I pavimenti degli ospedali sono punti caldi per la diffusione della SARS-CoV-2 attraverso le scarpe del personale del reparto COVID-19

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I pavimenti delle stanze degli ospedali sono rapidamente e frequentemente contaminati da batteri resistenti agli antibiotici entro poche ore dal ricovero del paziente, creando una via di trasferimento di organismi potenzialmente pericolosi ai pazienti, secondo uno studio pubblicato oggi come parte degli atti del decennio 2020: sesta Conferenza internazionale sulle infezioni associate all’assistenza sanitaria.

Decennial 2020, un’iniziativa dei Centers for Disease Control and Prevention e della Society for Healthcare Epidemiology of America, è stata annullata a marzo a causa della pandemia.

Tutti gli abstract accettati per l’incontro sono stati pubblicati come numero supplementare nella rivista Infection Control & Hospital Epidemiology.

“Se i batteri rimanessero sui pavimenti questo non avrebbe importanza, ma stiamo vedendo prove evidenti che questi organismi vengono trasferiti ai pazienti, nonostante i nostri attuali sforzi di controllo”, ha detto Curtis Donskey, MD, autore senior dello studio ed epidemiologo ospedaliero presso il Cleveland VA Medical Center. 

“L’igiene delle mani è fondamentale, ma dobbiamo sviluppare approcci pratici per ridurre le fonti di patogeni sottovalutate per proteggere i pazienti”.

I ricercatori del Northeast Ohio VA Healthcare System hanno monitorato attentamente la contaminazione nelle stanze d’ospedale di 17 pazienti appena ricoverati per identificare i tempi e la via del trasferimento dei batteri all’interno delle stanze dei pazienti.

Prima del test, le stanze sono state accuratamente pulite e igienizzate e tutti i pazienti sono stati sottoposti a screening negativo per Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) e altri batteri associati all’assistenza sanitaria.

 I ricercatori hanno quindi osservato le interazioni dei pazienti con il personale sanitario e le apparecchiature portatili, raccogliendo colture da una a tre volte al giorno dai pazienti, dai loro calzini, letti e altre superfici ad alto contatto, nonché da sezioni chiave del pavimento.

Quasi la metà delle stanze è risultata positiva per MRSA entro le prime 24 ore, e MRSA, C. difficile e patogeni enterococchi resistenti alla vancomicina (VRE) sono stati identificati nel 58% delle stanze dei pazienti entro quattro giorni dal ricovero.

La contaminazione spesso iniziava sui pavimenti, ma alla fine si trasferiva alle calze dei pazienti, alla biancheria da letto e alle superfici vicine.

“Mentre stiamo dimostrando che questi insetti dal suono spaventoso possono farsi strada nella stanza di un paziente e vicino a loro, non tutti coloro che incontrano un agente patogeno riceveranno un’infezione”, ha detto Sarah Redmond, autrice principale e studentessa di medicina presso la Case Western Reserve University Scuola di Medicina. 

“Con questo in mente, ci sono modi semplici per affrontare queste aree di esposizione senza porre troppa enfasi sul rischio?”

In uno studio correlato pubblicato ad agosto su Infection Control & Hospital Epidemiology, gli autori hanno riportato risultati simili di frequente rilevamento di acido nucleico SARS-CoV-2 sui pavimenti e sulle scarpe del personale in un reparto COVID-19.

Gli autori fanno notare che sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire il ruolo della contaminazione del pavimento nella trasmissione di patogeni sia batterici che virali e per identificare approcci pratici per affrontare la contaminazione.

Nel reparto COVID-19, la contaminazione è stata ridotta con semplici modifiche ai protocolli di pulizia e disinfezione dei pavimenti.

I ricercatori hanno notato diversi limiti dello studio, tra cui la piccola dimensione del campione e le variabili nelle caratteristiche tra i pazienti e il personale sanitario che possono influire sulla generalizzabilità dei risultati dello studio per altri ospedali.


La sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) che causa la malattia da coronavirus 2019 (COVID-19) si è diffusa a livello globale e molti paesi stanno vivendo una trasmissione locale in corso nonostante i vari livelli di sforzi di controllo. Comprendere le diverse vie di trasmissione di SARS-CoV-2 è fondamentale nella pianificazione di interventi efficaci per interrompere la catena di trasmissione.

