Российской Федерации введены допустимые концентрации L. pneumophila для различного типа водных систем или объектов [9, 11, 16-18]. В отделениях групп риска ЛПУ (трансплантологии, онкологии, интенсивной терапии, хирургии и др.) ситуация другая. Если внебольничную легионел-лезную пневмонию вызывают, как правило, штаммы, принадлежащие к L. pneumophila серогруппы 1, ти-пируемые моноклоном Mab 3/1, то нозокомиальная легионеллезная пневмония у пациентов групп риска может быть обусловлена аспирацией воды, содержащей низкие концентрации штаммов L. pneumophila и другие 17% 26% Результаты серотипирования штаммов L. pneumophila, выделенных из системы горячего водоснабжения ЛПУ Москвы. серогруппы 1, нетипируемых Mab 3/1 и других серо-групп возбудителя. В частности, штаммы серогрупп 5 и особенно, 6, доминирующие в системе водоснабжения ЛПУ Москвы, часто являются этиологическими агентами внутрибольничной пневмонии в отделениях групп риска. Для данных контингентов рекомендуется полностью исключить возможность контакта с контаминированной легионеллами водой [11, 13]. С этой целью за рубежом в последние годы разработаны методические подходы, обеспечивающие безопасность пациентов групп риска в отношении микроорганизмов, способных к колонизации систем водоснабжения [19]. Причем это касается не только легионелл, но и Pseudomonas aeruginosa - водного микроорганизма, также способного к образованию биопленок в водной среде. Удельный вес вспышек нозокомиальной инфекции, обусловленных контаминацией водопроводной и иной воды в ЛПУ Ps. aeruginosa, в мире постоянно растет [14, 22]. В отечественной практике профилактики нозокомиальных инфекций данному аспекту проблемы до настоящего времени не уделялось должного внимания. Из ряда исследованных образцов воды, биопленок и смывов наряду с L. pneumophila нами выделены изоляты других условно-патогенных микроорганизмов, в том числе Ps. aeruginosa. Если ассоциации L. pneumophila и Ps. aeruginosa в системах водоснабжения большинства общественных зданий не представляют опасности, то в отделениях групп риска ЛПУ ассоциации данных микроорганизмов в воде или биопленке могут быть причиной нозокомиальных пневмоний в результате аспирации воды. Поэтому комплекс профилактических мероприятий по микробиологическому контролю и обеспечению безопасности водных систем в ЛПУ должен быть направлен на профилактику не только нозокомиального легионеллеза, но и более широкого спектра нозокомиальных инфекций. К основным методическим подходам по профилактике нозокомиального легионеллеза в ЛПУ следует отнести: 12 1. Повышение и поддержание высокой температуры в системе горячего водоснабжения больницы. Метод прост, не требует дополнительного оборудования и согласуется с действующими Санитарными правилами СанПиН 2.1.4.1074-01 (с изменением СанПиН 2.1.4.2496-09) “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения”. Вместе с тем наши собственные исследования показали, что практически во всех крупных современных зданиях ЛПУ, так же как в гостиницах, офисных и торговых центрах, используется централизованное холодное водоснабжение. Горячую воду получают в калориферах бойлерной здания нагреванием до температуры, не превышающей 57-58°С, т. е. создаются благоприятные условия для колонизации водной системы легионеллами. При наличии застойных участков и зон в системе, колонизованной легионеллами, даже краткосрочное повышение температуры до 65-70°С не дает полной элиминации легионелл. Следует учитывать и то обстоятельство, что широко используемое у нас в стране водопроводное оборудование импортного и лицензионного производства (пластиковые трубы, калориферы, насосы) часто не рассчитано на длительную эксплуатацию при температуре выше 60°С. 2. Применение соединений хлора. Используется шоковое гиперхлорирование - применение высоких концентраций хлорсодержащих соединений (двуокись хлора, монохлорамин). Несмотря на положительный эффект и достаточно широкое применение в Европе и США, хорошо известны недостатки метода - подтвержденная в ряде случаев устойчивость амеб и микобактерий к препаратам, неполное разрушение массивных биопленок. После нескольких шоковых процедур дезинфекции появляются клоны Legiоnella spp., устойчивые к хлорированию. 