Utbruddet av legionellose i Stavanger

Legionellosen i Stavanger i juli-august 2001 er det første registrerte utbruddet av sykdommen her i landet (5). Utbruddet omfattet 26 bekreftede og to mistenkte tilfeller av legionærsykdom. Syv pasienter døde, hvorav én var et mistenkt tilfelle. Kjøletårnet i et luftkondisjoneringsanlegg ved et sentralt beliggende hotell i byen var smittekilden. Breiavatnet, som også ligger sentralt i Stavanger by og lenge var i søkelyset som smittekilde, kunne dermed frikjennes. Kjøleanlegget ved det aktuelle hotellet ble straks desinfisert. Alle som ble smittet hadde oppholdt seg i området rundt Breiavatnet i det aktuelle tidsrommet. Hele 80 % av dem var blitt smittet utendørs og mange i god avstand fra kjøletårnets vannbasseng, som lå i bakkenivå på hotellets bakside. Dette indikerte spredning av Legionella-bakterier med vindbårne aerosoler. Det er kjent fra utbrudd i utlandet at folk er blitt smittet opp til én kilometer fra en tilsvarende smittekilde. Kombinasjon av manglende utskifting av kjølevann i kjøletårnet og flere perioder med høye lufttemperaturer på stedet skapte trolig gunstige vekstforhold for Legionella. Funnene aktualiserer tiltakene mot Legionella i VVS-installasjoner som ble foreslått i 1993 av Statens institutt for folkehelse (6), og viser behovet for mer informasjon om problemet blant helsepersonell og ansatte i hotell- og overnattingsbransjen.

I en norsk rapport fra 1993 fant man én eller flere Legionella-arter i 52 % av alle undersøkte kjøletårn, og L. pneumophila ble påvist i 16 % av tilfellene (7). Legionella-bakterier ble videre funnet i ledningsvannet ved 11 % av de undersøkte sykehusene og hotellene. Rapporten konkluderte med at Legionella-bakterier kan representere en potensiell helsefare også i vårt land, noe som altså viste seg å holde stikk i Stavanger.

Biofilm kontaminerer unitvann

Naturlig stasjonær vekst av mikroorganismer på fuktige flater kalles biofilm. Slike slimaktige belegg bygges opp på flater i kontakt med stillestående vann og kan også forekomme på flere steder i menneskekroppen. Biofilm er meget vanskelig å fjerne og kommer ofte raskt tilbake dersom miljøet ikke forandres drastisk. Tannbelegg, tannsten og sopplesjoner er eksempler på orale biofilmer, som oftest er komplekst organisert og består av mange forskjellige mikroorganismer med gjensidig fordel av samboerskapet (8, 9). Virkningen av antibiotika, desinfeksjonsmidler, andre kjemiske stoffer og inntørring er langt mindre på mikrober i biofilm enn på organismer utenfor biofilmen (planktoniske celler). Videre beskytter organiseringen av biofilmen mikroorganismene mot fagocytose og andre drapsmekanismer. Et godt eksempel er dentalt plakk, som kroppen ikke selv klarer å fjerne og som derfor må fjernes mekanisk. Derimot eliminerer kroppen vanligvis raskt planktoniske plakkbakterier når disse trenger inn i vev eller kommer over i blodbanen.

Biofilm er sammenliknet med et komplekst, høyt differensiert, multikulturelt samfunn slik vi finner i en moderne storby (10). Her lever mennesker med ulike beskjeftigelser og bakgrunn sammen i høyhus. Når boforholdene blir utilfredsstillende, flytter noen ut. Fig. 3 viser hvorledes en gramnegativ stav danner en mikrokoloni i en allerede eksisterende biofilm og hvorledes den forlater biofilmen når levevilkårene her er blitt ugunstige.

Biofilm i dentaluniter (Fig. 4 og 5) kontaminerer vannet i uniten med mikroorganismer som rives løs når vann strømmer gjennom rør og slanger. Friksjon mellom vannet og biofilmen gjør at strømningshastigheten langs kantene blir langt lavere enn sentralt i vannstrømmen (laminær strøm). Derfor vil ikke vannstrømmen gjennom ledningsnettet fjerne biofilmen, men antall planktoniske organismer i vannet vil forbigående bli redusert når treveissprøyte og air-rotor og hånd- eller vinkelstykke (roterende instrumenter) brukes.

