Projekt zajął 3 miejsce w Kategorii 3. „Bezpieczeństwo i redukcja zdarzeń niepożądanych, ze szczególnym uwzględnieniem zakażeń szpitalnych” w 8. edycji Konkursu „Zdrowa Przyszłość – Inspiracje”.
Wojewódzki Szpital Zespolony im. L. Rydygiera w Toruniu wdrożył do rutynowej diagnostyki innowacyjne rozwiązanie w obszarze kontroli zakażeń szpitalnych – system spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR). Projekt realizowany w ramach działań Zakładu Diagnostyki Mikrobiologicznej, znacząco podniósł poziom bezpieczeństwa epidemiologicznego pacjentów i personelu, jednocześnie ograniczając rozprzestrzenianie się patogenów alarmowych.
Cel i założenia projektu
Głównym celem było wdrożenie metody FT-IR jako rutynowego narzędzia typowania szczepów alarmowych w ramach dochodzeń epidemiologicznych. Wprowadzenie technologii miało umożliwić szybsze, tańsze i równie wiarygodne co genotypowe metody narzędzie diagnostyczne, które wspiera Zespół Kontroli Zakażeń Szpitalnych (ZKZS) w identyfikacji i eliminacji ognisk epidemicznych.
FT-IR umożliwia ocenę podobieństwa szczepów bakteryjnych i grzybiczych poprzez analizę widm drgań molekularnych absorbowanych w paśmie podczerwieni. Dzięki zastosowaniu statystyki wielowymiarowej (dendrogramy, macierze odległości, PCA, LDA), system pozwala na precyzyjną analizę pokrewieństwa mikroorganizmów. Procedura, obejmująca 10 replik technicznych i 2 biologiczne, trwa łącznie 3 dni i nie wymaga kosztownych odczynników.
Etapy wdrożenia i współpraca międzynarodowa
W grudniu 2023 roku Zakład Diagnostyki Mikrobiologicznej otrzymał system IR Biotyper od Fundacji WOŚP. Od stycznia 2024 r. rozpoczęto rutynowe badania z wykorzystaniem tej technologii.
Etap wdrożeniowy objął:
- zakup materiałów eksploatacyjnych,
- przeszkolenie personelu w zakresie obsługi systemu przez firmę Bruker,
- opracowanie i wdrożenie standardowej procedury operacyjnej (SOP),
- systematyczną walidację procedur pomiarowych (testy OVP-PQ i IRTS).
Przedstawiciele szpitala aktywnie uczestniczyli w ogólnopolskich i międzynarodowych spotkaniach użytkowników IR Biotyper (Niemcy, Hiszpania), co zaowocowało planem współpracy przy budowie baz danych dla szczepów wielolekoopornych Klebsiella pneumoniae (NDM) oraz klasyfikatora Yersinia enterocolitica.
Efekty zastosowania systemu – dane i analiza
W 2024 roku w Wojewódzkim Szpitalu Zespolonym hospitalizowano 74 335 pacjentów. Odnotowano 358 przypadków zakażeń szpitalnych (wskaźnik 1,8%), z czego ponad 80% miało etiologię bakteryjną. Przeprowadzono 130 analizowanych izolacji szczepów w ramach 26 projektów dochodzeń epidemiologicznych, identyfikując 8 ognisk epidemicznych.
Dotychczas wykonano 16 analiz FT-IR obejmujących 85 szczepów alarmowych (w tym m.in. VRE, MRSA, Acinetobacter baumannii OXA-40, Enterobacter hormaechei NDM, Klebsiella pneumoniae NDM). Dzięki analizie możliwe było potwierdzenie 4 ognisk epidemicznych i zgłoszenie ich do Państwowego Powiatowego Inspektora Sanitarnego.
Przykład: ognisko epidemiczne Klebsiella pneumoniae NDM
W okresie od 21 stycznia do 10 marca 2025 r. w Oddziale Wewnętrznym wystąpiło ognisko zakażeń wywołane przez K. pneumoniae NDM. Przeprowadzona analiza FT-IR objęła 14 izolatów z 3 oddziałów. Przy zastosowaniu dendrogramu i metod LDA oraz PCA zidentyfikowano spójny klaster 9 szczepów wykazujących istotne pokrewieństwo.
Analiza wykazała zgodność widm szczepów z różnych prób od tych samych pacjentów (BAL i wymaz z odbytu), co wskazywało na endogenne źródło infekcji u nosicieli. Ostatecznie ognisko objęło 8 pacjentów, a jego źródło zostało precyzyjnie zlokalizowane. Szybka reakcja i potwierdzenie ogniska dzięki FT-IR pozwoliły zakończyć zdarzenie do 14 kwietnia 2025 r.
Wnioski i długofalowe korzyści
Zastosowanie IR Biotyper przyczyniło się do:
- skrócenia czasu reakcji na potencjalne zagrożenia,
- redukcji kosztów zleceń zewnętrznych na typowanie molekularne,
- wzrostu świadomości i czujności personelu,
- rozwoju kompetencji diagnostów laboratoryjnych,
- poprawy skuteczności działań ZKZS,
- zwiększenia bezpieczeństwa pacjentów i personelu.
Projekt nie tylko wpisuje się w rekomendacje WHO i ECDC, ale stanowi również model do replikacji w innych placówkach. Planowane są publikacje wyników oraz rozwój bazy widm i klasyfikatorów diagnostycznych. Metoda FT-IR ma potencjał do aktywnego wykrywania ognisk już na etapie rutynowego typowania szczepów izolowanych w laboratorium.
Wprowadzenie spektroskopii w podczerwieni do rutynowej diagnostyki mikrobiologicznej w Wojewódzkim Szpitalu Zespolonym w Toruniu to przykład skutecznego wdrożenia innowacyjnej technologii w celu poprawy bezpieczeństwa epidemiologicznego. Dzięki zaangażowaniu zespołu diagnostów i współpracy z międzynarodowym środowiskiem naukowym, możliwe było stworzenie solidnych podstaw pod dalszy rozwój tej metody w Polsce. FT-IR jako szybka, dokładna i ekonomiczna technologia typowania szczepów, ma realny wpływ na poprawę jakości opieki szpitalnej i ograniczenie transmisji patogenów alarmowych.
Na zdjęciu na górze: Płytka krzemowa z nałożonymi próbkami.
Piśmiennictwo:
- Sunggyun Park, Namhee Ryoo, 2024. Comparative analysis of IR-Biotyper, MLST, cgMLST, and WGS for clustering of vancomycin-resistant Enterococcus faecium in a neonatal intensive care unit. Microbiology Spectrum Volume 12 Issue 4.
- Esraa Al-Fraihat, Kevin R. Barker, Manal Tadros, 2025. The IR Biotyper as a tool for typing organisms of significance for hospital epidemiology- A subject review, Dianostic Microbiology and Infectious Disease, Volume 111, Issue 3.
- Gabriela Uribe, Stephen J. Salipante, Lauren Curtis, Joshua A. Lieberman, Kyoko Kurosawa, Brad T. Cookson, Daniel Hoogestraat, Mary K. Stewart, Tessa Olmstead, Lori Bourassa , 2023. Evaluation of Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) as a control measure for nosocomial outbreak investigations. Jurnal of Clinical Microbiology, Volume 61 Issue 10.
MRM