Sebbene sia stata dimostrata un’estesa contaminazione superficiale con SARS-CoV-2 da parte di un paziente sintomatico 1 , si sa poco sulla trasmissione per via aerea di SARS-CoV-2. Non è inoltre noto se gli individui asintomatici presentino lo stesso rischio di contaminazione ambientale di quelli sintomatici, sebbene sia stato dimostrato che la diffusione virale continua anche dopo il recupero clinico dei pazienti COVID-19 2 .

Ci sono più segnalazioni di pazienti asintomatici risultati positivi per SARS-CoV-2 3,4 ed è stata descritta la potenziale trasmissione del virus da parte di una persona asintomatica 5 .

Pertanto, la contaminazione virale dell’aria e delle superfici circostanti i pazienti COVID-19 asintomatici o in via di guarigione potrebbe avere gravi implicazioni per le strategie di controllo dell’epidemia. Questa lacuna di conoscenze è riconosciuta nel rapporto della missione congiunta OMS-Cina sul Coronavirus 2019 6 .

L’obiettivo principale del nostro studio è identificare potenziali fattori di rischio a livello di paziente per la contaminazione ambientale da SARS-CoV-2 campionando l’aria e le superfici circostanti i pazienti COVID-19 ospedalizzati in diversi stadi di malattia. Vai a:

Risultati

Campionamento aria e ambiente

Il campionamento ambientale è stato condotto in tre stanze di isolamento delle infezioni aeree (AIIR) in terapia intensiva e 27 AIIR nel reparto generale. Il campionamento dell’aria è stato eseguito in tre dei 27 AIIR del reparto comune. Tutti i pazienti hanno riportato sintomi COVID-19. Sette pazienti (23%) erano asintomatici al momento del campionamento ambientale. Dei 23 pazienti sintomatici, 18 (78%) avevano sintomi respiratori, 1 aveva sintomi gastrointestinali, 1 aveva sintomi sia respiratori che gastrointestinali e 3 pazienti (10%) avevano solo febbre o mialgia (Tabella supplementare  1 ).

Campioni d’aria da due (66,7%) dei tre AIIR sono risultati positivi per SARS-CoV-2, con particelle di dimensioni> 4 µm e 1–4 µm di diametro (Tabella 1). I campioni di dimensione frazionata <1 µm erano tutti negativi, così come tutti i campioni di cassette filtro SKC in politetrafluoroetilene (PTFE) non frazionati per dimensione. Le concentrazioni totali di SARS-CoV-2 nell’aria variavano da 1,84 × 10 3  a 3,38 × 10 3  copie di RNA per m 3 di  aria campionata. Anche stanze con particelle virali rilevate nell’aria sono state rilevate contaminazioni superficiali.

Tabella 1

Rilevazioni di coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratoria acuta grave nell’aria delle stanze d’ospedale del paziente infetto.

PazienteGiorno di malattiaSintomi riportati il ​​giorno del campionamento dell’ariaValore Ct clinico aConcentrazioni di SARS-CoV-2  nell’aria (l’RNA copia m −3 aria)Dimensione delle particelle di aerosolCampionatori utilizzati
19Tosse, nausea, dispnea33.22ND> 4 μmNIOSH
ND1–4 μm
ND<1 μm
NDFiltri SKC
25Tosse, dispnea18.452,000> 4 μmNIOSH
1,3841–4 μm
ND<1 μm
35Asintomatico b20.11927> 4 μmNIOSH
9161–4 μm
ND<1 μm

ND  nessuno rilevato.

un valore di soglia del ciclo PCR dal campione clinico del paziente.

b Il paziente ha riportato febbre, tosse e mal di gola fino al giorno prima del prelievo. Il paziente non ha riportato sintomi il giorno del campionamento, tuttavia è stato osservato che tossiva durante il campionamento.

Non c’erano differenze di base tra i pazienti con contaminazione superficiale ambientale e quelli senza, in termini di età, comorbidità e campione clinico positivo il giorno del campionamento. I valori di soglia del ciclo mediano (Ct) dei campioni clinici per i pazienti con e senza contaminazione della superficie ambientale erano rispettivamente 25,69 (IQR 20,37-34,48) e 33,04 (28,45-35,66) (Tabella  2 ).

