H2O2 против микобактерии туберкулеза

Эффективность газообразной перекиси водорода против Микобактерии Туберкулеза 

ОБОБЩЕНИЕ

Цель: Определить эффективность обработки помещения газообразной перекисью водорода против жизнеспособных микобактерий туберкулеза.

Методы и результаты: Примерно 8 х 10 4 – 2*3 х 10 6 КОЕ микобактерий туберкулеза H37Rv и микобактерий туберкулеза Пекинский штамм были высушены  в среде объемом 10 мл и упакованы в проницаемые для пара пакеты Tyvek и распределены по поверхностям в лаборатории. Затем в комнату нагнеталась газообразная перекись водорода через систему вентиляции. Были опробованы разные параметры экспозиции. Экспозиция газообразной перекисью водорода привела к стерилизации в трех разных вариантах тестирования.

Выводы: Технология газообразной перекиси оказалась эффективной в уменьшении концентрации и уничтожении микобактерий туберкулеза.

Значимость исследования: Методика газообразной перекиси водорода служит альтернативой формальдегидной стерилизации, особенно в лабораториях туберкулеза и вивариях.

Ключевые слова: газообразная перекись водорода, дезинфекция, виварий, деконтаминация комнаты, инактивация.

ВСТУПЛЕНИЕ

Микобактерия туберкулеза является одной из основных причин заболеваемости и смертности во всем мире и становится все более значимой проблемой из-за появления полирезистентных штаммов (Всемирная организация здравоохранения 2004). Основной пути передачи – через аэрозоли (например при кашле) и вдыхание. В основном это происходит из-за специфической липофильной оболочки (Bestra и Chatterjee 1994; Brennan и Nikaido 1995; Baffe и Drapper 1998). Исследовательские лаборатории и лаборатории клинических исследований с потенциальным риском заражения должны быть оснащены оборудованием для деконтаминации поверхностей и материалов в дополнение к методикам мойки.  Традиционная стерилизация формальдегидом это затратная, разрушительная, токсичная и канцерогенная методика. Автоматическая система газообразной перекиси водорода,  все более широко использующаяся в обработке вивариев (Krause 2001), предоставляет альтернативу формальдегидной стерилизации. Поскольку газообразная перекись водорода быстро разлагается на составляющие – кислород и воду, она не имеет последствий для окружающей среды, аналогичных при применении формальдегида. За последнее десятилетие был доказан широкий спектр эффективности газообразной перекиси водорода против бактерий, вирусов, грибов и бактериальных спор (Klapes и Vesley 1990; Block 1991; Heckert 1997; Kokubo 1998). Целью данного исследования было доказать эффективность газообразной перекиси водорода против штаммов туберкулеза H37Rv и клинического штамма туберкулеза Пекин/W в модели вивария.

Материалы и методы

Подготовка образцов и маркировка

Штамм туберкулеза Пекин/W  был любезно предоставлен доктором Ван Суулингеном из Национальной Лаборатории Микобактерий, Битлховен, Голландия. Две производные широко используемого в лабораториях штамма H37Rv были задействованы  в исследовании: бактерия, использующаяся в нашей лаборатории (MPIIB) и H37Rv из лаборатории профессора W. Jacobs, Колледж им. Альберта Эйнштейна, Бронкс, Нью-Йорк, США. Бактерия была выращена на питательной среде Middlebrook 7H9 (дифко, Детройт, MI, США), содержащей 0,05% Tween-80, дополненной альбумин-декстроза-каталазой. Каждого вариант генотипа, содержащий от 6 х 104 до 107 КОЕ был помещен в 24 различных лунки с питательной средой (Becton Dickinson, Оксфорд, Англия) и оставлены на 30 мин, пока не начались признаки высыхания.   Бактериальная плотность была определена разведением в стерильном фосфатном солевом растворе (PBS) и агаре 7H11 сразу после высыхания. Контрольные чашки были закрыты парафильмом для предотвращения излишнего высыхания и оставлены в ламинарном боксе (в другом помещении) на тоже самое время, что и рабочие образцы. Сами образцы были размещены в упаковку Tyvek (Vis-U-All Iireg: Компания Стерис/Дю-понт Ментор, Огайо, США), затем расположены в комнате, после чего с чашек сняли крышки для свободного проникновения газообразной перекиси водорода через проницаемые для пара пакеты Tyvek. После завершения времени экспозиции образцы разбавили  в PBS с 0,05% Tween-80 на агаре Middlebrook 7H11 с 10% альбумин-декстрозе-каталазе (Difco), количество КОЕ было посчитано после инкубации при 37 С в течение 28 дней.

