Summary

Um método para testar a eficácia do lavagem das mãos para a remoção de patógenos infecciosos emergentes

Published: June 07, 2017
doi:

Summary

O lavagem das mãos é amplamente recomendado para prevenir a transmissão de doenças infecciosas. No entanto, há pouca evidência sobre o qual os métodos de lavagem das mãos são mais eficazes na remoção de patógenos das doenças infecciosas. Desenvolvemos um método para avaliar a eficácia dos métodos de lavagem das mãos na remoção de microorganismos.

Abstract

O lavagem das mãos é amplamente recomendado para prevenir a transmissão de doenças infecciosas. No entanto, existem poucas evidências comparáveis ​​sobre a eficácia dos métodos de lavagem das mãos em geral. Além disso, poucas evidências existem comparando os métodos de lavagem das mãos para determinar quais são os mais eficazes na remoção de agentes patogênicos infecciosos. A pesquisa é necessária para fornecer evidências para as diferentes abordagens para o lavagem das mãos que podem ser empregadas durante os surtos de doenças infecciosas. Aqui, descreve-se um método de laboratório para avaliar a eficácia dos métodos de lavagem das mãos na remoção de microorganismos nas mãos e sua persistência na água de enxágüe. As mãos dos voluntários são primeiro cravadas com o organismo de teste e depois lavadas com cada método de interesse para a lavagem das mãos. Geralmente, os microorganismos de substituição são usados ​​para proteger seres humanos da doença. O número de organismos que permanecem nas mãos dos voluntários após a lavagem é testado usando um método modificado de "suco de luva": as mãos são colocadas em luvas com um eluE são lavados para suspender os microorganismos e torná-los disponíveis para análise por filtração por membrana (bactérias) ou teste de placa (vírus / bacteriófagos). O enxágüe produzido a partir do lavagem das mãos é coletado diretamente para análise. A eficácia da lavagem das mãos é quantificada comparando o valor de redução do log entre as amostras colhidas após o lavagem das mãos às amostras sem lavagem das mãos. A persistência da água de enxaguamento é quantificada comparando amostras de água de enxágüe de vários métodos de lavagem das mãos com amostras coletadas após o lavagem das mãos com apenas água. Embora este método seja limitado pela necessidade de usar organismos de substituição para preservar a segurança de voluntários humanos, ele captura aspectos do lavagem das mãos que são difíceis de replicar em um estudo in vitro e preenchem lacunas de pesquisa sobre a eficácia da lavagem das mãos e a persistência de organismos infecciosos no enxaguamento agua.

Introduction

O lavagem das mãos é amplamente recomendado para prevenir a propagação da doença, particularmente aquelas transmitidas pela via fecal-oral ou aérea, incluindo doenças diarréicas e respiratórias 1 . Surpreendentemente, há pouca evidência comparável sobre a eficácia dos métodos de lavagem das mãos, como o lavagem das mãos com água e sabão (HWWS) e com desinfetante para uso com base em álcool (ABHS), na remoção de organismos das mãos. Pesquisas iniciais descobriram que a ação mecânica do lavagem das mãos, em oposição ao método de lavagem das mãos, pode explicar a remoção do organismo 2 , 3 . Além disso, há pouca evidência comparativa sobre o qual o método de lavagem das mãos é mais eficaz. Em uma revisão informal da literatura, foram identificados 14 estudos que compararam a eficácia do sabão e desinfetante de mão na remoção de organismos. Destes estudos, cinco encontraram ABHS para ser mais eficaz 4 , </Sup> 5 , 6 , 7 , 8 , sete encontraram HWWS para serem mais eficazes 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 e dois não encontraram diferença significativa entre os métodos 16 , 17 . Esses achados são inconsistentes e não abordam o risco contínuo de doença pela persistência de organismos na água de enxágue após o lavagem das mãos. Em geral, a evidência sobre a eficácia comparativa dos métodos de lavagem das mãos para a remoção de patógenos causadores de doenças infecciosas é limitada.

