MRSA Transmission on a Neonatal Intensive Care Unit: Epidemiological and Genome-Based Phylogenetic Analyses

Abstract

BackgroundMethicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) may cause prolonged outbreaks of infections in neonatal intensive care units (NICUs). While the specific factors favouring MRSA spread on neonatal wards are not well understood, colonized infants, their relatives, or health-care workers may all be sources for MRSA transmission. Whole-genome sequencing may provide a new tool for elucidating transmission pathways of MRSA at a local scale.Methods and FindingsWe applied whole-genome sequencing to trace MRSA spread in a NICU and performed a case-control study to identify risk factors for MRSA transmission. MRSA genomes had accumulated sequence variation sufficiently fast to reflect epidemiological linkage among individual patients, between infants and their mothers, and between infants and staff members, such that the relevance of individual nurses’ nasal MRSA colonization for prolonged transmission could be evaluated. In addition to confirming previously reported risk factors, we identified an increased risk of transmission from infants with as yet unknown MRSA colonisation, in contrast to known MRSA-positive infants.ConclusionsThe integration of epidemiological (temporal, spatial) and genomic data enabled the phylogenetic testing of several hypotheses on specific MRSA transmission routes within a neonatal intensive-care unit. The pronounced risk of transmission emanating from undetected MRSA carriers suggested that increasing the frequency or speed of microbiological diagnostics could help to reduce transmission of MRSA.

Bacterial Whole-Genome Sequencing Revisited: Portable, Scalable, and Standardized Analysis for Typing and Detection of Virulence and Antibiotic Resistance Genes

“…Initial studies have demonstrated the high discriminatory power and information content of whole-genome sequencing (WGS) (5)(6)(7)(8)(9), which is now readily accessible with recent technological advances. However, the broader use of WGS in infection control is currently hampered by the lack of a universal nomenclature, which would enable a straightforward comparison with historical isolates and among different laboratories.…”

Genomic Analysis of Bacterial Outbreaks

“…(Snitkin et al, 2012;Espedido et al, 2013;Onori et al, 2015) Legionella pneumophila 3.5 Illumina HiSeq 2x100 bp Illumina MiSeq 2x250 bp, 2x150bp SOLiD 5500XL SE 75bp (Reuter et al, 2013a;Reuter et al, 2013b;Sánchez-Busó et al, 2014;Bartley et al, 2016) Listeria monocytogenes 3 Roche 454 GS-FLX (Gilmour et al, 2010;Schmid et al, 2014;Kwong et al, 2016 (Holt et al, 2008;Lienau et al, 2011;Quick et al, 2015;Allard et al, 2013;Cao et al, 2013;Allard et al, 2012;Taylor et al, 2015;Bekal et al, 2016) Salmonella Typhimurium 4.7 Illumina GA II system (Okoro et al, 2012) Shigella sonnei 5.06 Illumina GAII PE 2x54 bp Illumina MiSeq Illumina HiSeq2000 (Holt et al, 2012;Holt et al, 2013;McDonnell et al, 2013) 32 (Harris et al, 2010;Eyre et al, 2012;McAdam et al, 2012;Young et al, 2012;Köser et al, 2012;Holden et al, 2013;Nübel et al, 2013;Harris et al, 2013;Price et al, 2014;Azarian et al, 2015;Paterson et al, 2015;Senn et al, 2016;Kinnevey et al, 2016;Reuter et al, 2016) Streptococcus pneumoniae 1. Hendriksen et al, 2011;Chin et al, 2011;…”

Literatur-Update zu Staphylococcus-aureus-Ausbrüchen auf neonatologischen Intensivpflegestationen (2010–2013)

“…Carey et al [16] Mongkolrattanothai et al [18] MSSA und MRSA Ja MLVF Murillo et al [19] MRSA Ja PFGE Schlebusch et al [20] MRSA (caMRSA, PVL-positiv, nicht multiresistent) Ja MALDI-TOF, SNP-plus-binary gene typing Song et al [21] MRSA (haMRSA und caMRSA) Ja Rep-PCR Heinrich et al [14] haMRSA (Rhein-Hessen Stamm) Ja PFGE, Phagentypisierung Ali et al [22] MRSA (vorherrschender Ausbruchsstamm: South West Pacific (SWP) Klon, PVL-positiv) Ja PFGE, spa-Typisierung, MLST, MLVA Giuffrè et al [23] MRSA (ST1-MRSA-IVa) Ja MLST, MLVA Köser et al [24] MRSA Ja Gesamtgenomsequenzierung Nübel et al [25] MRSA Ja Gesamtgenomsequenzierung Pinto et al [30] MRSA (PVL-positiv, ST22-MRSA-IV) Ja PFGE, spa-Typisierung, MLST, RLB binary typing Scheithauer et al [15] MRSA Ja PFGE, spa-Typisierung Brennan et al [28] MRSA (PVL-positiv, ST772-MRSA-V) Ja PFGE, DNA microarray profiling und spa-Typisierung, MLST Bei Brennan et al [28] waren 2 Pflegekräfte und 1 Kind (einer Pflegekraft) besiedelt. Eine Pflegekraft, die kürzlich nach Indien gereist war und dort stationär behandelt wurde (Geburt eines Kindes), wurde als "Indexfall" identifiziert.…”

“…Murillo et al [19] Ja Ja Ja kA Ja Ja kA Ja kA Schlebusch et al [20] kA Ja kA Ja Ja kA kA kA kA Song et al [21] Ja Ja Ja kA Ja Ja Ja kA Ja Heinrich et al [14] Ja Ja Ja kA Ja Ja kA Ja kA Ali et al [22] kA Ja Ja Ja Ja Ja kA Ja kA Giuffrè et al [23] Ja Ja Nein kA Ja Nein Ja Ja kA Köser et al [24] Ja Ja Ja kA Ja Ja kA P Ja Nübel et al [25] kA Ja Ja Ja Ja kA kA kA kA Pinto et al [30] Ja Ja Ja Ja Ja kA kA Ja kA Scheithauer et al [15] Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja kA Brennan et al [28] kA Ja Ja Ja kA Ja kA Ja kA kA keine Angaben endlich ist dies jedoch noch nicht ausreichend untersucht [36,37]. Eine Familienanamnese mit rezidivierenden Abszessen bei mehreren Familienmitgliedern sollte den verantwortlichen Neonatologen hellhörig machen; allerdings kommt die PVLExpression bei S. aureus auch ohne Methicillinresistenz vor [38].…”

“…Die Autoren ziehen sich auf den Standpunkt zurück, dass auch in den aktuellen Empfehlungen der Fachgesellschaften viele Aspekte der MRSA-Surveillance und -Kontrolle auf NICUs nicht mit evidenzbasierten Hinweisen "geregelt" seien [13]. Im Unterschied zu der Studie von Carey et al [16] wurde in der Untersuchung von Song et al [21] In der retrospektiven Fall-KontrollStudie von Nübel et al [25] zeigte sich ein erhöhtes Risiko für eine MRSA-Übertra-gung ausgehend von "unbekannt MRSApositiven" Patienten in der Station, nicht aber von "bekannt MRSA-positiven" Patienten. Dies spricht für den Nutzen eines Screenings und auch für die Effektivität der Isolierungsmaßnahmen [58].…”