院感（HAI）防护实验文献分享｜祖诺微生物防护盾非手术ICU长效抗菌实验报告
开篇导语：
医院 ICU 是院感、耐药菌爆发高风险区域，传统消毒存在快速复染、诱导超级细菌两大难题。2015 年美国蒙茅斯医院医疗中心开展为期 10 周非手术 ICU 对照临床试验，针对祖诺微生物防护盾（Zoono Z-71）完成完整临床实验检测。

实验报告全文-原文翻译：

祖诺微生物防护盾（祖诺Z-71）的长效抗菌有效性

在医院（非手术）重症监护病房中的研究

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关键词

Zoono（祖诺） | 消毒 | 抗菌 | 功效 | 耐久性

背景

使用传统产品清洁和消毒表面可以有效清除/杀灭表面的病原体，但研究表明，表面通常在几分钟内就会被再次污染。此外，这些传统产品会促进突变，从而助长了超级细菌的进化。本研究评估了 祖诺微生物防护盾产品，该产品旨在提供一种长效表面涂层，能够在较长时间内持续发挥消毒作用。

方法

本研究在新泽西州一家大型医院的非手术重症监护病房（ICU）内进行。在治疗前对 ICU 内的多个点位进行了基准检测，随后在总共 10 周的时间内，每隔 8 小时/7 天进行重新评估。对样本进行总细菌培养（总平板计数，TPC），并与未经处理的对照点位进行比较。

产品

本研究使用的产品为祖诺微生物防护盾，由新西兰祖诺集团生产。

方案

Zoono 产品通过表面涂抹和冷雾喷洒两种方式使用，并在现有医院和 ICU 保洁方案的基础上进行应用。

结果

使用祖诺微生物防护盾后，所有处理表面的平均总平板计数（TPC）在 8 小时后减少了 82%，而对照区域平均增加了 52%。

同样，在施用 祖诺微生物防护盾 7 天后，处理表面的 TPC 平均仍减少了 33%，而对照区域平均增加了 902%。

结论

本研究中评估的 祖诺微生物防护盾 产品在 10 周的研究期内，在减少 ICU 表面病原体总数（TPC）方面表现出统计学上显著的有效性和持久性。该产品试验取得了成功。

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详细研究报告

2015 年 3 月，美国白宫发布了一项全面的《国家行动计划》，确定了关键联邦部门和机构为应对抗生素耐药菌上升趋势而需采取的关键行动。

这份《抗击抗生素耐药菌国家行动计划》（由跨部门抗击抗生素耐药菌工作组制定）是对第 13676 号行政命令《抗击抗生素耐药菌》的响应。[1]

该国家计划列出的首要目标是"延缓耐药菌的出现并防止耐药菌的传播"。执行摘要总结道："落实国家行动计划中的目标与活动，需要全球个人和团体的持续、协调和互补努力，包括医疗保健提供者、医疗保健领导者、兽医、农业行业领导者、制造商、政策制定者和患者。所有依赖抗生素的人必须共同行动起来，检测、阻止并防止耐药菌的出现和传播。"

到 2020 年，该计划的主要目标是推动基础科学研究、吸引更多私人投资，并促进临床试验，以推动新型抗生素和替代疗法的发现和开发，从而对抗耐药性。[1]

这份总统国家行动计划是本研究的催化剂。

耐药菌（及其他病原体）的出现并非新现象。根据世界卫生组织（WHO）的数据，医疗保健相关感染（HAI，即在医疗环境中获得的感染）是全球医疗保健服务中最常见的不良事件。每年有数亿患者受到 HAI 的影响，导致显著的死亡率和卫生系统的经济损失。

HAI（也称为"医院获得性感染"）包括患者在住院或医疗机构中获得但在出院后才出现的感染，以及医务人员的职业感染。HAI 并不仅限于"发展中国家"——在高收入国家，大约 30% 的重症监护病房（ICU）患者会受到至少一种医疗保健相关感染的影响。[2]

感染在当代 ICU 患者中很常见，且感染风险随住院时间延长而增加。感染及其相关的脓毒症是非心脏 ICU 的主要死亡原因，死亡率高达 60%，约占 ICU 总支出的 40%。重要的是，脓毒症的发病率以及由此导致的感染相关死亡人数正在上升。[3]

根据美国疾病控制与预防中心（CDC）2015 年 3 月的报告，仅美国医院中的 HAI 每年就导致高达 330 亿美元的额外医疗费用。[4]

CDC 的"HAI 患病率调查"（2015 年 10 月）得出结论，每 25 名美国医院患者中就有 1 人至少患有一种医疗保健相关感染。[5]