3. Ионизацию воды с помощью ионов серебра и меди. Положительный эффект при длительном применении, в том числе элиминация биопленок. Присутствие в воде высокой концентрации неорганических и органических элементов приводит к порче электродов прибора, генерирующего ионы серебра и меди; возможна коррозия металлических труб. 4. Ультрафиолет и озонирование. Популярные за рубежом и у нас в стране методы дезинфекции действуют на планктонные формы бактерий, какой-либо эффект на биопленки маловероятен. 5. Использование фильтровальных насадок в душах и водопроводных кранах отделений групп риска ЛПУ. Метод широко используется за рубежом. Фильтровальные насадки производства “Аквасейф”, “Pall” разрешены к применению и у нас в стране. Полностью исключают возможный контакт контингентов групп риска с возбудителями бактериальных нозокомиальных инфекций, распространяемых через систему водоснабжения, не затрагивая вопросы эксплуатации системы. Требуют регулярной (ежемесячной для современной модели фильтра) замены. Контроль эффективности профилактики нозокомиального легионеллеза осуществляется с помощью количественного определения L. pneumophila и Legionella spp. бактериологическим методом и ПЦР в реальном времени. По-видимому, формирование биопленок является основным фактором обеспечивающим эпидемически значимый уровень микробиологической контаминации водной системы [4]. Можно предположить, что образование биопленок имеет место внутри застойных, концевых и редко используемых участков системы горячего водоснабжения при температуре воды ниже 50°С. Внутренняя поверхность данных участков труб была недоступна в процессе проводимого нами исследования, но высокая частота их колонизации, выявленная на основании анализа воды и смывов, при отсутствии легионелл в других участках системы водоснабжения указывает на образование локальной биопленки. Выбор соответствующих мест и точек отбора важен для анализа эпидемиологической ситуации и проведения профилактических мероприятий при обследовании крупных объектов, в которых циркулируют большие объемы воды и к которым относятся многопрофильные ЛПУ. Полученные результаты подтверждают значение реализуемой в нашей стране концепции профилактики легионеллеза, основанной на регулярном количественном мониторинге возбудителя в потенциально опасных водных объектах и проведении профилактических мероприятий в случае превышения допустимого уровня контаминации. Выводы 1. Выявлен высокий уровень контаминации L. pneumophila систем горячего водоснабжения (68%) при обследовании 16 корпусов пяти многопрофильных ЛПУ Москвы, в том числе в отделениях групп риска. 2. Среди штаммов L. pneumophila, циркулирующих в системе горячего водоснабжения ЛПУ Москвы, преобладали штаммы серогрупп 6 (44%), 5 (26%) и 1 (13%). Лишь 2 штамма принадлежало к подтипу Knoxville, ассоциированному с ЛПС эпитопом вирулентных штаммов L. pneumophila, вызывающих крупные эпидемические вспышки пневмоний легионеллезной этиологии. 3. В 9% исследованных образцов воды и биопленок в ассоциации с L. pneumophila были выделены другие микроорганизмы - возбудители внутрибольничных инфекций: Ps. aeruginosa, Acinetobacter spp., Brevibacterium vesicularis, Micrococcus luteus. 4. Высокий уровень контаминации L. pneumophila систем горячего водоснабжения зданий ЛПУ Москвы свидетельствует о необходимости организации комплекса профилактических мероприятий по микробиологическому контролю и обеспечению безопасности водных систем в ЛПУ, направленных на профилактику нозокомиального легионеллеза.

About the authors

O. A. Gruzdeva

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University

Email: gruzdeva_oa@mail.ru

N. N. Filatov

Board, Russian Inspectorate for the Protection of Consumer Rights and Human Welfare

O. V. Sadretdinova

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

T. I. Karpova

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

Yu. E. Dronina

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

N. M. Shustrova

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

Yu. S. Alyapkina

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

V. G. Fokina

Center for Hygiene and Epidemiology in Moscow

G. Yu. Nikitina

S.P. Botkin City Hospital

N. E. Drozdova

N.V Sklifosovsky Research Institute of Emergency Care

Yu. V Nikolskaya

Acad. B.V Petrovsky Russian Surgery Research Center, Russian Academy of Medical Sciences

I. S. Tartakovsky

N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health and Social Development of Russia

References

Supplementary files