Περιβαλλοντικοί παράγοντες κινδύνου εμφάνισης λοιμώξεων από άτυπα μυκοβακτηρίδια: φυσικοχημικός, βιοχημικός και μικροβιολογικός έλεγχος ποιότητας περιβαλλοντικών δειγμάτων (υδάτων & εδαφών)

Abstract

Nontuberculous mycobacteria (NTM) have been found to be widely dispersed in the environment, being considered potentially pathogenic for humans and animals, and there are rare reports of their human to human transmission. Potential transmission modes of NTM to humans and animals are water and aerosols. Hospitalized patients with NTM for the period 2003 – 2013 and drinking water samples from their residence areas for the period 2010-2013 were studied. Same methods as those used for the isolation and identification of M. tuberculosis used for the isolation and identification of NTM, both in clinical specimens as well as in drinking water samples. Two different chemometric methods, Cluster Analysis and Factor Analysis, were first used in the literature to analyze the data matrix consisted of the parameters: NTM in patients, NTM in drinking water, patient gender, source of the biological sample and sampling area of drinking water. Totally, 367 hospitalized patients who lived at 30 different localities in the Prefecture of Larissa (central Greece) were tested positive for NTM. The source of the NTM isolates was respiratory specimens from pulmonary clinic (40.9%), samples from gastrointestinal clinic (3.0%); pathology clinic (45.5%); and rheumatology clinic (3.3%), while the remaining of the samples came from other clinics. In the 383 NTM isolates from the clinical specimens, the most frequently isolated NTM species were M. fortuitum (n=118, 30.8%), M. gordonae (n=87, 22.7%), M. peregrinum (n=46, 12.0%), M. chelonae (n=11, 2.9%); M. avium (n=8, 2.1%), M. intracellulare (n=7, 1.8%), while 88 (23.0%) of these isolated were not identified. Noted that M. tuberculosis isolated with NTM in 8 patients and 2 NTM were isolated together in 15 patients while 3 NTM together were isolated in 1 patient. Additionally, 3360 drinking water samples were collected from the 30 localities and analyzed for the period 2010 to 2013, and 11.2% of them found NTM positive. Cluster Analysis and Factor Analysis results show that the NTM found in patients and those found in the drinking water samples correlated to each other. No other association was found between the parameter “NTM” and the other studied parameters of drinking water (physicochemical, biological and microbiological quality parameters of drinking water). These results provide some indications that drinking water could be linked with NTM cases in humans.

Τα άτυπα ή περιβαλλοντικά μυκοβακτηρίδια (NTM) υπάρχουν ευρέως διασκορπισμένα στο περιβάλλον, και είναι πλέον γνωστό ότι ορισμένα από αυτά είναι δυνητικά παθογόνα για τον άνθρωπο και τα ζώα. Η μετάδοση των ΝΤΜ στον άνθρωπο και τα ζώα, σύμφωνα με τις μέχρι σήμερα ερευνητικές μελέτες, πραγματοποιείται μέσω του νερού και των αερολυμάτων, ενώ ελάχιστες μελέτες αναφέρουν μετάδοσή τους από άνθρωπο σε άνθρωπο. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν θετικοί σε ΝΤΜ ασθενείς που νοσηλεύτηκαν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Λάρισας, την περίοδο 2003 – 2013, καθώς και δείγματα πόσιμου ύδατος από τις περιοχές μόνιμης κατοικίας των θετικών σε ΝΤΜ ασθενών, την περίοδο 2010-2013. Για την απομόνωση και ταυτοποίηση των ΝΤΜ στο πόσιμο ύδωρ, χρησιμοποιήθηκαν οι ίδιες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Λάρισας για την απομόνωση και ταυτοποίηση του M. tuberculosis και των NTM, σε κλινικά δείγματα. Επιπρόσθετα, προσδιορίστηκε η ποιότητα των δειγμάτων πόσιμου ύδατος με προσδιορισμό των φυσικοχημικών, βιολογικών και μικροβιολογικών παραμέτρων, σύμφωνα με την ευρωπαϊκή οδηγία 98/83. Για τη διερεύνηση της πιθανής συσχέτισης μεταξύ των ΝΤΜ που βρέθηκαν σε ασθενείς και στα δείγματα του πόσιμου ύδατος, εφαρμόστηκαν δύο χημειομετρικές μέθοδοι πολυπαραγοντικής ανάλυσης, για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία. Οι παράμετροι που αναλύθηκαν ήταν: «NTM σε ασθενείς», «NTM στο πόσιμο ύδωρ», «Φύλο του ασθενούς», «Προέλευση βιολογικού δείγματος» και «Προέλευση δείγματος πόσιμου ύδατος». Συνολικά, μελετήθηκαν 367 ασθενείς που νοσηλεύτηκαν στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Λάρισας, την περίοδο 2003-2010 και βρέθηκαν θετικοί σε ΝΤΜ. Ακολούθως προσδιορίστηκε η περιοχή μόνιμης κατοικίας τους. Με βάση αυτή (30 διαφορετικές περιοχές του Νομού Λάρισας), προσδιορίστηκαν τα σημεία δειγματοληψίας του πόσιμου ύδατος. Τα βιολογικά δείγματα που βρέθηκαν θετικά σε ΝΤΜ προήλθαν από την πνευμονολογική κλινική σε ποσοστό 40,9%, από τη γαστρεντερική κλινική σε ποσοστό 3,0%, από την παθολογική κλινική σε ποσοστό 45,5% και από τη ρευματολογική κλινική σε ποσοστό 3,3%, ενώ το υπόλοιπο των δειγμάτων προήλθε από άλλες κλινικές. Από τα 383 NTM που απομονώθηκαν από τα κλινικά δείγματα, τα πιο συχνά απαντώμενα NTM ήταν το M. fortuitum (n = 118, 30,8%), το M. gordonae (n = 87, 22,7%), το Μ. peregrinum (n = 46, 12,0 %), το Μ. chelonae (n = 11, 2,9%), το M. avium (n = 8, 2,1%) και το Μ. intracellulare (n = 7, 1,8%), ενώ 88 ΝΤΜ (23,0%) που απομονώθηκαν δεν ταυτοποιήθηκαν. Σημειώνεται ότι, σε 8 ασθενείς απομονώθηκε το M. tuberculosis μαζί με ένα NTM, σε 15 ασθενείς μαζί με δύο 2 NTM, ενώ σε έναν ασθενή μαζί με τρία NTM. Συνολικά αναλύθηκαν 3360 δείγματα πόσιμου νερού που συλλέχθηκαν από τις 30 τοποθεσίες μόνιμης κατοικίας των θετικών σε ΝΤΜ ασθενών, για την περίοδο 2010-2013. Το 11.2% των δειγμάτων πόσιμου ύδατος βρέθηκε θετικό σε NTM. Με εφαρμογή δύο πολυπαραγοντικών μεθόδων ανάλυσης, της Cluster Analysis και της Factor Analysis, προκύπτει ότι τα NTM που βρέθηκαν στους ασθενείς και εκείνα που βρέθηκαν στα δείγματα πόσιμου ύδατος, συσχετίζονται μεταξύ τους. Καμία συσχέτιση δεν βρέθηκε μεταξύ των ΝΤΜ και των υπολοίπων μελετώμενων φυσικοχημικών, βιολογικών και μικροβιολογικών παραμέτρων ποιότητας του πόσιμου ύδατος. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας ενισχύουν την άποψη ότι το πόσιμο ύδωρ αποτελεί μία πιθανή οδό μετάδοσης των ΝΤΜ από το περιβάλλον στον άνθρωπο.