Det har vært kjent siden 1963 at unitvann ofte inneholder store mengder mikroorganismer (11, 12). Det er flere grunner til at uniten virker som et drivhus for biofilm. Vannledningssystemet frem til roterende instrumenter og treveissprøyten består av materialer (f.eks. polyuretan- og polyvinylslanger) med overflateegenskaper som egner seg godt for mikrobiell adhesjon og derved for utvikling av biofilm. Dette i motsetning til metallrør. Temperaturen (ca. 30^oC) i uniten virker drivende på veksten. Den laminære vannstrømmen beskytter biofilmen, og stillestående vann i ledningsnettet når uniten ikke brukes over lengre tid, gjør at biofilmen får utvikle seg fritt. Dette kan føre til driftstans for uniten.

Inneholder unitvann sykdomsfremkallende mikrober?

Funn av Legionella ved dyrkning av unitvann er vanlig, men viser store kvantitative variasjoner (Tabell 1). En undersøkelse av 55 tannlegepraksiser i England påviste L. pneumophila, Mycobacterium, Candida og Pseudomonas i henholdsvis 1, 5, 2 og 9 forskjellige praksiser, mens streptokokker (presumptivt orale) og fusobakterier ble funnet i henholdsvis 4 og 1 av praksisene (13). Tilstedeværelse av orale bakterier i unitvannet indikerte tilbakesug via kjølevannsslangen fra pasientenes munn. Det var også oppsiktsvekkende at i 95 % av vannprøvene fra ledningsnettet i unitene ble EUs krav til bakteriemengder (< 200 kolonidannende enheter/ml) i drikkevann overskredet.

I en annen undersøkelse av vannprøver fra spring og munnskyllebeger, treveisveissprøyte, ultralydscaler og turbin som omfattet 23 uniter i private og offentlige tannlegekontorer, ble L. pneumophila funnet i 22 av 101 (21,8 %) prøver (14). To andre Legionella-arter, L. bozemanii og L. dumoffii, ble også påvist.

Challacombe og Fernandes (16) analyserte 194 dentaluniters ledningsnett over en 44-måneders periode og fant L. pneumophila, vanligvis i små mengder, i 25 % av unitene over tid. Høyere konsentrasjoner ble funnet i 4 % av unitene, spesielt i én modell. Det ble også påvist L. pneumophila i vannet fra treveissprøyte og air-rotor.

Borneff (20) undersøkte 20 tannlegekontorer og 53 uniter og fant at både unit- og drikkevannet fra åtte av kontorene var kontaminert med L. pneumophila. Senere påviste samme forfatter (17) L. pneumophila i 77 %, Pseudomonas i 60 % og koliforme bakterier i 21 % av vannprøver fra 20 uniter. Reinthaler og Mascher (19) fant L. pneumophila i vann fra 4 av 42 uniter i 35 praksiser. Bruk av molekylærbiologiske teknikker f. eks. PCR (polymerase chain reaction) har påvist høye tall ( 10⁶ celler) av L. pneumophila i vannprøver som ikke gir vekst ved dyrkning. Det er mulig at L. pneumophila danner «sovende» celler, dvs. celler som ikke vokser på rutinemedier, men som allikevel er levende (22).

I en pågående landsomfattende norsk undersøkelse er hittil vannprøver (air-rotor, treveissprøyte, unitens vannkran og en spring i behandlingsrommet) fra 94 tannlegekontorer/-klinikker blitt undersøkt for totalt bakterietall og innhold av relevante sykdomsfremkallende bakterier. De aller fleste prøvene inneholdt Legionella-arter, men ingen av disse var L. pneumophila (PCR-teknikk). Ved dyrking ble Pseudomonas aeruginosa påvist i vannprøver fra air-rotor (2,1 %) og unitens vannkran (1,1 %), men ikke fra spring på samme kontor/klinikk. Koliforme bakterier var tilstede i vann fra air-rotor (28,7 %), unitens vannkran (19,1 %) og spring (8,5 %) mens a-hemolytiske streptokokker bare ble funnet i vann fra air-rotor (3,2 %).

Representerer mikrober i unitvann en helserisiko?

Heldigvis er mesteparten av mikroorgansimene i unitvann arter som forekommer normalt i naturen og som vanligvis ikke gir sykdom hos mennesker. Noen arter kan imidlertid representere en viss risiko for personer med nedsatt infeksjonsforsvar, f. eks. småbarn, gamle og personer med immunsvikt. Noen har vært årsak til sykehuservervede infeksjoner (23). Opp til 60 % av slike infeksjoner skyldes biofilm, f. eks. i innlagte katetre og på proteser i kroppen.

