En metod för att testa effekten av handtvätt för avlägsnande av nya smittsamma patogener
Summary
Handtvätt rekommenderas allmänt för att förhindra överföring av smittsamma sjukdomar. Det finns emellertid lite bevis på vilka handtvättningsmetoder som är mest effektiva vid avlägsnande av infektionssjukdomspatogener. Vi utvecklade en metod för att utvärdera effekten av handtvättningsmetoder vid avlägsnande av mikroorganismer.
Abstract
Handtvätt rekommenderas allmänt för att förhindra överföring av smittsamma sjukdomar. Det finns dock lite jämförbart bevis på effekten av handtvättningsmetoder i allmänhet. Dessutom finns det lite bevis att jämföra handtvättningsmetoder för att bestämma vilka som är mest effektiva vid avlägsnande av infektiösa patogener. Forskning behövs för att ge bevis för de olika metoderna för handtvätt som kan användas vid infektionssjukdomar. Här beskrivs en laboratoriemetod för att utvärdera effekten av handtvättningsmetoder vid avlägsnande av mikroorganismer från händer och deras persistens i sköljvatten. Volontärernas händer spikas först med testorganismen och tvättas sedan med varje handtvättningsmetod av intresse. Vanligen används surrogatmikroorganismer för att skydda människor från sjukdomar. Antalet organismer som kvarstår på frivilliga händer efter tvättning testas med hjälp av en modifierad handskensjuice metod: händerna placeras i handskar med eluOch skruvas för att suspendera mikroorganismerna och göra dem tillgängliga för analys genom membranfiltrering (bakterier) eller plackanalys (virus / bakteriofager). Sköljvatten som produceras från handtvättet samlas in direkt för analys. Handtvättens effektivitet kvantifieras genom att man jämför loggreduktionsvärdet mellan prov som tas efter handtvätt till prov utan handtvätt. Sköljvattenperistansen kvantifieras genom att jämföra sköljvattenprover från olika handtvättningsmetoder till prov som samlats in efter handtvätt med bara vatten. Medan denna metod begränsas av behovet av att använda surrogatorganismer för att bevara säkerheten hos humana volontärer, fångar det aspekter av handtvätt som är svåra att replikera i en in vitro- studie och fyller forskningsgap på handtvättningseffekt och persistens av smittsamma organismer i sköljning vatten.
Introduction
Handtvätt rekommenderas i stor utsträckning för att förhindra spridning av sjukdomar, särskilt de som överförs av fekal-oralt eller luftburet rutt, inklusive diarré- och respiratoriska sjukdomar 1 . Överraskande finns det lite jämförbara bevis på effekten av handtvättningsmetoder, såsom handtvätt med tvål och vatten (HWWS) och med alkoholbaserad handavfettningsmedel (ABHS), på borttagning av organismer från händerna. Initial forskning har funnit att den mekaniska verkan av handtvätt, i motsats till handtvättmetoden, kan ta hänsyn till det flesta avlägsnandet av organism 2 , 3 . Dessutom finns det lite jämförande bevis på vilken handtvättningsmetod som är mest effektiv. I en informell litteraturgranskning identifierades 14 studier som jämförde effektiviteten av tvål och handreningsmedel vid avlägsnande av organismer. Av dessa studier hittade fem ABHS att vara mer effektiva 4 , </Sup> 5 , 6 , 7 , 8 , 7 fann HWWS att vara mer effektiva 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 och två fann ingen signifikant skillnad mellan metoderna 16 , 17 . Dessa resultat är inkonsekventa och behandlar inte den pågående risken för sjukdom från persistens av organismer i sköljvattnet efter handtvätt. Sammantaget är bevisen på den jämförande effekten av handtvättningsmetoder för avlägsnande av infektionssjukdomar som orsakar patogener begränsad.
Detta begränsade bevis har lett till osäkerhet om vilka metoder som är mest lämpliga vid utbrott. Till exempel, Under utbrottet Ebola Virus Disease (EVD) i Västafrika 2013-2016, gav flera stora internationella respondenter motsägelsefulla rekommendationer för HWWS, ABHS eller 0,05% klorlösningar. Médecins Sans Frontières (MSF) rekommenderar användning av 0,05% klorlösning för handtvätt, medan Världshälsoorganisationen (WHO) rekommenderar HWWS eller ABHS (om händerna inte syns synligt). WHO går så långt som att ange att klor inte ska användas om inget annat alternativ är tillgängligt, eftersom det är mindre effektivt än andra metoder på grund av klorförfrågan som utövas av huden 18 , 19 , 20 , 21 , 22 . Dessutom produceras klorlösningarna vanligen från fyra olika klorföreningar, inklusive högt testhypoklorit (HTH), lokalt genererad och stabiliserad natriumhypoklorit (NaOCl) och sodaIumdiklorisocyanurat (NaDCC). En systematisk granskning av WHO som svar på EVD-utbrottet i Västafrika hittade nyligen endast fyra studier som undersökte den jämförande effekten av handtvätt med klor 23 . Dessa studier gav också motstridiga resultat och ingen av dessa studier använde den rekommenderade klorkoncentrationen på 0,05% för handtvätt eller undersökta mikroorganismer som liknar Ebola-viruset 10 , 24 , 25 , 26 , 27 . Rekommendationerna visade sig således inte vara bevisbaserade, och det var oklart vilka rekommendationer som var mest effektiva.
Ytterligare forskning behövs för att jämföra handtvättmetoder för att förhindra spridning av infektiösa patogener, eftersom handtvättinterventioner är ett viktigt verktyg för att förebygga epidemisk sjukdomsöverföring. Dessa hAndwashing rekommendationer måste baseras på bevis. Således utvecklades en metod för att testa handtvättseffektivitet och sköljvattenspänning, utförd med surrogat eller icke-infektiösa patogener, 2 , 28 , 29 . Provresultat, som använder Phi6 som en surrogat för Ebolaviruset och använder Escherichia coli som en vanlig indikatororganisme, presenteras här. I detta protokoll presenteras handtvättning och effektivitet och sköljning av vattenhållfasthetstest.
Protocol
Representative Results
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…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av Förenta staternas Byrå för Internationell Utveckling, Byrån för Utländsk Katastrofhjälp (AID-OFDA-A-15-00026). Marlene Wolfe stöddes av National Science Foundation (bidrag 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
- 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).
- Miller, T., Patrick, D., Ormrod, D. Hand decontamination: influence of common variables on hand-washing efficiency. Healthc Infect. 16 (1), 18 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- . 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)
- 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).
- Lowbury, E. J. L., Lilly, H. A., Bull, J. P. Disinfection of hands: removal of transient organisms. BMJ. 2 (5403), 230-233 (1964).
- 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).
- Rotter, M. L. 150 years of hand disinfection-Semmelweis’ heritage. Hyg Med. (22), 332-339 (1997).
- 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).
- . Standard E1174-13. Standard Test Method for Evaluation of the Effectiveness of Health Care Personnel Handwash Formulations Available from: https://www.astm.org/ (2013)
- 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).
- 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).
- 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).
- . 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)
- Adams, M. H., Anderson, E. S. . Bacteriophages. , (1959).
- 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).
- 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).
- 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).