2011 年，美国急性护理医院中估计有 722,000 例 HAI，约 75,000 名 HAI 住院患者死亡。虽然医院获得性感染率保持相对稳定（约每 100 例入院 5-6 例 HAI），但由于过去 20 年来住院时间逐渐缩短，HAI 发生率（每 1,000 患者日）实际上上升了 36%，从 1975 年的 7.2 升至 1995 年的 9.8。

新型抗生素耐药性可以跨越国际边界，并以惊人的容易程度在各大洲之间传播。在美国，每年至少有 200 万人感染对一种或多种用于治疗这些感染的抗生素具有耐药性的细菌。

每年至少有 23,000 人直接死于这些抗生素耐药性感染。还有更多人死于因抗生素耐药性感染而复杂化的其他疾病。

从历史上看，葡萄球菌、假单胞菌和大肠杆菌一直是医院获得性感染的"三驾马车"，而重症监护病房则是抗生素耐药性的中心。人口老龄化和日益激进的医疗及外科干预措施（包括植入异物、器官移植和异种移植）创造了一组特别易感的人群。

根据 CDC 2015 年 2 月发布的研究，艰难梭菌（C. difficile）在一年内导致美国患者近 50 万例感染。约 29,000 名患者在确诊 C. difficile 后 30 天内死亡。其中约 15,000 例死亡估计直接归因于 C. difficile 感染，使 C. difficile 成为美国传染病死亡的一个非常重要的原因。[6]

任何治疗药物的成功使用，都会从一开始就受到该化合物产生耐受性或耐药性的潜在可能性的制约。这对于用于治疗细菌、真菌、寄生虫和病毒感染的药物都是如此。多种生化和生理机制可能导致耐药性。

在抗菌药物这一特定领域，导致耐药性产生和传播过程的复杂性再怎么强调也不为过，而对这些主题缺乏基础知识是有效预防和控制耐药性发展方面进展甚微的主要原因之一。大多数国际、国家和地方机构都认识到这一严重问题。许多决议和建议已被提出，无数报告也已撰写，但都徒劳无功：抗生素耐药性的发展势不可挡。

最突出的例子（可能也是发病率和死亡率方面代价最高的）与细菌有关。19 世纪末这些传染性病原体的发现刺激了对适当预防和治疗方案的研究；然而，成功的治疗是在半个世纪后抗生素被发现和引入后才实现的。抗生素在许多方面革新了医学，挽救了无数生命；它们的发现是人类历史上的一个转折点。

遗憾的是，这些神奇药物的使用伴随着耐药菌株的迅速出现。[7] 医学权威现在警告说，我们可能正在回到前抗生素时代；最近的一个数据库列出了超过 20,000 种潜在耐药基因（r 基因），涵盖近 400 种不同类型，主要从可用的细菌基因组序列中预测得出。[8]

季铵化合物（QAC）于 1916 年首次被确认具有杀菌和抗菌特性。[9] 其通式为 NR₁R₂R₃R₄⁺ X⁻，其中 R 为氢原子、普通烷基或带有其他官能团的烷基，X 为阴离子。

Zoono® 技术源于最初的 QAC 科学——（当前）第 11 代产品为水基产品，性能稳定，在广泛的温度范围内有效，且高度耐用——能够在较长时间内保持功效。图 1 展示了 Zoono 的化学结构。
图1：

在溶液中，QAC 解离为季铵阳离子及其阴离子对应物。与铵离子（NH₄⁺）本身以及伯、仲、叔铵阳离子不同，季铵阳离子是永久带电的，不受所在溶剂 pH 值的影响。Zoono 产品的特点是能够降低水的表面张力。

这一特性使 QAC 归属于广泛的表面活性化合物化学类别，通常称为润湿剂、洗涤剂、乳化剂或分散剂。表面活性化合物通常分为酸性阴离子洗涤剂和阳离子洗涤剂（QAC 是其中最重要的一类）。

在制造过程中，Zoono 分子的硅烷部分以三甲氧基硅烷（或硅基）的形式存在，但一旦置于水中，在三甲氧基硅烷和三羟基硅烷之间会形成平衡。这种平衡使分子保持在单体状态，并阻止分子在干燥前结合或生长为聚合物。一旦干燥发生，三个可用羟基中的第一个立即形成共价键，第二个键在数天后形成，第三个键经过类似的时间段后再形成。与基底的最初结合是通过带正电的阳离子在水性介质中对带负电表面的吸引而实现的。一旦第一个键形成，分子就永久附着在表面上；在第二个和第三个共价键形成的时间范围内，会发生立体化学旋转，分子可以共价键合到表面或自身，形成包裹被处理表面的网络聚合物。这种旋转确保了均匀的抗菌保护层。使该分子能够均聚的硅醇官能团有助于解释该技术的耐久性。

