PROYECTO PGIDIT03TAM03E TÍTULO: “LAS AGUAS RESIDUALES HOSPITALARIAS COMO PUERTA DE SALIDA INCONTROLADA DE RESISTENCIAS A ANTIMICROBIANOS” MEMORIA FINAL JUSTIFICATIVA DE LOS TRABAJOS REALIZADOS Años 2004-2005 Aquagest S.A. Laboratorio de Microbiología. Instituto de Investigación y Análisis Alimentarios. Universidad e Santiago de Compostela
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LAS AGUAS RESIDUALES HOSPITALARIAS COMO PUERTA DE SALIDA INCONTROLADA DE RESISTENCIAS A ANTIMICROBIANOS
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PROYECTO PGIDIT03TAM03E
TÍTULO: “LAS AGUAS RESIDUALES HOSPITALARIAS
COMO PUERTA DE SALIDA INCONTROLADA
DE RESISTENCIAS A ANTIMICROBIANOS”
MEMORIA FINAL JUSTIFICATIVA DE LOS TRABAJOS
REALIZADOS
Años 2004-2005
Aquagest S.A. Laboratorio de Microbiología.
Instituto de Investigación y Análisis Alimentarios. Universidad e Santiago de Compostela
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INDICE
INTRODUCCIÓN OBJETIVOS METODOLOGÍA
MUESTREO DE AGUAS RESIDUALES MUESTREO DE AGUAS DEL RÍO Y DEL BANCO MARISQUERO DE CARRIL ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS RELACIÓN EPIDEMIOLÓGICA ENTRE LAS CEPAS DE E. COLI RESISTENTES
AISLADAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MUESTRAS DE AGUA RESULTADOS
MICROORGANISMOS PRESENTES EN LAS AGUAS ANALIZADAS EN CADA
MUESTREO PATRONES DE RESISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS. MICROORGANISMOS RESISTENTES EN AGUAS RESIDUALES MICROORGANISMOS RESISTENTES EN AGUAS DEL RÍO SAR Y BANCO
MARISQUERO DE CARRIL RELACIÓN EPIDEMIOLÓGICA ENTRE LAS CEPAS DE E. COLI RESISTENTES
AISLADAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MUESTRAS DE AGUA CONCLUSIONES REFERENCIAS
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INTRODUCCIÓN
El desarrollo y diseminación de propiedades de resistencia a
antimicrobianos está generando una preocupación creciente por los problemas
que plantea: las bacterias resistentes producen infecciones más difíciles de
tratar, más difíciles de controlar, requieren antimicrobianos más difíciles de
conseguir que, encima, resultan ser más caros y, con frecuencia, más tóxicos.
En consecuencia, no es exagerado afirmar que estas propiedades de
resistencia se está convirtiendo, si es que no lo es ya, en un problema
sanitario, ecológico y económico de gran envergadura. Por dar un ejemplo
numérico, se estima que las infecciones causadas por bacterias resistentes en
Estados Unidos de América, originan un sobrecoste del orden de los cuatro mil
millones de dólares. Por lo tanto, no puede extrañarnos que sucesivos
llamamientos y posicionamientos de organismos nacionales e internacionales
(American Academy of Microbiology, OMS, Codex Alimentarius, Oficina Internacional de
Epizootias, etc.), reclamen nuestra atención sobre lo que, en palabras de David
Byrne, Comisario Europeo para la Salud y Protección del Consumidor, es un
problema multifactorial que requiere una aproximación multisectorial.
Pese a la existencia de algunos datos que lo ponen en duda, está
ampliamente aceptado que las propiedades de resistencia aparecen como
consecuencia de la presión selectiva que ejerce el uso inadecuado de
antibióticos en seres humanos, animales, acuicultura y plantas. Desde
cualquiera de estos campos de aplicación, las resistencias pueden
diseminarse, produciendo los efectos indeseables que conocemos. Por tanto,
parece lógico que se afirme que si el uso que se hace de los antibióticos en
estos campos fuese prudente, sin duda que ayudaría a contener la
diseminación de estas propiedades.