Selv om infeksjonsrisikoen fra unitvann synes å være liten for tannhelsepersonell og pasienter, reiser de høye mikrobetallene viktige prinsipielle spørsmål vedrørende infeksjonskontroll og hygiene i tannklinikken. Det kan vanskelig forsvares at pasienten får i seg unitvann som ikke tilfredsstiller mikrobiologiske krav til drikkevann, og følgelig har interessen for unitvann som mulig smittekilde ved tannbehandling vært økende de siste årene (1, 12, 24 – 26).

Flere rapporter har vist klar sammenheng mellom tilstedeværelse av Legionella-bakterier i varmtvannssystemer og forekomst av legionellose (for oversikt, se ref. 27). Dette har ført til bekymring hos helsepersonell som arbeider med infeksjonskontroll, og legionelloseutbruddet i Stavanger har aktualisert problemet her i landet. I USA mener man at Legionella er ansvarlig for 10 000 – 15 000 tilfeller av pneumoni årlig med en anslått dødelighet på 5 – 15 % (25).

Pseudomonas er også en typisk vannbakterie forbundet med et bredt spektrum av opportunistiske infeksjoner. Den kan særlig gi pneumoni hos hospitaliserte pasienter. Pseudomonas og Burkholderia forårsaker lungebetennelse hos pasienter med cystisk fibrose. Clark (28) fant at nesefloraen var endret hos 14 av 30 undersøkte tannleger og hos tre av 29 tannlegeassistenter. Bakterier i tannlegenes neseflora samsvarte med vannbakterier isolert fra tre uniter, og i to tilfeller ble de samme Pseudomonas-artene påvist i nese og unit. I de ni andre tilfellene var det ingen korrelasjon. Ingen av de undersøkte klinikerne var blitt syke av overføringen. En dansk undersøkelse fant at pasienter med cystisk fibrose som fikk tannbehandling, ikke hadde større risiko for å bli kolonisert med P. aeruginosa enn friske pasienter (29).

Det er påvist utbredt L. pneumophila-kontaminasjon i kjølvannet til air-rotorer ved et odontologisk lærested, men det var ikke holdepunkter for at dette ga Legionella-infeksjon (30). Atlas og medarbeidere (21) omtalte et tilfelle der en 65 år gammel tannlege i California døde av pneumoni. L. pneumophila, L. dumoffii og andre Legionella-arter fantes i høye nivåer i vannledningssystemet på hans kontor og i lave nivåer i vannkilder hjemme hos ham. L. pneumophila ble også påvist i lungevev fra den avdøde. Selv om endelig bevis manglet, antok forfatterne, som selv hadde utført Legionella-undersøkelsene, at aerosoler fra unitvann var årsak til den fatale Legionella-infeksjonen i dette tilfellet.

Lück og medarbeidere (18) undersøkte antistoffer mot Legionella-bakterier i serumprøver fra 113 tannleger, 105 tannpleiere og 17 tannteknikere. Tannlegene hadde mer antistoffer enn tannpleierne og tannteknikerne, og antistoffverdiene deres var høyere enn for en kontrollgruppe med friske mennesker (132 kvinner, 161 menn, 20 – 60 år). Forekomsten av antistoffer økte med tiden som yrkesaktiv. Ingen av tannlegene hadde hatt lungebetennelse tidligere. Forfatterne konkluderte med at det ikke foreligger noen økt risiko blant tannleger for å pådra seg legionærsykdom til tross for at Legionella i denne undersøkelsen ble påvist i uniter på 6 av 12 tannlegekontorer. Andre som har gjort tilsvarende funn blant tannhelsepersonell, konkluderte derimot med at det er en økt risiko for å pådra seg Legionella-infeksjon på tannlegekontoret (31, 32).

Gramnegative bakteriers cellevegg inneholder rikelig med lipopolysakkarid (LPS, endotoksin). Kontaminert unitvann kan inneholde mer enn 100 endotoksinenheter/ml (33). United States Pharmacopeia setter et så vidt lavt nivå som 0,25 enheter/ml som grense for endotoksin i sterilt vann for irrigasjon (34). Sammenliknet med dyr er mennesker spesielt følsomme for endotoksin, som kan være en «trigger» for astma (35, 36). Videre kan endotoksin stimulere frigivelse av betennelsesfremkallende stoffer og i høye konsentrasjoner gi feber og hjertebank (for referanser, se 37). Også protozoer og sopp i unitvann kan ha uheldige helsemessige følger.

Bør vi forbedre unitvannets kvalitet?

