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Wastewater Surveillance for Carbapenem-Resistant Organism Outbreak Prediction in a Chinese Tertiary Hospital (WW-CRO-PREDICT)

1. September 2026 aktualisiert von: Peking Union Medical College Hospital

Longitudinal Wastewater Monitoring of Antimicrobial Resistance Genes Across Functional Hospital Areas and Its Association With Clinical Carbapenem-Resistant Organism Infections: A Prospective Observational Cohort Study

Carbapenem-resistant organisms (CRO) pose a critical threat to global public health, and hospitals serve as major epicenters for their emergence and spread. Traditional clinical infection surveillance often detects CRO outbreaks only after infections have already occurred, missing the window for early intervention. Wastewater-based epidemiology has demonstrated its early warning potential during the COVID-19 pandemic and is increasingly recognized as a promising tool for antimicrobial resistance surveillance.

Our preliminary 22-day pilot study at Peking Union Medical College Hospital revealed two distinct antimicrobial resistance gene (ARG) dynamics patterns across different hospital areas: the Internal Medicine Ward exhibited a "chronic resistance background" with persistently high abundance of carbapenemase genes (IMP/GES types >5,000 ppm), while the Emergency/Fever Clinic showed "acute pulse outbreaks" characterized by transient 50- to 200-fold surges of mcr-3 and QnrVC genes. These findings suggest that hospital functional areas have fundamentally different ARG profiles with unique temporal signatures.

This prospective observational cohort study aims to establish a wastewater-based early warning system for hospital-acquired CRO outbreaks by conducting longitudinal monitoring across four key functional areas: Outpatient Building, Internal Medicine Ward, Surgical Ward, and Emergency/Fever Clinic at Peking Union Medical College Hospital over a 6- to 9-month period. Twenty-four-hour flow-proportional composite wastewater samples will be collected daily using automatic samplers. Laboratory analyses include ARG large-panel testing (300+ subtypes, daily), metagenomic sequencing (weekly, plus pulse-triggered intensified sampling), and viable bacterial culture with whole-genome sequencing of key isolates.

Concurrently, we will collect de-identified clinical CRO isolates and antibiotic consumption data (Defined Daily Doses) from the corresponding hospital buildings. Multidimensional association analyses will be performed using cross-correlation function analysis, Granger causality tests, and cgMLST-based genomic comparisons to determine the lead time of wastewater ARG signals ahead of clinical CRO diagnoses and to provide direct evidence of clonal homology between wastewater and clinical isolates. An early warning model will be constructed using dynamic thresholds (moving average + 2SD/3SD) and machine learning algorithms.

This study integrates environmental, clinical, and pharmaceutical data following the One Health framework. By establishing a replicable building-level wastewater resistome surveillance protocol, this research is expected to provide hospitals with a proactive tool for early CRO outbreak detection, enabling timely infection prevention and control measures. All clinical data will be de-identified, and the study has been designed to pose no greater than minimal risk to patients, with a waiver of informed consent sought in accordance with relevant ethical regulations.

Studienübersicht

Status

Status

Zeigt den aktuellen Rekrutierungsstatus oder den erweiterten Zugriffsstatus an.
Noch keine Rekrutierung

Bedingungen

Bedingungen

Die Krankheit, Störung, das Syndrom, die Krankheit oder die Verletzung, die untersucht wird. Auf ClinicalTrials.gov können die Bedingungen auch andere gesundheitsbezogene Themen wie Lebensdauer, Lebensqualität und Gesundheitsrisiken umfassen.

Studientyp

Studientyp

Beschreibt die Art einer klinischen Studie. Zu den Studientypen gehören Interventionsstudien (auch klinische Studien genannt), Beobachtungsstudien (einschließlich Patientenregister) und erweiterter Zugang.
Beobachtungs

Einschreibung (Geschätzt)

Einschreibung

Die Anzahl der Teilnehmer an einer klinischen Studie. Die „erwartete“ Einschreibung ist die Zielzahl an Teilnehmern, die die Forscher für die Studie benötigen.
720

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studienkontakt

Der Name und die Kontaktinformationen der Person, die Fragen zur Registrierung für eine klinische Studie beantworten kann. Jeder Standort, an dem die Studie durchgeführt wird, kann auch einen bestimmten Ansprechpartner haben, der diese Fragen möglicherweise besser beantworten kann.