Esta evidência limitada levou à incerteza sobre quais métodos são mais apropriados nas configurações de surto. Por exemplo, Durante o surto da doença do vírus Ebola (EVD) na África Ocidental de 2013 a 2016, vários grandes respondentes internacionais forneceram recomendações contraditórias para HWWS, ABHS ou 0,05% de soluções de cloro. Médicos Sem Fronteiras (MSF) recomenda o uso de solução de cloro 0,05% para o lavagem das mãos, enquanto a Organização Mundial de Saúde (OMS) recomenda HWWS ou ABHS (se as mãos não estiverem visivelmente sujas). A OMS chega a afirmar que o cloro não deve ser utilizado a menos que haja outras opções disponíveis, pois é menos eficaz do que outros métodos devido à demanda de cloro exercida pela pele 18 , 19 , 20 , 21 , 22 . Além disso, as soluções de cloro são comumente produzidas a partir de quatro compostos de cloro diferentes, incluindo hipoclorito de alto teste (HTH), hipoclorito de sódio estabilizado e estabilizado (NaOCl) e sodIum dicloroisocianurato (NaDCC). Uma revisão sistemática encomendada pela OMS em resposta ao surto EVD na África Ocidental recentemente encontrou apenas quatro estudos que investigaram a eficácia comparativa do lavagem das mãos com cloro 23 . Esses estudos também produziram resultados contraditórios, e nenhum desses estudos usou a concentração recomendada de cloro de 0,05% para lavagem das mãos ou microorganismos investigados semelhantes ao vírus Ebola 10 , 24 , 25 , 26 , 27 . Assim, as recomendações não foram encontradas baseadas em evidências, e não ficou claro quais recomendações foram mais eficazes.

É necessária uma pesquisa adicional para comparar as abordagens de lavagem das mãos para prevenir a propagação de agentes patogênicos infecciosos, pois as intervenções de lavagem das mãos são uma ferramenta importante para prevenir a transmissão da doença epidêmica. Estes hAs recomendações de lavagem devem ser baseadas em evidências. Assim, um método para testar a eficácia da lavagem das mãos e a persistência da água de enxaguamento, realizada com substitutos ou patógenos não infecciosos, foi desenvolvido 2 , 28 , 29 . Os resultados das amostras, utilizando Phi6 como substituto do vírus Ebola e utilizando Escherichia coli como organismo indicador comum, são apresentados aqui. Neste protocolo, são apresentados os testes de resistência à lavagem das mãos e de enxaguamento de água.

Protocol

Declaração de ética: o estudo descrito aqui (em Phi6 e E. coli como substitutos para Ebola) foi aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional no Tufts Medical Center e Tufts University Health Sciences Campus (# 12018); A Universidade de Harvard cedeu uma revisão ao Tutts Institutional Review Board. NOTA: Antes de iniciar este protocolo, duas etapas devem ser concluídas. Em primeiro lugar, deve ser identificada e selecionada uma versão de substituição de nível de biossegu…

Representative Results

Aqui, o protocolo ( Figura 1 ) foi completado com 18 voluntários, que foram testados usando E. coli e Phi6. Diferenças significativas foram encontradas entre os resultados de lavagem das mãos com E. coli com e sem carga do solo e Phi6 com carga do solo ( Figura 2 e Figura 3 ). Para E. coli sem carga de solo, o lavagem das mãos com HTH, NaDCC e NaOCl estabilizado result…

Discussion

The method described here provides an approach for testing handwashing efficacy in a controlled laboratory setting. This method highlights the use of human volunteers and surrogate, non-infectious organisms. Using the method, it was possible to demonstrate differences in: 1) the efficacy of handwashing methods and 2) organism persistence in rinse water. The purpose of presenting this protocol is to provide a general framework that can be adapted to test a wide range of surrogate organisms and handwashing methods relevant…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado pela Agência dos Estados Unidos para o Desenvolvimento Internacional, Office of Foreign Disaster Assistance (AID-OFDA-A-15-00026). Marlene Wolfe foi apoiada pela National Science Foundation (concessão 0966093).

Materials

Soap bar Dove White Beauty Bar soap
Alcohol-based hand sanitizer Purell Advanced Instant Hand Sanitizer with 70% Ethyl Alcohol
HTH Powder Acros Organics 300340010
NaDCC Powder Medentech Klorsept granules
NaOCl Solution Acros Organics 419550010
Electrochlorinator AquaChlor
Iodometric titrator Hach 1690001
Bovine serum albumin MP Biomedicals NC0117242
Tryptone Fisher BP1421-100
Bovine Mucin EMD Milipore 49-964-3500MG
0.22 µm Filter EMD Milipore GVWP04700
NaCl Fisher BP358-1
Skin pH probe Hanna Instruments H199181
Large Whirlpak Sample Bag Nasco B01447WA
Small Whirlpak Sample Bag Nasco B01323WA
Funnel bottle Thermo Scientific 3120850001 You may drill an appropriately sized hole in the lid of a bottle to form a funnel that will dispense water at the appropriate flow rate
Ethanol ThermoScientific 615090010 Mix with water to produce 70% ethanol
Spray bottle Qorpak PLC06934
E. coli ATCC 25922
LB Broth Fisher BioReagents BP1426-2
LB Agar Fisher BioReagents BP1425-500
Sterile loop Globe Scientific 22-170-204
Phi6 HER 102
Nutrient broth BD Difco BD 247110
GeneQuant 100 Spectrophotometer General Electric 28-9182-04
Sodium thiosulfate Fisher Chemical S445-3
Membrane filter (47mm, 0.45 µm) EMD Millipore HAWP04700
m-ColiBlue24 broth media EMD Millipore M00PMCB24
Petri dish with pad (47mm) Fisherbrand 09-720-500
Vacuum Manifold Thermo Scientific/Nalgene 09-752-5
Filter funnels Thermo Scientific/Nalgene 09-747
Pseudomonas syringae HER 1102
Phosphate Buffered Saline Thermo Scientific 10010031 Solution may also be mixed from source compounds according to any basic recipe