Forekomsten av infeksjoner på grunn av kontaminert unitvann er sannsynligvis lav og har så langt ikke representert noe stort problem i tannklinikken. Det er imidlertid tankevekkende at tannhelsepersonellet gjør store anstrengelser for å sterilisere sine hånd-/vinkelstykker for så å benytte kjølevann som ikke engang tilfredsstiller mikrobiologiske krav til drikkevann. Dette bryter med aksepterte prinsipper for infeksjonskontroll og hygiene i odontologisk klinikk. Centers for Disease Control and Prevention Recommended Infection Control Practices for Dentistry, anbefalte i 1993 tannlegene å installere systemer for å hindre tilbakesug på unitene (39). De anbefalte også «flushing» (kjøring av roterende instrument med full vannkjøling over spyttfontenen) av vannledningsnettet i mange minutter før behandling av første pasient, og i 20 – 30 sekunder mellom hver pasient for å eliminere saliva og blod som kunne ha nådd ledningssystemet ved tilbakesug under behandling. Nyere uniter har ventil som hindrer tilbakesug. Videre anbefalte de å bruke sterile løsninger for kjøling ved benkirurgi. I 1996 satte Den amerikanske tannlegeforeningen som mål at unitvann ikke skulle inneholde mer enn 200 kolonidannende enheter/ml med heterotrofe (avhengig av en organisk karbonkilde) bakterier fra et ufiltrert vannuttak (26). Det fins ikke tilsvarende krav for unitvann på norske tannlegekontorer.

Hvordan kan vi forbedre unitvannet?

I USA er det godkjent en rekke produkter/systemer til forbedring av kvaliteten på unitvannet (25). Disse kan generelt deles inn i fire kategorier: uavhengige vannsystemer, systemer med sterilt vann, filtrering og kjemikalier (38). De fleste studier rettet mot forbedring av unitvannet har konsentrert seg om bruk av kjemiske stoffer for inaktivering av mikroorganismer, inklusive fjerning av biofilmer. Andre studier har basert seg på «flushing» av vannledninger, mens bruk av filtre har fått mindre oppmerksomhet.

Mills (25) anbefalte natriumhypokloritt på grunn av bred antimikrobiell effekt. Dette stoffet er brukt til å behandle både drikke- og badevann og har også vist lovende resultater i forsøk på å forbedre unitvann. En rekke produkter for desinfeksjon av uniter er nå kommersielt tilgjengelige (Tabell 2). I Planmeca Waterline^“ rensesystemet trengs kjemikalietilsetning (Sterilex Ultra^®) bare en gang i uken for rengjøring av hele det interne vannsystemet i uniten.

De mest benyttede desinfeksjonsmetodene ved påvisning av Legionella-bakterier i vannsystemer eller kjøletårn er varmebehandling eller sjokk-klorering (6, 40). Et effektivt tiltak går ut på å heve temperaturen til 60 ^oC, helst til 70 ^oC, og deretter gjennomspyling med varmt vann. Tilsetting av kjemikalier er her ikke nødvendig, men behandlingen er tidkrevende. Klor er den vanligste tilsettingen ved desinfeksjon av vann. Klorgass eller natrium/kalsiumhypokloritt brukes ofte. En så vidt høy konsentrasjon som 2 – 6 ppm fritt klor kan være nødvendig for å bekjempe bakterier som allerede finnes i ledningssystemet (se omtale av biofilm foran). Dette vil gi både lukt og smak av klor. Oson virker sterkt oksiderende og trenger derfor kortere virketid enn klor. Oson må produseres på stedet fordi det omdannes raskt til oksygen. Tilsetting av kobber- og sølvioner vil kun ha forebyggende effekt på Legionella-vekst. En UV-dose på 2 760 mWs/cm² gir en dødelighet av Legionella på 99,99 % (6). Bakterier kan imidlertid overleve UV-behandling dersom de ligger i skyggen av partikler eller inne i disse.

Vi vil i en senere artikkel i Den norske tannlegeforenings Tidende ta for oss mikrobiologisk undersøkelse av unitvann og se på hvor effektive de foreslåtte tiltakene er i praksis når det gjelder å hindre biofilmdannelse i dentaluniter.

Takk

Konsulent Torunn Rønning, Tannpleierundervisningen og avdelingsingeniør Kjell Skaar, Institutt for klinisk odontologi takkes for hjelp med slangemateriell for biofilmundersøkelse, avdelingsingeniør Steinar O. Stølen, Institutt for oral biologi for assistanse med elektronmikroskopi av biofilm og forsker Ellen Namork, Avdeling for miljømedisin, Statens institutt for folkehelse for det elektronmikroskopiske bildet av L. pneumophila.

Fullstendig referanseliste kan fås ved henvendelse til førsteforfatter.