Деконтаминация комнаты

Эксперименты проводились в помещении лаборатории с системой воздухообмена объемом 64,5 м3 (19,5 м2 и 3,3 м высота), в комнате располагалась скамейка, ламинарный бокс и шкаф. Температура в комнате была в диапазоне от 20 до 22 С при относительной влажности 40%. Газообразная перекись водорода нагнеталась в помещение при помощи системы деконтаминации VHP ® 1001 (Стерис), описанной в других источниках (Krause 2001). Вкратце это компактная мобильная система, которая производит газообразную перекись и нагнетает ее в замкнутое пространство по закрытому циклу через систему вентиляции и вытяжки комнаты для эксперимента. На входе и вытяжке системы вентиляции, находящихся на потолке, устанавливались фильтры (Camfil Farr, Борас, Швеция). Аэрация в комнате обеспечивалась системой вентиляции (рисунок 1). Цикл деконтаминации состоял из 4 фаз: осушение, нагнетание, деконтаминация и аэрация. Во время фазы осушения относительная влажность воздуха снизилась до 30% за счет циркуляции воздуха по закрытому циклу. Во время фаз нагнетания и деконтаминации  уровень газообразной перекиси возрастал и поддерживался на установленных уровнях в системе вентиляции путем испарения 35% жидкой перекиси водорода (Стерис) . Очень важно быть уверенными (контролировать при помощи системы) , что концентрация газообразной перекиси водорода находится ниже точки конденсации; конденсация (трансформация газообразной перекиси в жидкость) может повредить поверхности и представляет опасность при обработке помещений. Во время цикла аэрации происходит окончательное разложение перекиси водорода посредством циркуляции через катализатор. Параметры каждой из фаз рассчитывались специально для данной комнаты исходя из значений температуры и влажности. Параметры всех трех циклов отражены в таблице 1. Концентрация газообразной перекиси в помещении регистрировалась датчиком Guided Wave NIR H2O2 для контроля концентрации, которая должна была составлять 0·4 мг 1-1 и снижаться во время фазы аэрации. В комнате были размещены два вращающихся вентилятора (SMC Networks) , которые работали во время экспозиции, обеспечивая циркуляцию воздуха. После завершения фазы аэрации концентрация газообразной перекиси в помещения была измерена для контроля безопасности (концентрация менее 1 ppm). Образцы, содержащие штамм туберкулеза H37Rv и туберкулез Пекин/W или туберкулез H37Rv (MPIIB) были размещены в различных частях помещения, как показано на рисунке 1. 

Рисунок 1. Расстановка в комнате для деконтаминации. AI — вентиляция вход, AO — вытяжка, B — скамья, C — открытый шкаф, D- дверь, SC — ламинарный бокс, V1, V2 — вентиляторы, расположенные в ближнем правом и дальнем левом углу помещения. Места расположения чашек с образцами пронумерованы цифрами: 1 — на скамье, 2 — внутри открытого шкафа, 3 — на верхней верхней крышке ламинарного бокса ниже потолка, 4 — на полу в углу комнаты. 

Таблица 1: Параметры цикла экспозиции микобактерий туберкулеза газообразной перекисью водорода