该机制对细菌或病毒细胞的作用方式相同。在与微生物直接接触时，该技术通过破坏（或裂解）细胞膜来发挥作用。这中断了正常的生命过程并摧毁了细胞。两种力导致了这种中断：季铵化的氮原子起到"电击"作用，而 18 碳链则起到剑或穿刺剂的作用。

其结构非常适合利用微生物膜的阴离子特性和脂蛋白组成。由于抗菌剂仅作用于细胞膜，且不会随时间推移而减弱，因此不会产生亚致死剂量条件——从而避免了微生物对给定抗菌剂产生增强耐药性的可能。与细菌有软壳和硬壳物种类似，病毒被分类为包膜或非包膜微生物。[10]

Zoono 最常见的应用方式是表面涂抹与雾化喷洒相结合。使用季铵消毒剂对医院病房进行喷雾雾化已被证明是减少可检测的空气和表面细菌数量的有效手段。[11]

试验目标是确认引入 祖诺微生物防护盾 抗菌剂能够在（非手术）ICU 内实现有效、统计学上显著且持久的总细菌数减少。

该试验于 2015 年 5 月、6 月和 7 月期间，在新泽西州长滩的蒙茅斯医疗中心（Monmouth Medical Centre）——一家大型新泽西医院——进行，为期十周。

在研究开始之前，制造商向机构审查委员会（IRB）提供了一份与其产品针对细菌、真菌、病毒、霉菌和酵母菌相关的测试结果副本。因此，双方同意本研究将基于 CFU 总平板计数（Total Plate Count），而非特定病原体。

拭子样本（CFU，总平板计数）由微生物学家采集，在监管链条件下运送到具备相应资质的实验室，在那里进行检查并由同行评审。
计算公式

CFU/拭子 = (计数 1 + 计数 2) / 2 × 10^DF

其中：DF = 稀释因子

CFU/in² = (CFU/拭子) / A

其中：A = 拭子采样面积（平方英寸），例如 3.8 in²

CFU/ft² = CFU/in² × 144

实验室人员对样本身份和地点不知情。所有样本身份均以数字代码屏蔽；仅在结果交付后才识别样本。

中和肉汤为 10ml 1:10 稀释的 D/E 中和肉汤，装于 15ml 锥形管中。样本充分涡旋振荡 30±10 秒。使用标准稀释和涂布技术对悬浮液进行计数，以确定存活微生物的数量。胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）计数板在室温下培养 120±6 小时。[12]

非手术 ICU 共有 12 间病房。其中 3 间被指定为对照病房，9 间用于测试目的。

为避免任何区域受到保洁人员的特别关注，所有保洁人员均对测试地点和对照病房指定不知情。为尽量减少对患者（和工作人员）的干扰，所有拭子检测均在常规工作时间之外进行。

在所有病房内，对 4 个相同位置进行了检测。此外，3 个患者电子病历（EMR）电脑上的手部扫描仪也用于检测目的。

功效测试

对 Zoono 抗菌剂的初步功效测试显示，24 小时后对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus, ATCC 6538）实现了 4.78 log 减少（99.998%）。[13] 该结果验证了制造商正常 QA 流程中为该批次完成的早期实验室测试。

8 小时测试（CFU）

对于 CFU 8 小时测试（施用 祖诺微生物防护盾 与检测之间间隔 8 小时），测试区域的平均 CFU 病原体计数减少了 59.82%。

相比之下，同期对照病房内测试区域的平均值增加了 45.30%。[14] 这一差异具有统计学显著性。

7 天测试（CFU）

对于 CFU 持续时间测试（施用 Zoono 抗菌剂与检测之间间隔 7 天），测试区域的病原体平均减少在 7 天后仍为 31.66%。

相比之下，同期对照病房内测试区域的平均值增加了 593.95%。[15]

同样，这一差异具有统计学显著性。
注：与 TPC 检测并行，在邻近用于 CFU 检测的区域完成了 ATP 检测。这一系列检测仅用于趋势比较目的。

 