Tavolo 2

Caratteristiche cliniche di base dei pazienti COVID-19 con contaminazione ambientale.

Caratteristiche dei pazienti COVID-19Locali con contaminazione dell’ambiente superficiale ( n  = 17)Locali senza contaminazione dell’ambiente superficiale ( n  = 13) Valore P.
Età media (IQR)52 (42–62)44 (36–55)0.75
Male Sex (%)6 (46%)8 (47%)0.96
Indice di comorbilità di Charlson (IQR) aggiustato per età mediano1 (0–2)1 (0–1)0.69
Giornata mediana di malattia (IQR)5 (4–9)13 (5–20)0.17
Giornata mediana di permanenza in camera (IQR)3 (3–8)4 (2–16)0.95
Fabbisogno di ossigeno (%)04 (31)0.03
Sintomatico (%)12 (71)11 (85)0.43
Sintomi respiratori (%)11 (65)7 (54)0.55
Sintomi gastrointestinali (%)1 (6)1 (8)>0.99
Valore soglia del ciclo clinico, mediana (IQR) a25.69 (20.37–34.48)33.04 (28.45–35.66)0.06

un valore di soglia del ciclo PCR dal campione clinico del paziente.

χ 2  o il test esatto di Fisher è stato utilizzato per confrontare le variabili categoriali; e il  test t di Student  o la somma dei ranghi di Wilcoxon non parametrica è stata utilizzata per confrontare le variabili continue.

Delle stanze con contaminazione ambientale, il pavimento era più probabile che fosse contaminato (65%), seguito dalla presa d’aria di scarico (60%, n  = 5), sponda del letto (59%) e armadietto accanto al  letto (47%) ( Fig. 1). La contaminazione del sedile del water e del pulsante di sciacquone automatico è stata rilevata in 5 camere su 27 e tutti e 5 gli occupanti avevano riportato sintomi gastrointestinali nella precedente settimana di campionamento. Non abbiamo rilevato contaminazioni superficiali in nessuna delle tre stanze di terapia intensiva.

Fig. 1 Percentuale di tamponi contaminati da campioni di superficie, in stanze con qualsiasi contaminazione.

Tutti i siti erano  n  = 17, ad eccezione delle prese d’aria di scarico dove  n  = 5.

La presenza di contaminazione ambientale della superficie era maggiore nella settimana 1 di malattia (Fig. 2) e mostrava un’associazione con la soglia ciclica clinica ( P  = 0,06, test Wilcoxon rank-sum). La contaminazione dell’ambiente superficiale non era associata alla presenza di sintomi (Tabella 2).

In un’analisi per sottogruppi, la presenza e l’entità della contaminazione superficiale ad alto contatto erano significativamente più elevate nelle stanze dei pazienti nella loro prima settimana di malattia (Fig. 2).

La migliore curva di adattamento con l’adattamento dei minimi quadrati (Fig. 3) ha mostrato che l’entità della contaminazione della superficie ad alto contatto diminuiva con l’aumentare della durata della malattia e dei valori Ct. Non c’era inoltre alcuna correlazione tra i valori Ct dei campioni clinici e i valori Ct dei campioni ambientali durante i giorni di malattia (Figura 3 supplementare  ).

Un file esterno che contiene un'immagine, un'illustrazione, ecc. Il nome dell'oggetto è 41467_2020_16670_Fig2_HTML.jpg

Fig. 2 Entità della contaminazione ambientale correlata al timepoint del giorno della malattia.

a  Percentuale di pazienti con contaminazione di superfici ad alto contatto nella prima settimana di malattia rispetto a più della prima settimana di malattia,  n  = 15 in entrambi i gruppi. b  Percentuale di superfici contaminate durante settimane di malattia con intervalli di confidenza mediani e 95%. c . Percentuale di superfici ad alto contatto contaminate durante settimane di malattia con intervalli di confidenza mediani e 95%.