El uso de antibióticos en general y los de última generación en
particular, es obligado en centros sanitarios de atención especializada. Estos
centros disponen de sistemas de eliminación de residuos sólidos bien
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implantados, pero, pese a que deberían contar con sistemas especiales de
tratamiento de sus aguas residuales, suelen descansar en último término en las
estaciones de depuración de aguas residuales (EDAR) de las poblaciones en
las que están asentados, para resolver el problema que representa la especial
composición de los residuos líquidos que liberan. Sin embargo, las EDAR, en
particular las que se limitan a hacer un tratamiento secundario (la mayoría), no
son totalmente eficaces para asegurar la reducción de la carga microbiana, de
ahí que estos residuos fecales hospitalrios deberían de tratarse de forma
separada y particularizada.
Entre los microorganismos indicadores de contaminación fecal,
Escherichia coli es considerado como uno de los más adecuados para detectar
la presencia de residuos de origen fecal en ecosistemas acuáticos (Mclellan y
col., 2001; Scott y col., 2002). De la misma forma, los enterococos también son
considerados como buenos indicadores de polución fecal, especialmente en
ambientes marinos (Scott y col., 2002).
La producción de β-lactamasas de amplio espectro entre las
enterobacterias, en particular E. coli o Klebsiella penumoniae, ha emergido
como un importante mecanismo de resistencia a los antibióticos β-lactámicos
(que representan en torno al 50% de los antimicrobianos consumidos) que ha
conducido en los últimos años a un incremento de las infecciones producidas
por estos microorganismos, los cuales además adquieren resistencia a otros
grupos de antimicrobianos (Spanu y col., 2002). Por otra parte, el extensivo
empleo de antibióticos glicopeptídicos ha conducido a un incremento selectivo
de enterococos resistentes a la vancomicina en el intestino del hombre, que a
su vez son resistentes a otros agentes antimicrobianos (Tomita y col., 2002).
De acuerdo con lo expuesto, una parte más o menos importante de los
miembros de E. coli o Enterococcus presentes en las aguas residuales
hospitalarias estarán dentro del grupo de los E. coli productores de β-
lactamasas (ECPL) y de enterococos resistentes a la vancomicina (ERV).
El proyecto PGIDIT03TAM03E “Las aguas residuales hospitalarias
como puerta de salida incontrolada de resistencias a antimicrobianos”
comprendió un periodo de ejecución de 2 años contabilizados a partir del 29 de
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octubre de 2003, fecha en la que se publicó en el D.O.G. (nº 210) la resolución
de 21 de octubre de 2003 por la que se adjudican las ayudas correspondientes
al Programa de Tecnologías Ambientales del Plan Gallego de Investigación,
Desarrollo e Innovación Tecnológica convocadas en el anexo II de la Orden del
28 de febrero de 2003 (D.O.G. de 13 de marzo).
De acuerdo con la Orden del 28 de febrero de 2003 (D.O.G. de 13
de marzo), las ayudas se computarán a partir de la adjudicación de las mismas.
En este caso, el desarrollo del proyecto comprendió el periodo de tiempo de 2
años a contar desde el 29 de octubre de 2003 hasta el 28 de octubre de 2005.
Es decir, el proyecto se llevó a cabo en tres ejercicios económicos: años 2003,
2004 y 2005.
Este proyecto se planteó con el principal objetivo de demostrar que
las aguas residuales de los centros hospitalarios contienen organismos
portadores de resistencias a antimicrobianos, que no sólo son capaces de
sobrevivir en el ambiente al que son liberados, sino que pueden superar los
tratamientos secundarios de las EDAR, pudiendo aparecer en aguas
destinadas al cultivo de moluscos y en los propios moluscos, por lo que
deberían de ser sometidas a un tratamiento específico y particularizado que
elimine la posibilidad de esta diseminación.
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OBJETIVOS
Para alcanzar este objetivo principal, se propuso el presente
proyecto cuyo plan de trabajo se ha diseñado con el objeto de:
1. Investigar la presencia de bacterias con un probable origen hospitalario
en agua, sedimentos y moluscos presentes en los bancos
marisqueros de la desembocadura del río Ulla en la Ría de Arousa.
2. Evaluar la capacidad de los microorganismos multirresistentes de
origen hospitalario para atravesar la barrera de la estación
depuradora de aguas residuales (EDAR) de Silvouta en Santiago de
Compostela.
3. Estudiar la incidencia de microorganismos multirresistentes
característicos de un vertido hospitalario en los residuos fecales del
Complejo Hospitalario Universitario de Santiago de Compostela.