Studienorte

  • China
    • Beijing Municipality
      • Beijing, Beijing Municipality, China, 100730
        • Peking Union Medical College Hospital
        • Kontakt:

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Zulassungskriterien

Die wichtigsten Voraussetzungen, die Personen erfüllen müssen, die an einer klinischen Studie teilnehmen möchten, bzw. welche Eigenschaften sie mitbringen müssen. Auswahlkriterien bestehen sowohl aus Einschlusskriterien (die erforderlich sind, damit eine Person an der Studie teilnehmen kann) als auch aus Ausschlusskriterien (die eine Person an der Teilnahme hindern). Arten von Zulassungskriterien umfassen, ob eine Studie gesunde Freiwillige akzeptiert, Alters- oder Altersgruppenanforderungen hat oder durch das Geschlecht begrenzt ist.

Studienberechtigtes Alter

  • Kind
  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Probenahmeverfahren

Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe

Studienpopulation

Environmental samples: 24-hour composite wastewater samples from 4 designated sewer manholes (Outpatient Building, Internal Medicine Ward, Surgical Ward, Emergency/Fever Clinic) at Peking Union Medical College Hospital.

Clinical data: De-identified CRO-positive culture results from patients treated in the above 4 hospital buildings during the study period.

Beschreibung

Inclusion Criteria:

  • Wastewater samples collected from the four designated sampling sites (Outpatient Building, Internal Medicine Ward, Surgical Ward, and Emergency/Fever Clinic).
  • 24-hour composite samples collected using automatic samplers following the flow-proportional mixing protocol.
  • Clinical data: Patients with laboratory-confirmed CRO infection (carbapenem-resistant Enterobacterales, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, etc.) from the above 4 hospital buildings during the study period.

Clinical data de-identified at the time of extraction.

Exclusion Criteria:

  • Wastewater samples from sites other than the four designated locations.
  • Samples contaminated or degraded during collection, transport, or storage.
  • Clinical data: CRO-positive results indicating colonization rather than infection.
  • Clinical data with incomplete key information (species, specimen source, date of detection, or department/location).

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte

Gruppe / Kohorte

Eine Gruppe oder Untergruppe von Teilnehmern an einer Beobachtungsstudie, die hinsichtlich biomedizinischer oder gesundheitlicher Ergebnisse bewertet wird.
Outpatient Building
Community reference, non-hospitalized medical area
Internal Medicine Ward
Chronic high-resistance background area
Surgical Ward
Surgical prophylactic antibiotic use area
Emergency
Acute pulse outbreak sentinel area

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Primäre Ergebnismessungen

Im Protokoll einer klinischen Studie die geplante Ergebnismessung, die für die Bewertung der Wirkung einer Intervention/Behandlung am wichtigsten ist. Die meisten klinischen Studien haben einen primären Endpunkt, aber einige haben mehr als einen.
Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Wastewater Antimicrobial Resistance Gene (ARG) Abundance
Zeitfenster: Daily for 6-9 months
Abundance of 300+ ARG subtypes (including carbapenemase genes blaIMP, blaGES, blaKPC, blaNDM, blaOXA; colistin resistance gene mcr-3; quinolone resistance gene QnrVC) measured in copies per million 16S rRNA reads (ppm) from 24-hour composite wastewater samples collected at 4 hospital sites
Daily for 6-9 months
Whole-Genome Sequences of Clinical CRO Isolates
Zeitfenster: Clinical CRO isolates (50-80 selected strains) from each building during the study period
Clinical CRO isolates (50-80 selected strains) from each building during the study period are subjected to whole-genome sequencing (≥50× coverage). cgMLST typing, ARG annotation (AMRFinderPlus), and phylogenetic analysis are performed for clonal homology comparison with wastewater isolates.
Clinical CRO isolates (50-80 selected strains) from each building during the study period

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Sponsor

Die Organisation oder Person, die die Studie initiiert und die Autorität und Kontrolle über die Studie hat.
Peking Union Medical College Hospital

Ermittler

Ermittler

Ein Forscher, der an einer klinischen Studie beteiligt ist. Zu den verwandten Begriffen gehören Studienleiter, Unterprüfer am Standort, Studienleiter, Studienleiter und Studienleiter.
  • Hauptermittler: bin du, Dr, Peking Union Medical College Hospital

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Allgemeine Veröffentlichungen

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Geschätzt)

Studienbeginn

Das tatsächliche Datum, an dem der erste Teilnehmer in eine klinische Studie aufgenommen wurde. Das „voraussichtliche“ Studienstartdatum ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das Studienstartdatum sein wird.
1. September 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