Un file esterno che contiene un'immagine, un'illustrazione e così via. Il nome dell'oggetto è 41467_2020_16670_Fig3_HTML.jpg

Fig.3 – Fattori relativi al paziente e alla malattia che influenzano la percentuale di contaminazione da contatto elevato.

a  Percentuale media di superfici ad alto contatto contaminate dal giorno della malattia con intervallo di confidenza al 95% con curva di migliore adattamento,  n  = 30.  b  Percentuale di superfici ad alto contatto contaminate da valori soglia del ciclo clinico con intervallo di confidenza al 95% con curva di migliore adattamento,  n  = 30.  c  Percentuale media di superficie ad alto contatto contaminata dal giorno della malattia con intervallo di confidenza del 95% raggruppato per sintomi,  n  = 30.

Discussione

Il campionamento superficiale ha rivelato che le superfici ad alto contatto con positività alla PCR erano associate a cariche virali rinofaringee e raggiungevano il picco approssimativamente al giorno 4-5 dei sintomi. Il campionamento dell’aria degli ambienti AIIR di due pazienti COVID-19 (entrambi al 5 ° giorno di malattia con elevate cariche virali di tampone nasofaringeo) ha rilevato la presenza di particelle SARS-CoV-2 di dimensioni 1-4 µm e> 4 µm. L’assenza di qualsiasi rilevamento di SARS-CoV-2 nei campioni d’aria del terzo paziente (giorno 9 di malattia con concentrazione di carica virale nasofaringea inferiore) suggerisce che la presenza di SARS-CoV-2 nell’aria è probabilmente più alta nella prima settimana di malattia.

Recenti campionamenti ambientali aggregati ed esperimenti di laboratorio hanno esaminato la distribuzione granulometrica di SARS-CoV-2 nell’aria. Uno studio di Wuhan, in Cina, ha campionato tre diverse impostazioni ambientali e ha rilevato particelle di dimensioni di aerosol. 7 

Inoltre, un recente studio di laboratorio ha dimostrato la capacità di SARS-CoV-2 di rimanere vitale negli aerosol fino a 3 ore 8 . Sebbene limitato nel numero di soggetti, il nostro studio ha esaminato questo problema a livello di singolo paziente, consentendo così la correlazione della distribuzione delle dimensioni delle particelle nell’aria con la durata dei sintomi e le cariche virali nasofaringee.

L’assenza di procedure che generano aerosol o l’integrazione di ossigeno intranasale riduce la possibilità che i nostri risultati attuali siano di natura iatrogena. Per determinare la generalizzabilità delle nostre scoperte attuali sono rapidamente necessari studi più ampi a livello di singolo paziente che esaminano le goccioline e il potenziale di aerosol di SARS-CoV-2 su diverse distanze e in diverse condizioni ambientali e del paziente.

Contrariamente allo studio di Wuhan, in Cina, che ha rilevato SARS-CoV-2 in aerosol di 0,25–1,0 µm di diametro 7 , la più piccola frazione di dimensione aerodinamica che conteneva livelli rilevabili di SARS-CoV-2 nel nostro studio era di 1-4 µm.

Il mancato rilevamento di SARS-CoV-2 in particelle <1 µm potrebbe essere dovuto alla ridotta efficienza di estrazione dei virus dai filtri rispetto all’estrazione di virus aderenti alla parete delle provette da centrifuga da 1,5 ml e 15 ml, dove le particelle 1 –4 µm e> 4 µm di diametro vengono catturati utilizzando il campionatore di aerosol NIOSH.

Inoltre, a nostra conoscenza, questa è la prima volta che i campionatori NIOSH vengono utilizzati per catturare i coronavirus. Pertanto, non esistono dati di base per il campionamento del coronavirus aereo utilizzando questi campionatori, limitando la nostra comprensione dei risultati negativi nella frazione di dimensione <1 µm.

L’entità della contaminazione ambientale che abbiamo riscontrato nel nostro studio potrebbe essere attribuibile alla contaminazione tattile diretta da parte del paziente o degli operatori sanitari dopo il contatto con fluidi respiratori infetti. Tuttavia, è plausibile anche la contaminazione attraverso le goccioline respiratorie emesse attraverso la tosse e gli starnuti, nonché attraverso gli aerosol respiratori. La contaminazione di siti superficiali non toccati frequentemente (bocchette di scarico aria e pavimento) avvalora quest’ultima ipotesi.