4. Analizar las características genotípicas de los microorganismos
multirresistentes aislados a partir de los diferentes tipos de muestras
(agua residual, agua de río, agua de mar, sedimentos y moluscos) con
el objeto de establecer la relación epidemiológica existente entre los
microorganismos presentes en los residuos fecales del Complejo
Hospitalario Universitario de Santiago de Compostela, en el efluente
de la EDAR y en los bancos marisqueros de la desembocadura del río
Ulla en la Ría de Arousa.
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METODOLOGÍA
Muestreo de aguas residuales
Para la detección de la presencia de diferentes grupos de bacterias
resistentes a agentes antibacterianos se llevó el muestreo de agua residual en
los efluentes de diferentes hospitales de Santiago de Compostela, así como en
el influente y efluente de la EDAR de Santiago de Compostela:
Durante este tiempo se llevarón a cabo los siguientes muestreos:
Invierno: 16 de enero y 11 de febrero de 2004.
Primavera: 14 y 22 de abril de 2004.
Otoño: 17 y 24 de septiembre de 2004.
Invierno: 3 y 10-11 de febrero de 2005.
Verano: 17 y 24 de junio de 2005.
En el primer muestreo se recogieron muestras en los siguientes puntos:
CG CHUS: colector general, punto localiza antes de la conexión con el
efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago.
CHUS 1: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de Noia secundaria.
CHUS 2: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de Noia principal.
CHUS 3: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de la rúa Hospicio.
PROV: efluente del Hospital Principal de Conxo (Santiago ).
CG PROV: colector general, punto localiza antes de la conexión con el
efluente del Hospital Principal de Conxo (Santiago).
EDAR-I: influente de la EDAR de Santiago de Compostela.
EDAR-E: efluente de la EDAR de Santiago de Compostela.
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Como conclusión de este muestreo, en la primera de las reuniones de
coordinación, se llegó a las siguinetes conclusiones:
• Reducir el número de puntos, eliminando el colector antes del vertido del
hospital provincial ya que se supone que el las características del agua
residual urbana no deben variar sustancialmente de un colector a otro.
• Unificar el vertido del hospital clínico convirtiéndolo en un único punto de
muestreo porque lo que importa es la concentración total de vertido.
• Realizar muestreos integrados que es lo que figura en la memoria del
proyecto.
En el segundo muestreo se recogieron muestras en los siguientes puntos:
CG CHUS: colector general, punto localiza antes de la conexión con el
efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago.
CHUS 2: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de Noia principal.
CHUS 3: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de la rúa Hospicio.
PROV: efluente del Hospital Principal de Conxo (Santiago ).
EDAR-I: influente de la EDAR de Santiago de Compostela.
EDAR-E: efluente de la EDAR de Santiago de Compostela.
Como conclusión de este segundo muestreo, en la segunda de las reuniones
de coordinación, se llegó a las siguinetes conclusiones:
• Los muestreos deben ser integrados durante 24 horas.
• La muestra del efluente de Silvouta debe tomarse con un retardo de 16
horas para asegurarse que el agua que se muestrea es la que ha estado
entrando durante el muestreo en el influente..
• Desehar los datos obtenidos en el muestreo de enero-febrero y realizar
de nuevo el muestreo invernal durante el año 2005.
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En el mes de Octubre se realizó un tercer muestreo, integrado durante 24
horas utilizando tomamuestras automáticos. Este ha sido un grave
inconveniente ya que en los puntos de vertido de los hospitales clínico y
provincial no existe toma eléctrica y deben dejarse los equipos sin protección y
a la intemperie. En el vertido del hospital Gil-Casares es imposible efectuar
este tipo de muestreo toda vez que el vertido se encuentra situado en el centro
de una calle con elevado tráfico y la utilización de un tomamuestras en este
punto originaría el corte del tráfico en la misma. Además, como la muestra del
efluente de la planta depuradora debe tomarse con retardo, la duración del
muestreo se ha prolongado durante tres días
En el tercer muestreo se recogieron muestras en los siguientes puntos:
CG-T3: colector general, punto localiza antes de la conexión con el
efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago.
CHUS T4: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de Noia principal.
PROV-T1: efluente del Hospital Principal de Conxo (Santiago ).
EDAR-IN-T5: influente de la EDAR de Santiago de Compostela.
EDAR-EN-T6: efluente de la EDAR de Santiago de Compostela.
En las fotografías que se muestra a continuación, se puede ver la dificultad de
la colocación de tomamuestras. La primera refleja la situación de toma de
muestra en el vertido del hospital clínico y la segunda la “selva” en la que se
encuentra el vertido del hospital provincial. Además de los problemas físicos de
la colocación de tomamuestras, es necesario verificar cada poco tiempo el
funcionamiento de los mismos y comprobar que las campanas de aspiración no
están tupidas por trapos, balletas u otros materiales.
