Interruzione e recupero del microbioma nasale dopo il trattamento con mupirocina in portatori e non portatori di Staphylococcus aureus

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 19738 (2022) Citare questo articolo

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Le procedure di decolonizzazione nasale contro il patogeno opportunista Staphylococcus aureus si basano sull’uso di farmaci antimicrobici topici, il cui impatto sul microbiota nasale è poco compreso. Abbiamo esaminato questo impatto nei portatori sani e nei non portatori di S. aureus. Questo è uno studio prospettico interventistico di coorte su 8 portatori di S. aureus e 8 non portatori trattati con bagni nasali di mupirocina e clorexidina. Sono stati effettuati tamponi nasali sequenziali nell'arco di 6 mesi. S. aureus è stato rilevato mediante coltura quantitativa e genotipizzato utilizzando la tipizzazione spa. Il metabarcoding 16S a livello di specie basato su RNA è stato utilizzato per valutare la diversità microbica vivente. Le specie Dolosigranulum pigrum, Moraxella nonliquefaciens e Corynebacterium propinquum erano correlate negativamente con il trasporto di S. aureus. Il trattamento con mupirocina ha eliminato efficacemente S. aureus, D. pigrum e M. nonliquefaciens, ma non corinebatteri. La ricolonizzazione di S. aureus nei portatori è avvenuta più rapidamente rispetto alla ricolonizzazione da parte della specie dominante nei non portatori (mediana 3 vs. 6 mesi, rispettivamente). La maggior parte degli isolati di S. aureus ricolonizzati presentavano lo stesso tipo di spa dell'isolato iniziale. L’impatto del trattamento con mupirocina-clorexidina sul microbiota nasale era ancora rilevabile dopo 6 mesi. La ricolonizzazione di S. aureus ha preceduto il recupero del microbiota, sottolineando il forte adattamento di questo patogeno alla nicchia nasale e l’efficacia transitoria della procedura di decolonizzazione.

Lo Staphylococcus aureus è un patogeno opportunista e una causa frequente di infezioni gravi. Circa il 20% della popolazione generale è portatore persistente di S. aureus e un altro 30% è portatore intermittente1. S. aureus viene comunemente trasportato nel naso e meno frequentemente nella gola, nella pelle e nel perineo1.

I portatori di Staphylococcus aureus corrono un rischio maggiore di infezione dopo procedure invasive e interventi chirurgici2,3. Per prevenire le infezioni, diversi paesi raccomandano di eliminare S. aureus dal naso prima dell’intervento a rischio utilizzando una procedura di decolonizzazione4. Ciò comporta tipicamente un trattamento antimicrobico topico con pomata nasale alla mupirocina con o senza clorexidina per la pelle e lavaggio dei capelli. Sono emersi diversi approcci alla decolonizzazione a causa dei costi e dei problemi organizzativi dell’assistenza sanitaria5. Mentre alcuni consigliano di trattare tutti i pazienti sottoposti a interventi a rischio, altri limitano la decolonizzazione solo ai portatori confermati.

Sebbene sappiamo che la composizione del microbioma nasale è correlata alla presenza di S. aureus6,7, l’impatto delle procedure di decolonizzazione sul microbiota nasale non è ancora completamente compreso. In precedenti studi sul microbioma nasale, il portatore di S. aureus era associato ad una maggiore abbondanza relativa di Cutibacterium acnes, Corynebacterium accolens e stafilococchi non aureus e ad una minore abbondanza di Corynebacterium pseudodiphtheriticum, Dolosigranulum spp. e Cutibacterium granulosum6,7. Queste associazioni suggeriscono che la distribuzione delle specie microbiche nel naso influenza la persistenza di S. aureus, probabilmente attraverso la competizione per i nutrienti e i siti di legame epiteliale8. A sua volta, l’alterazione della distribuzione microbica dopo una procedura di decolonizzazione potrebbe avere un impatto sulla probabilità di una persistente ricolonizzazione di S. aureus e, da un punto di vista clinico, sul fallimento della decolonizzazione. Tuttavia, l’entità e la durata delle alterazioni del microbiota dopo la decolonizzazione non sono state chiarite. Finora, uno studio sul microbioma di un singolo paziente ha rilevato cambiamenti nella composizione e nella biodiversità del microbiota nasale dopo il trattamento con mupirocina, in contrasto con un precedente studio di culturomica su 5 volontari sani in cui non è stato riscontrato alcun cambiamento significativo nella ricchezza e diversità del microbiota fino a 1 mese dopo la decolonizzazione10.

Per decifrare le relazioni tra il portatore nasale di S. aureus, il microbiota nasale e le procedure di decolonizzazione, abbiamo condotto uno studio prospettico interventistico di coorte su portatori e non portatori di S. aureus, monitorando i cambiamenti della comunità microbica nell'arco di 6 mesi dopo il trattamento con mupirocina-clorexidina. Utilizzando colture quantitative e metabarcoding 16S, abbiamo esaminato l'impatto della decolonizzazione sulle comunità batteriche e il ritardo nella ricolonizzazione con S. aureus e altre specie dominanti.

8 CFU/mL) post-decolonization. Five carriers (C1, C2, C5, C6 and C7) got recolonized during the follow-up period, including 3 carriers within 1 month post-decolonization. In the noncarrier group, 4 S. aureus positive cultures were found post-decolonization, 3 of which with only 1 CFU/mL./p> 0.9 after 6 months) both in carriers and noncarriers./p> 2 years, anti-staphylococcal antibiotics increased the rate of S. aureus acquisition within 4 months after treatment16, suggesting that microbiota disruption by antibiotics facilitates the invasion by S. aureus. In our study, 4 of 5 cases of recolonization eventually occurred with the same spa-type as isolated from the carrier initially. However, transient colonization with another spa-type was also demonstrated. This is in accordance with other studies showing longitudinal carriage of the same strain, with intermittent carriage of other strains as well16,17,18. While longitudinal studies suggest that loss and acquisition of S. aureus occur as natural events16,18, another reason for recolonization could be the lack of successful decolonization. Resistance to the decolonization treatment could facilitate recolonization. However, as Dutch national surveillance for resistance in S. aureus has shown low levels of mupirocin resistance (1%)19, it seems unlikely this would drive recolonization in our study participants. Recolonization from an untreated extra-nasal body site, such as the pharynx, or through household members is a more probable explanation./p> 48 h after sampling. As only 3 of 27 delayed samples in carriers were culture-negative, the risk of false negative S. aureus cultures due to transport can be considered low. However, the impact of delay on metabarcoding approaches is unknown. Nevertheless, delayed transport had no effect on the overall recolonization results in this study./p> 8 CFU/mL) after decolonization, consistent with our definition of S. aureus carriage. The varying nasal bacterial load, the intrinsic microbiota composition as well as potential influence of transport to the sequencing facility added to the multi-step RNA metabarcoding analyses are amongst the many factors explaining such differences with the culture results. Both methods agreed about recolonization status in three carriers only./p> 8 CFU/mL for each culture. Noncarriers were defined as 2 S. aureus-negative cultures. Intermittent S. aureus carriers were excluded from further participation in the study. Eligible volunteers were enrolled on a first-come, first-served basis./p>