医学ppt课件分子流行病学研究

分子分型（分子流行病学研究） 从核酸分子水平上分析医院感染的发生、发展规律及机理 ，更加准确有效地进行医院感染管理控制，已成为当前国 际医院感染管理研究中的重要方向。 从患者分离株到病区周围环境株的比较分析； 从外源性感染到内源性感染 从某一医院的医院感染暴发到大范围甚至世界 范围的感染菌株流行变迁； 基因多态性分析技术已成为医院感染监测控 制的高水平研究领域。 1 PFGE(PFGE(脉冲场凝胶电脉冲场凝胶电 泳泳) ) RAPD(RAPD(随机扩增随机扩增 DNADNA多态性多态性) ) REA(限制性酶切) ribotyping (核糖体 分型) 分子分型 基因分型 分子流行病学 研究 2 3 消化、释放出DNA PFGE原理 4 5 6 7 8 时间消耗时间消耗 从分离菌株到出结果平均从分离菌株到出结果平均 2.5 2.5 天天 标本准备、细胞裂解第标本准备、细胞裂解第 一天一天 酶切第二天酶切第二天 染色、拍照第三天染色、拍照第三天 PFGE原理 染色、拍照 9 10 PFGE结果判读 目测法： 按美国疾病控制和预防中心(CDC)Tenover等人推荐的方 法判读。 图谱完全相同的定为一个型，彼此之间相差一个带的定 为同一型的不同亚型，相差23个带的认为亲缘关系密 切，相差46个带的认为可能相关，条带相差7个以上 的认为无亲缘关系。并随机地选择不同的字母如A、B、 C、D等的字母顺序分型。 聚类分析 计算机输入SPSS，做树状图 11 PFGE同源性分析 12 PFGE特点： DNA原位提取法，减少了断 裂 利用细菌全基因组信息 细菌分型金标准 13 2、RAPD（随机扩增DNA多态性） 1990年 Williams： RAPD Welsh：AP- PCR 本质上相同 引物： “短” 、“单一” 和“ 非特异性”，一般9 10bp 扩增条件：“非严格性” 退火温度一般较低,25 35 14 15 16 17 18 Special Issue New Technology for Detecting Multidrug- Resistant Pathogens in the Clinical Microbiology Laboratory Lance R. Peterson* and Gary A. Noskin* *Northwestern Memorial Hospital and Northwestern University Medical School, Chicago, Illinois, USA EID, 2001, 7: 30619 Northwestern Memorial Hospital, Chicago 700-bed, university-affiliated medical center 出院：39,000/年 急诊：56,000例/年 门诊量：260,000/年 20 分型确认后及干预效果 P=0.002 LR Peterson et al, EID, 2001, 7: 306 5.79 21 指标 the total number of nosocomial infections per 1,000 patient days每千住院日医院感染 数 the number of patients with nosocomial infections per 100 patient discharges 每100出院病人医院感染病人数 (percentage of patients with nosocomial infection) （医院感染病人百分比） 22 23 24 Two interventions： a molecular typing laboratory a weekly planning meeting infection control diagnostic medical microbiology (molecular epidemiology) Pharmacy and infectious diseases 两个主要的干预措施： 分子分型 周会 包括以下方面的代表 ： 感染控制 微生物诊断（分子 流行病学） 药学 感染性疾病 25 周会内容： 医院感染动向（短 期、长期） 感染控制专职人员 和微生物实验室的 工作 决定需要做的调整 需分型的病原体与 主管讨论决定 weekly meetings： the ongoing short- and long- term trends in nosocomial infections within the center activities of the infection control professionals and microbiology laboratory personnel; any needed changes were determined. The organizational structure for selecting microbes for typing was shared by the medical directors of infection control and clinical microbiology 26 27 实验方法 REA analysisREA analysis restriction of genomic DNA with conventional electrophoresis DNA限制性酶切 28 29 结果： 1、VRE initial impetus: serious nosocomial problem- VREs emergence molecular typing results: a pattern of numerous “mini” patient-to-patient outbreaks of distinct clones rather than the spread of a single persisting strain 1、VRE 最初调查：VRE医 院感染严重 分型结果提示： 多型别、小规模（ mini）病人间流行 而不是一个型别的 流行 30 genomic typing: patient-to-patient transmission; nosocomial outbreak; little evidence of horizontal spread Using this information, we determined what intervention was likely to control an apparent outbreak (20). 结果： 基因分型：可将可能的医院 感染分组： 病人之间交叉感染(high conality, 90%) 感染爆发(moderate clonality, 35%-75%) 无水平传播(90% likelypatient-to- patient transmissio n moderate clonality, 35%-75% possiblynosocomial outbreak clonality, 1,400 fewer patients acquired infections during this time, averting more than 50 expected deaths Even with endemic VRE, most of our outbreaks involve three or fewer patients (19). 医院感染：3.3%下降 至2.6%(全国医院感染 率：4.4%-5%) 减少1,400的病人感 染 死亡：减少了50 VRE：涉及的病人也比 其他医院少 40 成本 The mean number of patients with nosocomial infections decreased by 283 per year, a reduction of more than 1,100 inpatient days. The costs avoided by using this calculation averaged more than $2,150,000/year, based on 1999 dollars. 医院感染患者数量平 均每年下降 283，住 院天数下降超过1100 天 因此节省的费用平均 每年超过$2,150,000 （与1999年相比） 41 Representatives now meet together for 45 minutes each week For Microbiology, opening the typing laboratory totaled $180,050. By the fifth year, costs in the laboratory section were stable. The cost for the laboratory, includng three medical technologists, is $400,000 yearly. Virtually all these costs are borne by the hospital. 小组聚会逐渐转为每 周开会，45min，讨 论 微生物室成立分子分 型实验室（设备及人 员）的费用为 $180,050. 每年分子分型相关支 出为$400,000 医院承担 42 While such a grant program would cost up to $2 billion each year if all U.S. hospitals participated, the projected reduction in cost of treating nosocomial infections could reach over five times that amount. a savings of $5.00 for each dollar spent. 假设：美国所有医 院 进行基因分型相关 费用达到20亿美元 节省下来的治疗医 院感染的费用将超 过5倍（100亿）！ 每使用1美元节省5 美元 43 Typing time: within 1 week 48 hours. Lack of clonality: suggests other reasons for the apparent outbreak, antimicrobial-agent use pressure, failure of appropriate nursing- care practices, or simply random variation in the number of infections. Early knowledge of whether microbial clonality is present or absent focuses the scope of an investigation and facilitates appropriate intervention. 时间：1周，48h 如没有流行相关线索 ，可能是其他原因： 抗生素压力, 护理操作不当（非感 染相关）, 仅仅是感染数量的随 机变化 早发现、及早确定调 查范围、采取合适的 干预措施 44 cost of rapid detection using the polymerase chain reaction (PCR) =one day of glove isolation could be completed in a single 8-hour workday. As gene chip technology moves into clinical use, detecting a large number of resistance determinants soon after a patient is admitted to the hospital should be possible. PCR 分型 费用=一天的手套 费用 8小时的工作时间 内可完成 基因芯片： 大规模 耐药监测 病人入院后即实施 45 分子分型在医院感染中的应用： technically possible medically useful econ