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En el cuarto y quinto muestreo, ya unificados los criterios de muestreo, se
recogieron muestras en los siguientes puntos:
CG-T3: colector general, punto localiza antes de la conexión con el
efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago.
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CHUS T4: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de Noia principal.
CHUS T2: efluente del Complejo Hospitalario Universitario de Santiago en
la carretera de la rúa Hospicio.
PROV-T1: efluente del Hospital Principal de Conxo (Santiago ).
EDAR-IN-T5: influente de la EDAR de Santiago de Compostela.
EDAR-EN-T6: efluente de la EDAR de Santiago de Compostela.
Muestreo de aguas del río y del banco marisquero de Carril
Para la detección de la presencia de diferentes grupos de bacterias
resistentes a agentes antibacterianos se llevó el muestreo de agua en los
siguientes puntos:
ADEP: aguas arriba de la depuradora de aguas residuales urbanas de
Santiago de Compostela.
BERTAM: Agua del río Sar, a la altura de Bertamiráns.
SAR-ULLA: Agua del río Sar, inmediatamente antes de la desembocadura
en el río Ulla.
CARRIL: Agua en 5 puntos del banco marisquero de Carril.
Además en Carril también se llevó a cabo el muestreo de
sedimentos y berberechos.
Durante este tiempo se llevarón a cabo muestreos en las siguientes fechas:
- 13 de abril de 2005.
- 27 de abril de 2005.
- 12 de mayo de 2005.
- 30 de mayo de 2005.
- 22 de junio de 2005.
- 06 de julio de 2005.
Análisis microbiológicos
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En todas la muestras de agua, sedimentos y berberechos se evaluó
la presencia de los siguientes grupos de bacterias resistentes a agentes
antibacterianos:
- Coliformes totales, E. coli y E. coli productores de β-lactamasas (ECPL).
- Enterococos y Enterococos resistentes a la vancomicina (ERV).
El aislamiento de coliformes totales y de E. coli ECPL a partir de las
muestras de agua se llevó a cabo mediante la inoculación de 1 ml de diferentes
dicluciones decimales en agar Coli-ID e incubación a 35 ºC/24 h (Araujo y col.,
2001). En todos los casos, el agar Coli-ID se suplementó con 2 µg/ml de los
siguientes agentes antibacterianos especificados por el Comité Nacional sobre
Estándares de Laboratorios Clínicos de EEUU para la selección de bacterias
productoras de β-lactamasas (ver, Steward y col., 2001): cefpodoxima,
ceftazidima, aztreonan, cefotaxima y ceftriaxona. A mayores en los muestreos
posteriores al primero, se empleó la gentamicina como antibiótico adicional.
Cuando fue necesario, con el objeto de aumentar la sensibilidad del análisis,
las muestras se inocularon en medio de enriquecimiento caldo lauril triptosa
suplementado con los mismos agentes antibacterianos empleados en el agar
Coli-ID. Tras la incubación de este medio de cultivo a 35ºC/48 h (APHA, 1998),
se inocularon alícuotas del mismo en agar Coli-ID suplementado con
antibióticos.
Tanto con los sedimentos como con las muestras de berberechos,
se inocularon porciones de 100 g de muestra en medio de cultivo apropiado.
La confirmación de la producción de β-lactamasas por las cepas aisladas a
partir del agar Coli-ID suplementado se llevó a cabo mediante el test
especificado por Steward y col. (2001).
El aislamiento de Enterococos ERV a partir de las muestras de agua
se llevó a cabo mediante la inoculación de 1 ml de diferentes dicluciones
decimales en agar Slanetz-Bartley e incubación a 35 ºC/48 h (Norma ISO 7899-
2). En todos los casos, el agar Slanetz-Bartley se suplementó con 32 µg/ml de
vancomicina (Murray y col., 1995).
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Relación epidemiológica entre las cepas de E. coli resistentes aisladas de
los diferentes tipos de muestras de agua
Las cepas de E. coli resistentes se sometieron a un análisis
genotípico mediante la técnica de electroforesis en campo pulsado. En total se
analizaron 200 cepas de E. coli.
Para llevar a cabo este análisis se siguió el Protocolo de PulseNet
de junio de 2004 con algunas modificaciones propias