Een methode om de werkzaamheid van handwashing te testen voor de verwijdering van opkomende infectieuze pathogenen
Summary
Handwashing wordt algemeen aanbevolen om infectieziekte overdracht te voorkomen. Er is echter weinig bewijs aan welke handwasmethoden het meest effectief zijn bij het verwijderen van infectieuze ziektepatogenen. Wij ontwikkelden een methode om de werkzaamheid van handwasmethoden bij het verwijderen van micro-organismen te beoordelen.
Abstract
Handwashing wordt algemeen aanbevolen om infectieziekte overdracht te voorkomen. Er bestaat echter weinig vergelijkbaar bewijs over de werkzaamheid van handwasmethoden in het algemeen. Bovendien bestaat er weinig bewijsmateriaal om handwasmethoden te vergelijken om te bepalen welke effecten het meest effectief zijn bij het verwijderen van infectieuze pathogenen. Onderzoek is nodig om bewijs te leveren voor de verschillende aanpakken van handwashing die gebruikt kunnen worden bij infectieuze ziekte-uitbraken. Hier wordt een laboratoriummethode beschreven om de werkzaamheid van handwasmethoden te beoordelen bij het verwijderen van micro-organismen uit handen en hun persistentie in spoelwater. De handen van vrijwilligers worden eerst getest met het testorganisme en vervolgens gewassen met elke handwasmethode van belang. In het algemeen worden surrogaatmicro-organismen gebruikt om mensen van ziekte te beschermen. Het aantal organismen die op vrijwilligers handen achter het wassen overblijven, wordt getest met behulp van een gemodificeerde handschoen sapmethode: de handen worden in een handschoen met een eluEnt en worden geschrobd om de micro-organismen op te schorten en ze beschikbaar te stellen voor analyse door membraanfiltrering (bacteriën) of plaque assay (virussen / bacteriofagen). Spoelwater uit de handwassing wordt direct verzameld voor analyse. Handwashing efficacy wordt gekwantificeerd door de log reductie waarde te vergelijken tussen monsters die zijn genomen na handwashing naar monsters zonder handwashing. Spoelwaterpersistentie wordt gekwantificeerd door het vergelijken van spoelwatermonsters van verschillende handwasmethoden naar monsters die zijn verzameld na handwas met gewoon water. Hoewel deze methode wordt beperkt door de noodzaak om surrogaatorganismen te gebruiken om de veiligheid van menselijke vrijwilligers te behouden, worden de aspecten van handwashing gedetecteerd die moeilijk in een in vitro studie kunnen repliceren en onderzoeksgaten op de handwaswerking en de volharding van besmettelijke organismen in de spoel vullen water.
Introduction
Handwashing wordt op grote schaal aanbevolen om de verspreiding van ziekte te voorkomen, met name die die door de fecale orale of luchtweg worden overgedragen, waaronder diarree- en ademhalingsziekten 1 . Verrassend is er weinig vergelijkbaar bewijs over de werkzaamheid van handwasmethoden, zoals handwashing met zeep en water (HWWS) en met alcoholgerelateerde handverzorgingsmiddelen (ABHS), op het verwijderen van organismen uit de handen. Aanvankelijk onderzoek heeft gevonden dat de mechanische werking van handwashing, in tegenstelling tot de handwasmethode, de meeste organismeverwijdering 2 , 3 kan uitmaken. Bovendien zijn er weinig vergelijkende bewijzen op welke handwasmethode het meest effectief is. In een informele literatuurstudie werden 14 studies die de werkzaamheid van zeep en handverzorgingsmiddel vergeleken met de verwijdering van organismen geïdentificeerd. Van deze studies vonden vijf ABHS meer efficiënt 4 , </Sup> 5 , 6 , 7 , 8 , 7 vonden HWWS meer effectief 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 en twee vonden geen significant verschil tussen de methoden 16 , 17 . Deze bevindingen zijn inconsistent en geven geen aanleiding tot het voortdurende risico op ziekte door de persistentie van organismen in het spoelwater na handwas. In het algemeen is het bewijs van de vergelijkende werkzaamheid van handwasmethoden voor het verwijderen van infectieziekt veroorzakende pathogenen beperkt.
Dit beperkte bewijs heeft geleid tot onzekerheid over welke methoden het meest geschikt zijn bij uitbraken. Bijvoorbeeld, Tijdens de Ebola Virus Disease (EVD) uitbraak in West-Afrika van 2013 tot 2016, leverden verschillende grote internationale responders tegenstrijdige aanbevelingen voor HWWS, ABHS of 0,05% chlooroplossingen. Médecins Sans Frontières (MSF) beveelt aan het gebruik van 0,05% chlooroplossing voor handwas, terwijl de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) HWWS of ABHS adviseert (als de handen niet zichtbaar zijn). De WHO gaat zo ver dat staat dat chloor niet mag worden gebruikt, tenzij er andere opties beschikbaar zijn, omdat het minder effectief is dan andere methoden door de chloorbehoefte die door de huid 18 , 19 , 20 , 21 , 22 wordt uitgeoefend. Daarnaast worden de chlooroplossingen meestal geproduceerd uit vier verschillende chloorverbindingen, waaronder hypothloride (HTH), lokaal gegenereerde en gestabiliseerde natriumhypochloriet (NaOCl) en sodaIum dichloorisocyanuraat (NaDCC). Een systematisch onderzoek dat de WHO in opdracht van het EVD-uitbraak in West-Afrika heeft ingediend, heeft onlangs slechts vier studies gevonden die de vergelijkende werkzaamheid van handwas met chloor 23 onderzoeken. Deze studies hebben ook tegenstrijdige resultaten opgedaan, en geen van deze studies gebruikte de aanbevolen chloorconcentratie van 0,05% voor handwas- of onderzochte micro-organismen die vergelijkbaar zijn met het Ebola-virus 10 , 24 , 25 , 26 , 27 . Zo werden de aanbevelingen niet gebleken op evidence-based, en het was onduidelijk welke aanbevelingen het meest effectief waren.
Aanvullend onderzoek is nodig om handwashing benaderingen te vergelijken om de verspreiding van besmettelijke pathogenen te voorkomen, aangezien handwashing interventies een belangrijk instrument zijn om epidemische ziekteoverdracht te voorkomen. Deze hAndwashing aanbevelingen moeten gebaseerd zijn op bewijs. Zo werd een methode ontwikkeld voor het testen van handwaswerking en spoelwater-persistentie, uitgevoerd met surrogaten of niet-infectieuze pathogenen, 2 , 28 , 29 ontwikkeld. Voorbeelden van resultaten, waarbij Phi6 wordt gebruikt als een surrogaat voor het Ebola-virus en het gebruik van Escherichia coli als een gemeenschappelijk indicator organisme, worden hier voorgesteld. In dit protocol worden hand-wash-efficiëntie- en spoelwater-persistentie-tests gepresenteerd.
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door het Bureau van de Verenigde Staten voor Internationale Ontwikkeling, Bureau van Buitenlandse Ramphulp (AID-OFDA-A-15-00026). Marlene Wolfe werd ondersteund door de National Science Foundation (subsidie 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).