References

  1. Kampf, G., Kramer, A. Epidemiologic Background of Hand Hygiene and Evaluation of the Most Important Agents for Scrubs and Rubs. Clin Microbiol Rev. 17 (4), 863-893 (2004).
  2. Miller, T., Patrick, D., Ormrod, D. Hand decontamination: influence of common variables on hand-washing efficiency. Healthc Infect. 16 (1), 18 (2013).
  3. Jensen, D. A., Danyluk, M. D., Harris, L. J., Schaffner, D. W. Quantifying the effect of hand wash duration, soap use, ground beef debris, and drying methods on the removal of Enterobacter aerogenes on hands. J Food Prot. 78 (4), 685-690 (2015).
  4. Girou, E., Loyeau, S., Legrand, P., Oppein, F., Brun-Buisson, C. Efficacy of handrubbing with alcohol based solution versus standard handwashing with antiseptic soap: randomised clinical trial. BMJ. 325 (7360), 362 (2002).
  5. Kac, G., Podglajen, I., Gueneret, M., Vaupré, S., Bissery, A., Meyer, G. Microbiological evaluation of two hand hygiene procedures achieved by healthcare workers during routine patient care: a randomized study. J Hosp Infect. 60 (1), 32-39 (2005).
  6. Lages, S. L. S., Ramakrishnan, M. A., Goyal, S. M. In-vivo efficacy of hand sanitisers against feline calicivirus: a surrogate for norovirus. J Hosp Infect. 68 (2), 159-163 (2008).
  7. Holton, R. H., Huber, M. A., Terezhalmy, G. T. Antimicrobial efficacy of soap and water hand washing versus an alcohol-based hand cleanser. Tex Dent J. 126 (12), 1175-1180 (2009).
  8. Salmon, S., Truong, A. T., Nguyen, V. H., Pittet, D., McLaws, M. -. L. Health care workers’ hand contamination levels and antibacterial efficacy of different hand hygiene methods used in a Vietnamese hospital. Am J Infect Control. 42 (2), 178-181 (2014).
  9. Steinmann, J., Nehrkorn, R., Meyer, A., Becker, K. Two in-vivo protocols for testing virucidal efficacy of handwashing and hand disinfection. Int J Hyg Environ Health. 196 (5), 425-436 (1995).
  10. Weber, D. J., Sickbert-Bennett, E., Gergen, M. F., Rutala, W. A. Efficacy of selected hand hygiene agents used to remove Bacillus atrophaeus (a surrogate of Bacillus anthracis) from contaminated hands. JAMA. 289 (10), 1274-1277 (2003).
  11. Grayson, M. L., Melvani, S., et al. Efficacy of Soap and Water and Alcohol-Based Hand-Rub Preparations against Live H1N1 Influenza Virus on the Hands of Human Volunteers. Clin Infect Dis. 48 (3), 285-291 (2009).
  12. Oughton, M. T., Loo, V. G., Dendukuri, N., Fenn, S., Libman, M. D. Hand hygiene with soap and water is superior to alcohol rub and antiseptic wipes for removal of Clostridium difficile. Infect Control Hosp Epidemiol. 30 (10), 939-944 (2009).
  13. Liu, P., Yuen, Y., Hsiao, H. -. M., Jaykus, L. -. A., Moe, C. Effectiveness of liquid soap and hand sanitizer against Norwalk virus on contaminated hands. Appl Environ Micro. 76 (2), 394-399 (2010).
  14. Savolainen-Kopra, C., Korpela, T., et al. Single treatment with ethanol hand rub is ineffective against human rhinovirus–hand washing with soap and water removes the virus efficiently. J Med Virol. 84 (3), 543-547 (2012).
  15. Tuladhar, E., Hazeleger, W. C., Koopmans, M., Zwietering, M. H., Duizer, E., Beumer, R. R. Reducing viral contamination from finger pads: handwashing is more effective than alcohol-based hand disinfectants. J Hosp Infect. 90 (3), 226-234 (2015).
  16. Steinmann, J., Paulmann, D., Becker, B., Bischoff, B., Steinmann, E., Steinmann, J. Comparison of virucidal activity of alcohol-based hand sanitizers versus antimicrobial hand soaps in vitro and in vivo. J Hosp Infect. 82 (4), 277-280 (2012).