结论（详细）

在本医院重症监护病房进行的 祖诺微生物防护盾 抗菌剂试验取得了成功。

初步实验室测试验证了制造商提供的关于 祖诺微生物防护盾 产品功效和耐久性的现有测试结果数据。

在 8 小时测试期内，病原体出现了统计学上显著的减少，而未经处理的区域/病房则有所增加。两条趋势线之间的差异具有显著性。

在 7 天期间内，病原体出现了统计学上显著的减少，而未经处理的区域/病房则有所增加。两条趋势线之间的差异具有显著性。

这种病原体存在的减少将使医院和患者共同受益。使用 祖诺微生物防护盾 将为患者提供额外一层保护，降低医院获得性感染（HAI）的风险，并将带来相应的成本降低。

试验目标是否实现？

本试验的目标是确认将新一代 祖诺微生物防护盾 抗菌产品纳入现有保洁方案后，是否能在高风险环境（重症监护病房）内，在指定表面上实现有效、统计学上显著且持久的总细菌数减少。

由于这些目标均已达成，这些减少将有助于降低医疗保健相关感染（HAI）的发生率，并提高医院的投资回报率。鉴于本报告中包含的支持数据，"减少指定表面上总细菌数"的目标已明确实现。

研究内部发起方及监督医师：Thomas L. Heleotis MD, CPE

新泽西州巴纳巴斯医疗集团 蒙茅斯医疗中心 临床效能副总裁

 

致谢

我们感谢新泽西州长滩蒙茅斯医疗中心重症监护病房的工作人员在整个研究过程中给予的帮助与合作。

同时感谢 MMC 的高层管理团队，不仅感谢他们的支持，更感谢他们愿意探索新技术方案来对抗 HAI。

参考文献

[1] National Action Plan for Combating Antibiotic Resistant Bacteria. The US White House, March 2015.
    https://www.whitehouse.gov/sites/default/files/docs/national_action_plan_for_combating_antibotic-resistant_bacteria.pdf

[2] World Health Organization. Health Care Associated Infections - Fact Sheet. 2013. Not attributed.

[3] International Study of the Prevalence and Outcomes of Infection in Intensive Care Units.
    Jean-Louis Vincent, MD, PhD; Jordi Rello, MD; John Marshall, MD; Eliezer Silva, MD, PhD; Antonio Anzueto, MD; Claude D. Martin, MD; Rui Moreno, MD, PhD; Jeffrey Lipman, MD; Charles Gomersall, MD; Yasser Sakr, MD, PhD; Konrad Reinhart, MD; for the EPIC II Group of Investigators

[4] CDC Eliminating Healthcare Associated Infections. Policy Paper. 2012.
    Association of State and Territorial Health Officials by James Blumenstock, Anna Buchanan, Catherine Cairns and Belinda Haerum, and for the Centers for Disease Control and Prevention by Lindsay Culp, Cecilia Curry, Melanie Lawson, Nancy Levine, Tara Ramanathan, Elizabeth Skillen, Nina Verevkina, Jacqueline Watkins, and Brandy Wright.

[5] US CDC Antibiotic Resistant Threats in the USA 2013. CDC Office of Infectious Diseases (OID)

[6] CDC Newsroom Press Release Feb 2015.
    http://www.cdc.gov/media/releases/2015/p0225-clostridium-difficile.html

[7] Origins and Evolution of Antibiotic Resistance.
    Julian Davies* and Dorothy Davies. Department of Microbiology and Immunology, Life Sciences Institute, University of British Columbia, 2350 Health Sciences Mall, Vancouver, British Columbia V6T 1Z3, Canada

[8] Antibiotic Resistance Genes Database. Nucleic Acids Res. 37:D443-D447. [PMC free article] [PubMed] Liu, B., and M. Pop. 2009.

[9] Quaternary Ammonium Compounds.
    O Rahn, and W P Van Eseltine. Laboratory of Bacteriology, New York State College of Agriculture, Cornell University, Ithaca, New York

[10] Manufacturer Data. Zoono Limited, Auckland New Zealand. www.zoono.com

[11] Terminal Disinfection in Hospitals with Quaternary Ammonium Compounds by Use of a Spray-Fog Technique.
    HERMAN FRIEDMAN, ELAINE VOLIN, AND DAVID LAUMANN. Department of Microbiology, Albert Einstein Medical Center, Philadelphia, Pennsylvania

[12, 13, 14, 15] MicroChem Laboratories.
    Test Results, 16713 Picadilly Court • Round Rock, Texas 78664

 

重要翻译说明:

 

本文内全部中文翻译版本由森普瑞（海南经济特区）科技有限公司（ZOONO 集团中国区战略合作伙伴）整理翻译，内容仅作行业参考使用；中英文内容若存在释义、数据、专业表述不一致之处，一切以英文原版实验报告为准。