Primärer Abschluss

Das Datum, an dem der letzte Teilnehmer einer klinischen Studie untersucht wurde oder eine Intervention erhalten hat, um endgültige Daten für das primäre Ergebnis zu sammeln. Ob die klinische Studie protokollgemäß endete oder beendet wurde, hat keinen Einfluss auf dieses Datum. Bei klinischen Studien mit mehr als einem primären Ergebnismaß mit unterschiedlichen Abschlussdaten bezieht sich dieser Begriff auf das Datum, an dem die Datenerhebung für alle primären Ergebnismaße abgeschlossen ist. Das „erwartete“ primäre Abschlussdatum ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das primäre Abschlussdatum für die Studie sein wird.
1. September 2028

Studienabschluss (Geschätzt)

Studienabschluss

Das Datum, an dem der letzte Teilnehmer an einer klinischen Studie untersucht wurde oder eine Intervention/Behandlung erhielt, um endgültige Daten für die primären Ergebnismaße, sekundären Ergebnismaße und Nebenwirkungen zu sammeln (d. h. der letzte Besuch des letzten Teilnehmers). Das „voraussichtliche“ Abschlussdatum der Studie ist das Datum, von dem die Forscher glauben, dass es das Abschlussdatum der Studie sein wird.
1. September 2028

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

Zuerst eingereicht

Das Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer zum ersten Mal einen Studienbericht bei ClinicalTrials.gov eingereicht hat. Zwischen dem Datum der ersten Einreichung und der Verfügbarkeit des Datensatzes auf ClinicalTrials.gov (dem ersten veröffentlichten Datum) liegt in der Regel eine Verzögerung von einigen Tagen.
1. September 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

Das Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer zum ersten Mal einen Studienbericht einreicht, der den Qualitätskontrollkriterien (QC) der National Library of Medicine (NLM) entspricht. Der Sponsor oder Prüfer muss möglicherweise einen Studienbericht ein- oder mehrmals überarbeiten und einreichen, bevor die QC-Überprüfungskriterien von NLM erfüllt sind. Es liegt in der Verantwortung des Sponsors oder Prüfers, sicherzustellen, dass die Studienaufzeichnung mit den NLM-QC-Überprüfungskriterien übereinstimmt.
1. September 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

Zuerst gepostet

Das Datum, an dem der Studienbericht zum ersten Mal auf ClinicalTrials.gov verfügbar war, nachdem die Qualitätskontrolle (QC) der National Library of Medicine (NLM) abgeschlossen wurde. Zwischen dem Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer den Studienbericht eingereicht hat, und dem ersten veröffentlichten Datum liegt in der Regel eine Verzögerung von einigen Tagen.
4. September 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

Letztes Update gepostet

Das letzte Datum, an dem Änderungen an einem Studienbericht auf ClinicalTrials.gov verfügbar gemacht wurden. Es kann eine Verzögerung zwischen der Übermittlung der Änderungen an ClinicalTrials.gov durch den Sponsor oder Prüfer der Studie (Datum der letzten eingereichten Aktualisierung) und dem Datum der letzten Veröffentlichung der Aktualisierung geben.
4. September 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

Das letzte Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer Änderungen an einem Studienbericht eingereicht hat, die mit den Qualitätskontrollkriterien (QC) der National Library of Medicine (NLM) übereinstimmen. Es liegt in der Verantwortung des Sponsors oder Prüfers, sicherzustellen, dass die Studienaufzeichnung mit den NLM-QC-Überprüfungskriterien übereinstimmt.
1. September 2026

Zuletzt verifiziert

Zuletzt verifiziert

Das letzte Datum, an dem der Studiensponsor oder Prüfer die Informationen über eine klinische Studie auf ClinicalTrials.gov als richtig und aktuell bestätigt hat. Wenn eine Studie den Rekrutierungsstatus Recruiting hat; noch keine Rekrutierung; oder aktiv, keine Rekrutierung wurde innerhalb der letzten 2 Jahre nicht bestätigt, der Rekrutierungsstatus der Studie wird als unbekannt angezeigt.
1. September 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

Andere Studien-ID-Nummern

Andere Identifikatoren oder ID-Nummern als die NCT-Nummer, die einer klinischen Studie vom Sponsor der Studie, Geldgebern oder anderen zugewiesen werden. Diese Nummern können eindeutige Kennungen von anderen Studienregistern und Zuschussnummern der National Institutes of Health enthalten.
  • PUMCH-WW-ARG-2026
  • 01050010 (Andere Zuschuss-/Finanzierungsnummer: Peking Union Medical Foundation)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

JA

Beschreibung des IPD-Plans

De-identified metagenomic and whole-genome sequencing data will be submitted to NCBI Sequence Read Archive upon study completion, in accordance with journal requirements and data sharing policies

IPD-Sharing-Zeitrahmen

upon study completion

Art der unterstützenden IPD-Freigabeinformationen

  • STUDIENPROTOKOLL
  • SAFT
  • CSR

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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