  17. de Aceituno, A. F., Bartz, F. E., et al. Ability of Hand Hygiene Interventions Using Alcohol-Based Hand Sanitizers and Soap To Reduce Microbial Load on Farmworker Hands Soiled during Harvest. J Food Protect. 78 (11), 2024-2032 (2015).
  18. Boyce, J. M., Pittet, D. Guideline for Hand Hygiene in Health-Care Settings Recommendations of the Healthcare Infection Control Practices Advisory Committee and the HICPAC/SHEA/APIC/IDSA Hand Hygiene Task Force. Infect Control Hosp Epidemiol. 23 (12 Suppl), S3-S40 (2002).
  19. . UNDP Medical Waste Experts Assessment and Recommendations Regarding Management of Ebola-Contaminated Waste Available from: https://noharm-global.org/sites/default/files/documents-files/3127/Report%20to%20WHO%20WASH%20and%20Geneva%20on%20Ebola%20final.pdf (2015)
  20. Hopman, J., Kubilay, Z., Allen, T., Edrees, H., Pittet, D., Allegranzi, B. Efficacy of chlorine solutions used for hand hygiene and gloves disinfection in Ebola settings: a systematic review. Antimicrob Resist Infect Control. 4 (1), 1 (2015).
  21. Lowbury, E. J. L., Lilly, H. A., Bull, J. P. Disinfection of hands: removal of transient organisms. BMJ. 2 (5403), 230-233 (1964).
  22. Edmonds, S. L., Zapka, C., et al. Effectiveness of Hand Hygiene for Removal of Clostridium difficile Spores from Hands. Infect Control Hosp Epidemiol. 34 (3), 302-305 (2013).
  23. Rotter, M. L. 150 years of hand disinfection-Semmelweis’ heritage. Hyg Med. (22), 332-339 (1997).
  24. Hitomi, S., Baba, S., Yano, H., Morisawa, Y., Kimura, S. Antimicrobial effects of electrolytic products of sodium chloride–comparative evaluation with sodium hypochlorite solution and efficacy in handwashing. Kansenshōgaku Zasshi. 72 (11), 1176-1181 (1998).
  25. . Standard E1174-13. Standard Test Method for Evaluation of the Effectiveness of Health Care Personnel Handwash Formulations Available from: https://www.astm.org/ (2013)
  26. Casanova, L. M., Weaver, S. R. Evaluation of eluents for the recovery of an enveloped virus from hands by whole-hand sampling. J Appl Microbiol. 118 (5), 1210-1216 (2015).
  27. Sinclair, R. G., Rose, J. B., Hashsham, S. A., Gerba, C. P., Haas, C. N. Criteria for Selection of Surrogates Used To Study the Fate and Control of Pathogens in the Environment. Appl Environ Microbiol. 78 (6), 1969-1977 (2012).
  28. Held, E., Skoet, R., Johansen, J. D., Agner, T. The hand eczema severity index (HECSI): A scoring system for clinical assessment of hand eczema. A study of inter- and intraobserver reliability. Br J Dermatol. 152 (2), 302-307 (2005).
  29. . Method 1604: Total Coliforms and Escherichia coli in Water by Membrane Filtration Using a Simultaneous Detection Technique (MI Medium) Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-08/documents/method_1604_2002.pdf (2002)
  30. Adams, M. H., Anderson, E. S. . Bacteriophages. , (1959).
  31. Kao, L. S., Green, C. E. Analysis of Variance: Is There a Difference in Means and What Does It Mean?. The Journal of surgical research. 144 (1), 158-170 (2008).
  32. Schutz, R. W., Gessaroli, M. E. The Analysis of Repeated Measures Designs Involving Multiple Dependent Variables. Research Quarterly for Exercise and Sport. 58 (2), 132-149 (1987).
  33. Woolwine, J. D., Gerberding, J. L. Effect of testing method on apparent activities of antiviral disinfectants and antiseptics. Antimicrob Agents Chemother. 39 (4), 921-923 (1995).

Play Video

Cite This Article
Wolfe, M. K., Lantagne, D. S. A Method to Test the Efficacy of Handwashing for the Removal of Emerging Infectious Pathogens. J. Vis. Exp. (124), e55604, doi:10.3791/55604 (2017).

View Video