Nell’analisi corrente, la presenza e la concentrazione di SARS-CoV-2 nell’aria e nei campioni di superficie ad alto contatto erano correlate al giorno della malattia e alla carica virale nasofaringea dei pazienti COVID-19. Questa scoperta è supportata da molteplici studi clinici osservazionali, che hanno dimostrato che la carica virale di SARS-CoV-2 raggiunge il picco nella prima settimana tra i pazienti COVID -19 2,9,10 , con replicazione virale attiva nel tratto respiratorio superiore nei primi 5 giorni di malattia 11 .

Questa scoperta potrebbe aiutare a informare la salute pubblica e le misure di prevenzione delle infezioni nell’assegnazione delle priorità alle risorse stratificando il rischio dei pazienti COVID-19 in base al loro potenziale di trasmettere direttamente o indirettamente il virus SARS-CoV-2 ad altri.

Il nostro studio è stato limitato in quanto non ha determinato la capacità di SARS-CoV-2 di essere coltivata dai tamponi ambientali e dalle particelle d’aria di dimensioni differenti, che sarebbero vitali per determinare l’infettività delle particelle rilevate. Un altro studio del Nebraska ha tentato la coltura del virus su campioni di aria positivi alla PCR per SARS-CoV-2, tuttavia non è stato possibile isolare il virus vitale 12 .

La difficoltà nel coltivare virus da campioni d’aria deriva da basse concentrazioni di virus, nonché dall’integrità compromessa del virus a causa di fattori di stress del campionamento dell’aria. Si potrebbero prendere in considerazione studi futuri che utilizzano tecniche di coltura virale avanzate 13 e sono in corso sforzi per progettare un metodo di coltura per isolare il virus dai nostri campioni. In secondo luogo, il campionamento in un ambiente AIIR potrebbe non essere rappresentativo dei contesti della comunità e sono necessari ulteriori lavori per generalizzare i nostri risultati attuali.

Terzo, abbiamo campionato ogni stanza in un singolo punto temporale durante il corso della malattia e non abbiamo tracciato la contaminazione ambientale nel corso della malattia per i singoli pazienti. In quarto luogo, poiché i risultati clinici erano entro 72 ore dai test ambientali, è plausibile che durante il giorno del test, la carica virale fosse effettivamente bassa o trascurabile, limitando così la contaminazione ambientale.

Le prove attuali non sembrano indicare l’aerosol come la principale via di trasmissione della SARS-CoV-2 e ci sono state segnalazioni di operatori sanitari che non sono stati infettati dopo l’esposizione a pazienti confermati nonostante non usassero precauzioni per via aerea 14 . Dovrebbero essere condotti studi epidemiologici dettagliati dei focolai, sia in ambito sanitario che non sanitario, per determinare il contributo relativo delle varie vie di trasmissione e la loro correlazione con i fattori a livello di paziente.

In conclusione, in un numero limitato di ambienti AIIR, il nostro attuale studio che coinvolge singoli pazienti COVID-19 non sottoposti a procedure generatrici di aerosol suggerisce che SARS-CoV-2 può essere disperso nell’aria da un paziente in particelle di dimensioni comprese tra 1 e 4 micron .

Anche se le particelle in questo intervallo di dimensioni hanno il potenziale per rimanere più a lungo nell’aria, sarebbero necessari più dati sulla vitalità e sull’infettività del virus per confermare la potenziale diffusione nell’aria di SARS-CoV-2. Inoltre, le concentrazioni di SARS-CoV-2 nell’aria e nelle superfici ad alto contatto potrebbero essere più alte durante la prima settimana di malattia da COVID-19.

Sono urgentemente necessari ulteriori lavori per esaminare questi risultati in un numero maggiore e in diversi contesti per comprendere meglio i fattori che influenzano la diffusione nell’aria e in superficie della SARS-CoV-2 e per informare efficaci politiche di prevenzione delle infezioni.

Informazione supplementare

Informazioni supplementari (459K, pdf)

File Peer Review (364K, pdf)

Riepilogo dei rapporti (207K, pdf)

Dati di origine

Dati di origine (27K, xlsx)

Riferimenti

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More information: Epidemiology (2020). DOI: 10.1017/ice.2020.1066

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